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數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)的比較

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  • 發(fā)布時(shí)間:2017/1/20 16:45:51
  • 作者:xgj_yinhe

  電信號(hào)的形式是多種多樣的,可以從信號(hào)的隨機(jī)性、周期性進(jìn)行分類,但我們一般根據(jù)信號(hào)的連續(xù)性分為連續(xù)時(shí)間信號(hào)和離散信號(hào),也就是常說(shuō)的模擬信號(hào)數(shù)字信號(hào)。

什么是數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)

  數(shù)字信號(hào)是人為的抽象出來(lái)的在時(shí)間上不連續(xù)的信號(hào),指的是幅度的取值是離散的,幅值表示被限制在有限個(gè)數(shù)值之內(nèi)。

  數(shù)字信號(hào)的取樣原理類似于傅里葉變換,就是將連續(xù)的信號(hào)通過(guò)離散幅值采樣,所采集的信號(hào)轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制編碼通過(guò)信號(hào)電纜傳輸后,在終端將編碼解制。如光纖所承載的信號(hào)就是數(shù)字信號(hào)。

  模擬信號(hào)是指信息參數(shù)在給定范圍內(nèi)表現(xiàn)為連續(xù)的信號(hào)。 或在一段連續(xù)的時(shí)間間隔內(nèi),其代表信息的特征量可以在任意瞬間呈現(xiàn)為任意數(shù)值的信號(hào),其信號(hào)的幅度,或頻率,或相位隨時(shí)間作連續(xù)變化。

  模擬信號(hào)的采樣區(qū)別于數(shù)字信號(hào)采樣,模擬信號(hào)采樣是將所需要傳遞的信息轉(zhuǎn)化成一模一樣的波動(dòng)電信號(hào),再通過(guò)有線或無(wú)線的方式傳播出去,在系統(tǒng)終端通過(guò)放大和復(fù)現(xiàn)將所需要傳遞的信息釋放出來(lái)。如廣播的聲音信號(hào),或圖像信號(hào)等。

數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)的優(yōu)劣性比較

0抗干擾性

  模擬信號(hào)是將信息轉(zhuǎn)化成波動(dòng)電信號(hào),在傳遞過(guò)程中很容易受到信號(hào)外的干擾源干擾。特別是電磁波傳播,我們聽(tīng)收音機(jī)也就知道,常常會(huì)不時(shí)的產(chǎn)生噪聲。即使在有線傳播當(dāng)中采用屏蔽電纜也難免電信號(hào)受到干擾,而且混合干擾后的信號(hào)通常難以分開(kāi),不能很好的將信號(hào)復(fù)現(xiàn),從而通信質(zhì)量下降。

  數(shù)字信號(hào)則不同,它只有0和1兩種狀態(tài),中央值以上則為1,中央值以下則為0。只要受到的干擾沒(méi)有將信號(hào)偏離中央值就不會(huì)產(chǎn)生任何影響,即使偏離了中央值,采用一定的編碼技術(shù)也能夠?qū)⒃畔⒑芎玫膹?fù)現(xiàn)。

02保密性

  模擬通信,尤其是微波通信和有線明線通信,很容易被竊聽(tīng)。只要收到模擬信號(hào),就容易得到通信內(nèi)容。

  數(shù)字信號(hào)可以通過(guò)編碼技術(shù)對(duì)轉(zhuǎn)化后的信息進(jìn)行簡(jiǎn)單的數(shù)字邏輯運(yùn)算進(jìn)行保密,比如在原信息所轉(zhuǎn)化的每一段二進(jìn)制編碼后面加入固定數(shù)字,這樣所傳遞的信號(hào)就會(huì)與原信息偏離,但是在接收終端,可以通過(guò)所知的固定數(shù)字密碼來(lái)破解信號(hào),從而得到準(zhǔn)確信息。

  而且數(shù)字信號(hào)的信號(hào)方式和計(jì)算機(jī)都是二進(jìn)制代碼,因此便于與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng),也便于計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)字信號(hào)的儲(chǔ)存、處理和交換;數(shù)字信號(hào)采用時(shí)分多路復(fù)用,不需要大功率的濾波器,大部分電路都是數(shù)字電路,大規(guī)模的集成電路就可以實(shí)現(xiàn),體積小、功率低。

  好吧,模擬信號(hào)再這些方面跟數(shù)字信號(hào)相比劣勢(shì)很明顯,但是有很多人認(rèn)為數(shù)字信號(hào)占用的信道頻帶比模擬信號(hào)的要寬,而且模擬信號(hào)簡(jiǎn)單直觀易實(shí)現(xiàn)。

  隨著寬頻帶信道的大量使用以及數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展,一對(duì)光纜就可以通幾千路電話,數(shù)字信號(hào)的帶寬問(wèn)題已經(jīng)不是主要問(wèn)題了,相反正式因?yàn)槟M信號(hào)的簡(jiǎn)單直觀使其保密性和抗干擾性相比數(shù)字信號(hào)薄弱了許多。

數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)在變頻環(huán)境下的傳輸

  電磁干擾的形成有三個(gè)環(huán)節(jié):騷擾源、傳播途徑、敏感設(shè)備。對(duì)于電磁干擾的這三個(gè)環(huán)節(jié),無(wú)論騷擾源還是敏感設(shè)備,都是無(wú)法避免的,只有傳播途徑所受到的電磁干擾因數(shù)是最多的,也是最難控制的。在設(shè)備整體的電磁兼容性能上,傳播途徑上的抗干擾能力直接影響到測(cè)量結(jié)果。

  我們通過(guò)對(duì)數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)的特性了解后可以知道,模擬信號(hào)再?gòu)?fù)雜的變頻環(huán)境下傳輸很難對(duì)被測(cè)信息進(jìn)行復(fù)原,而數(shù)字信號(hào)的強(qiáng)保密性和強(qiáng)抗干擾性在此環(huán)境下尤其出彩,也是為什么Anyway在信號(hào)傳輸上使用光纖數(shù)字信號(hào)。


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