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[导读]本文是模拟信号和数字信号的第13篇文章,为进一步增进大家对模拟信号和数字信号的认识,本文将对模拟信号和数字信号的模拟信号、模拟信号作用加以讲解,并和大家共同探讨是否有采用模拟信号传输数字信号的应用。

模拟信号和数字信号每天都在被使用,对于模拟信号和数字信号,小编特地带来系列讲解。本文是模拟信号和数字信号的第13篇文章,为进一步增进大家对模拟信号和数字信号的认识,本文将对模拟信号和数字信号的模拟信号、模拟信号作用加以讲解,并和大家共同探讨是否有采用模拟信号传输数字信号的应用。

一、模拟信号

首先,你要知道数字信号,模拟信号,连续信号和离散信号的区别。

数字信号:时间和幅度都离散的信号。

模拟信号:时间和幅度都连续的信号。

连续信号:时间连续的信号。

离散信号:时间离散的信号。

也就是说,平时所说的连续信号和离散信号只和时间有关,跟幅度无关。

再谈模拟信号和数字信号。最常见的数字信号是这样的:

只有0和1,但是数字信号也有这样的:

也就是说,数字信号可以有多个值,而不只是两个值。

此外,用模拟信号表示数字信号一般称为数字信号调制。

数字调制:用载波信号的某些离散状态来表征所传送的信息。数字信号常用正弦波调制。

用正弦波调制数字信号可以分为调频,调幅,调相。

上图展示的信号就是OOK调制信号,有幅度表示1,无幅度表示0,这是调幅。有M个幅度值的信号称为MASK信号。

上图展示的信号是2FSK调制信号,高频为0,低频为1,这是调频。有M个频率值的信号成为MFSK信号。

上图展示的信号是2PSK调制信号,初始相位为0的为1,初始相位为π 的为0,这是调相。有M个初始值的信号成为MPSK信号。

不管是哪种调制,数字信号都可以有多个值,这些也都是用“模拟信号”表示的数字信号

二、能否采用模拟信号传输数字信号

自然界里绝大部分物理量都是模拟量,转换过来的信号就是模拟信号(模拟模拟嘛,模拟具体物理量而已)。广播,电视,电台信号都是典型模拟信号(有线电视除外)。

数字量大多数都是模拟量经过取样,量化之后得到的,电脑,MP3,手机,机顶盒等等都是处理的数字信号。

所有的手机、wifi设备、蓝牙设备或者说绝大多数的现代的数字无线通讯设备都在用这种方式进行数字信号的传输。

首先需要明确的是,信息传输都是建立在模拟信号的传递上的,无论传输内容的是数字量还是模拟量。

举个简单的例子,ttl信号是一种0-5v之间变化的电压信号,电压信号是一个模拟信号。但是通过规定大于2.4v为1、小于0.4v为0,能够让这么一个模拟信号去表示数字信号。然后通过抽象,将物理层面上电压的变化抽象为逻辑层面的0-1变化,让人不用去关心物理层面的细枝末节,而只关系逻辑层面的01。但不管怎么说,ttl信号是在物理层面上是模拟信号,这都是毫无疑问的。

要说明一点的事,对于ttl或cmos信号这种所谓的“数字信号”,由于仅仅存在两种状态,因此完全没有必要去使用dac发送和adc接收。注意这只是从实现难度、成本上考虑得到,没有必要的结论,而不是不可以。

但是通信一直都是在追求更高的速度。为了提速,人们想方设法在有限的空间(泛指传递数字信号的载体)内承载更多的信息,很多技术发展了起来,例如QAM256,是一种iq调制方法,iq两路每一路电压都有信号16个电平,这样的信号一次传输可以一次传输8个字节的数据(256种组合)。在速度提高的过程中人们发现由于信号在空间内越来越密集,这种调制后的“数字信号”越来越接近真正的模拟信号。因此在这时adc和dac又被重新拿了出来作为产生信号的手段。

目前来讲,3G、4G、WIFI都是将数字信号进行编码、调制,然后采用DAC进行基带信号的输出,经过模拟手段进行上变频、功率放大最终进行发射。接收过程是接收后下变频,然后使用ADC采集基带信号,然后通过软件或硬件上的解调、解码算法处理得到有效的数字信息。

三、模拟信号作用

模拟信号是指信息参数在给定范围内表现为连续的信号。 或在一段连续的时间间隔内,其代表信息的特征量可以在任意瞬间呈现为任意数值的信号。

模 拟信号分布于自然界的各个角落,如每天温度的变化,而数字信号是人为的抽象出来的在幅度取值上不连续的信号。电学上的模拟信号主要是指幅度和相位都连续的电信号,此信号可以被模拟电路进行各种运算,如放大,相加,相乘等。模拟信号是指用连续变化的物理量表示的信息,其信号的幅度,或频率,或相位随时间作连 续变化,21世纪广播的声音信号,或图像信号等。

信号波形随着信息的变化而变化,其特点是幅度连续(连续的含义是在某一取值范围内可以取无限多个数值)。若信号波形在时间上也是连续的,则称为连续信号;如果波形在时间上是离散的,则叫做离散信号,但因为其幅度仍然是连续的,所以仍然是模拟信号。

模拟信号的优点是直观且容易实现,但同时,它也具有严重的缺点:

(1)抗干扰能力弱

电信号在沿线路的传输过程中会受到外界的通信系统内部的各种噪声干扰,噪声和信号混合后难以分开,从而使得通信质量下降。线路越长,噪声的积累也就越多。例如翻录录音带、录像带,每翻录一次,声音、图像质量就差一次,原因就在于此。

(2)保密性差

模拟通信,尤其是微波通信和有线通信,很容易被窃听。只要收到模拟信号,就容易得到通信的内容。

以上便是此次小编带来的“模拟信号和数字信号”相关内容,通过本文,希望大家对能否采用模拟信号传输数字信号具备一定的了解。如果你喜欢本文,不妨持续关注我们网站哦,小编将于后期带来更多精彩内容。最后,十分感谢大家的阅读,have a nice day!

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