模擬信號和數(shù)字信號講堂(13)，模擬信號和數(shù)字信號之能否用模擬信號傳輸數(shù)字信號

模擬信號和數(shù)字信號每天都在被使用，對于模擬信號和數(shù)字信號，小編特地帶來系列講解。本文是模擬信號和數(shù)字信號的第13篇文章，為進一步增進大家對模擬信號和數(shù)字信號的認識，本文將對模擬信號和數(shù)字信號的模擬信號、模擬信號作用加以講解，并和大家共同探討是否有采用模擬信號傳輸數(shù)字信號的應用。

一、模擬信號

首先，你要知道數(shù)字信號，模擬信號，連續(xù)信號和離散信號的區(qū)別。

數(shù)字信號：時間和幅度都離散的信號。

模擬信號：時間和幅度都連續(xù)的信號。

連續(xù)信號：時間連續(xù)的信號。

離散信號：時間離散的信號。

也就是說，平時所說的連續(xù)信號和離散信號只和時間有關(guān)，跟幅度無關(guān)。

再談模擬信號和數(shù)字信號。最常見的數(shù)字信號是這樣的：

只有0和1，但是數(shù)字信號也有這樣的：

也就是說，數(shù)字信號可以有多個值，而不只是兩個值。

此外，用模擬信號表示數(shù)字信號一般稱為數(shù)字信號調(diào)制。

數(shù)字調(diào)制：用載波信號的某些離散狀態(tài)來表征所傳送的信息。數(shù)字信號常用正弦波調(diào)制。

用正弦波調(diào)制數(shù)字信號可以分為調(diào)頻，調(diào)幅，調(diào)相。

上圖展示的信號就是OOK調(diào)制信號，有幅度表示1，無幅度表示0，這是調(diào)幅。有M個幅度值的信號稱為MASK信號。

上圖展示的信號是2FSK調(diào)制信號，高頻為0，低頻為1，這是調(diào)頻。有M個頻率值的信號成為MFSK信號。

上圖展示的信號是2PSK調(diào)制信號，初始相位為0的為1，初始相位為π 的為0，這是調(diào)相。有M個初始值的信號成為MPSK信號。

不管是哪種調(diào)制，數(shù)字信號都可以有多個值，這些也都是用“模擬信號”表示的數(shù)字信號

二、能否采用模擬信號傳輸數(shù)字信號

自然界里絕大部分物理量都是模擬量，轉(zhuǎn)換過來的信號就是模擬信號(模擬模擬嘛，模擬具體物理量而已)。廣播，電視，電臺信號都是典型模擬信號(有線電視除外)。

數(shù)字量大多數(shù)都是模擬量經(jīng)過取樣，量化之后得到的，電腦，MP3，手機，機頂盒等等都是處理的數(shù)字信號。

所有的手機、wifi設備、藍牙設備或者說絕大多數(shù)的現(xiàn)代的數(shù)字無線通訊設備都在用這種方式進行數(shù)字信號的傳輸。

首先需要明確的是，信息傳輸都是建立在模擬信號的傳遞上的，無論傳輸內(nèi)容的是數(shù)字量還是模擬量。

舉個簡單的例子，ttl信號是一種0-5v之間變化的電壓信號，電壓信號是一個模擬信號。但是通過規(guī)定大于2.4v為1、小于0.4v為0，能夠讓這么一個模擬信號去表示數(shù)字信號。然后通過抽象，將物理層面上電壓的變化抽象為邏輯層面的0-1變化，讓人不用去關(guān)心物理層面的細枝末節(jié)，而只關(guān)系邏輯層面的01。但不管怎么說，ttl信號是在物理層面上是模擬信號，這都是毫無疑問的。

要說明一點的事，對于ttl或cmos信號這種所謂的“數(shù)字信號”，由于僅僅存在兩種狀態(tài)，因此完全沒有必要去使用dac發(fā)送和adc接收。注意這只是從實現(xiàn)難度、成本上考慮得到，沒有必要的結(jié)論，而不是不可以。

但是通信一直都是在追求更高的速度。為了提速，人們想方設法在有限的空間(泛指傳遞數(shù)字信號的載體)內(nèi)承載更多的信息，很多技術(shù)發(fā)展了起來，例如QAM256，是一種iq調(diào)制方法，iq兩路每一路電壓都有信號16個電平，這樣的信號一次傳輸可以一次傳輸8個字節(jié)的數(shù)據(jù)(256種組合)。在速度提高的過程中人們發(fā)現(xiàn)由于信號在空間內(nèi)越來越密集，這種調(diào)制后的“數(shù)字信號”越來越接近真正的模擬信號。因此在這時adc和dac又被重新拿了出來作為產(chǎn)生信號的手段。

目前來講，3G、4G、WIFI都是將數(shù)字信號進行編碼、調(diào)制，然后采用DAC進行基帶信號的輸出，經(jīng)過模擬手段進行上變頻、功率放大最終進行發(fā)射。接收過程是接收后下變頻，然后使用ADC采集基帶信號，然后通過軟件或硬件上的解調(diào)、解碼算法處理得到有效的數(shù)字信息。

三、模擬信號作用

模擬信號是指信息參數(shù)在給定范圍內(nèi)表現(xiàn)為連續(xù)的信號。 或在一段連續(xù)的時間間隔內(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。

模 擬信號分布于自然界的各個角落，如每天溫度的變化，而數(shù)字信號是人為的抽象出來的在幅度取值上不連續(xù)的信號。電學上的模擬信號主要是指幅度和相位都連續(xù)的電信號，此信號可以被模擬電路進行各種運算，如放大，相加，相乘等。模擬信號是指用連續(xù)變化的物理量表示的信息，其信號的幅度，或頻率，或相位隨時間作連 續(xù)變化，21世紀廣播的聲音信號，或圖像信號等。

信號波形隨著信息的變化而變化，其特點是幅度連續(xù)(連續(xù)的含義是在某一取值范圍內(nèi)可以取無限多個數(shù)值)。若信號波形在時間上也是連續(xù)的，則稱為連續(xù)信號;如果波形在時間上是離散的，則叫做離散信號，但因為其幅度仍然是連續(xù)的，所以仍然是模擬信號。

模擬信號的優(yōu)點是直觀且容易實現(xiàn)，但同時，它也具有嚴重的缺點：

(1)抗干擾能力弱

電信號在沿線路的傳輸過程中會受到外界的通信系統(tǒng)內(nèi)部的各種噪聲干擾，噪聲和信號混合后難以分開，從而使得通信質(zhì)量下降。線路越長，噪聲的積累也就越多。例如翻錄錄音帶、錄像帶，每翻錄一次，聲音、圖像質(zhì)量就差一次，原因就在于此。

(2)保密性差

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

以上便是此次小編帶來的“模擬信號和數(shù)字信號”相關(guān)內(nèi)容，通過本文，希望大家對能否采用模擬信號傳輸數(shù)字信號具備一定的了解。如果你喜歡本文，不妨持續(xù)關(guān)注我們網(wǎng)站哦，小編將于后期帶來更多精彩內(nèi)容。最后，十分感謝大家的閱讀，have a nice day!