信号数据可用于表示任何信息,如符号、文字、语音、图像等,从表现形式上可归结为两类:模拟信号和数字信号。模拟信号与数字信号的区别可根据幅度取什是否离散来确定。
那么模拟信号和数字信号有什么区别呢?
数字信号指自变量是离散的、因变量也是离散的信号,这种信号的自变量用整数表示,因变量用有限数字中的一个数字来表示。在计算机中,数字信号的大小常用有限位的二进制数表示。
数字信号是指用一组特殊的状态来描述信号,典型的就是当前用最为常见的二进制数字来表示的信号,之所以采用二进制数字表示信号,其根本原因是电路只能表示两种状态,即电路的通与断。
数字信号通常使用1和0表示。
数字信号,我们举个例子,单片机的IO口输出电平,要么是高电平,要么是低电平,这就是典型的数字信号。
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,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。
模拟信号传输过程中,先把信息信号转换成几乎“一模一样”的波动电信号(因此叫“模拟”),再通过有线或无线的方式传输出去,电信号被接收下来后,通过接收设备还原成信息信号。
模拟信号是一些连续的信号,用简单的0和1不能够表达清晰。
模拟电路,我们举个例子,电池的电压,随着电池的使用,电压会越来越低,这个就是典型的模拟值。
由于模拟信号比较离散,需要经过处理才可以得到规律,所以目前电路中较复杂的模拟部分很大程度上都已经经过转换成数字信号,便于单片机的处理。
模拟信号转换为数字信号需要经过信号的采样、信号的保持、信号的量化与信号的编码四个基本步骤。
模拟信号的主要优点是其精确的分辨率,在理想情况下,它具有无穷大的分辨率。与数字信号相比,模拟信号的信息密度更高。由于不存在量化误差,它可以对自然界物理量的真实值进行尽可能逼近的描述。
模拟信号的主要缺点是它总是受到杂讯(信号中不希望得到的随机变化值)的影响。信号被多次复制,或进行长距离传输之后,这些随机噪声的影响可能会变得十分显著。
数字和模拟是电子技术中两个重要的部分,需要互相配合才可以设计出良好的电路。