模拟信号和数字信号之间的区别
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主要区别 – 模拟信号与数字信号
模拟 和 数字的 是用于传输信号的两种形式。这 主要区别 模拟信号和数字信号之间的区别在于, 在模拟信号中,信号可以取给定范围内的任何值 然而, 在数字信号中,信号只能表示一组离散值中的一个.
什么是模拟信号
模拟信号是可以在连续标度上取任何值的信号。信号可以取的值可能有一个范围,但在这个范围内,信号可以表示任何值。模拟信号随时间连续平滑地变化,因为它记录的数量会改变其值。
作为模拟信号的示例,请考虑黑胶唱片。当在录音室播放音乐时,麦克风会拾取由于声音引起的气压变化,并将这些气压变化转换为电路中的电压变化。每当声音变化时,电压也会不断变化。电路连接到一个针,它根据电压移动。当针移动时,它会在漆面上形成凹槽。后来,这些凹槽被转移到乙烯基盘上。凹槽的变化是连续的,这些变化对应于原声的连续变化。当在乙烯基唱片上播放音乐时,播放器中的一根针会沿着凹槽移动,并将其移动转换为连续的电信号。信号可以传送到扬声器,扬声器可以根据接收到的信号使其膜片来回移动。
放大的黑胶唱片显示连续变化的凹槽,能够产生连续的信号。
由于模拟信号随时间不断变化,因此据说它们具有 无限分辨率.也就是说,模拟信号可以传输在无限小的时间段内发生的变化。但是,仍然会引入噪声,随着时间的推移,这会降低信号的质量。
什么是数字信号
在数字信号中,信号只能取一组离散值。信号本身也是不连续的,它的值每隔一段时间就会改变。个人计算机是使用数字信号的设备的好例子。由于计算机使用 1 和 0 的“位”进行通信,并且由于在给定时间内可以处理的位数量有限,因此计算机无法处理连续信号。相反,信号必须“分解”为数字形式。这首先涉及 采样 不同时间点的模拟信号。那么信号为 量化:即,对于每个时间间隔,信号被赋予一个近似的离散值来表示原始信号。所涉及的时间间隔通常非常小,以至于我们无法注意到差异(在计算机上听到的歌曲或视频看起来是连续的!)
数字信号可以采用的离散值集越大,信号就越接近原始的模拟形式。期限 解析度 表示一个信号可以分解成多少个值。例如,1 位转换只能取两个值:0 或 1。对于 2 位转换,信号可以取 4 个不同的值(00、01、10、11)。数字信号可以采用的值的数量随着两者增加到使用的位数而变化。使用的位数越大,分辨率就越好。
将连续模拟信号(红色)转换为离散数字信号(蓝色)。在左侧,转换是使用 2 位完成的,从而创建了数字信号可以采用的 4 个不同级别。在右侧,使用了 3 位。因此,信号可以用 8 个不同的电平来表示。该信号具有更高的分辨率,并且“更接近”原始模拟信号。
下图显示了光盘 (CD) 表面的放大图像。在 CD 上,数据被记录为一系列坑洼和颠簸。每个凹坑或凸点对应于 0 或 1,因此在读取 CD 时产生的信号是数字信号。将 CD 上的这些变化与黑胶唱片(上图)上更连续的变化进行比较。
CD 表面的凹坑和凸起(使用原子力显微镜放大)
随着时间的推移,数字信号也可能获得噪声。但是,使用称为 再生.
模拟信号和数字信号之间的区别
信号的性质
一个 模拟信号 可以取给定范围内的任何值。
一种 数字信号 只能取一组离散值中的一个。
解析度
模拟信号 有无限的分辨率。
数字信号 具有有限的分辨率,这取决于用于传输数据的位数。
去除噪音
很难去除噪音 模拟信号.噪音可能会随着时间的推移而增加。
在 数字信号,消除噪音要容易得多。
图片提供
“记录凹槽的宏观镜头,变化清晰可见。”作者:Shane Gavin(自己的作品)[CC BY 2.0],来自维基共享资源
“具有四个量化级别的 2 位分辨率……”作者 Hyacinth(自己的作品)[CC BY-SA 3.0],来自 Wikimedia Commons(修改)
“具有八级量化的 3 位分辨率……”,作者 Hyacinth(自己的作品)[CC BY-SA 3.0],来自 Wikimedia Commons(修改)
“用原子力显微镜(偏转模式)制作的 CD-ROM 的显微照片”,作者 freiermensch(自己的作品)[CC BY-SA 3.0],来自 Wikimedia Commons
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