模拟信号 数字信号 模拟电路 数字电路

https://zh.wikipedia.org/wiki/数字信号

数字信号可以有多重的含义。它可以用来表示已经数字化的离散时间信号,或者表示数字系统中的波形信号。

离散时间信号

数字信号(Digital signal)是离散时间信号(discrete-time signal)的数字化表示,通常可由模拟信号(analog signal)获得。

模拟是一组随时间改变的数据,如某地方的温度变化,汽车在行驶过程中的速度,或电路中某节点的电压幅度等。有些模拟信号可以用数学函数来表示,其中时间是自变量而信号本身则作为应变量。离散时间信号是模拟信号的采样结果:离散信号的取值只在某些固定的时间点有意义 (其他地方没有定义),而不像模拟信号那样在时间轴上具有连续不断的取值。

若离散时间信号在各个采样点(samples)上的取值只是原来模拟信号取值(可能需要无限长的数字来表示)的一个近似,那么我们就可以用有限字长(字长长度因应近似的精确程度而有所不同)来表示所有的采样点取值,这样的离散时间信号成为数字信号。将一组精确测量的数值用有限字长的数值来表示的过程称为量化(Quantization)。从概念上讲,数字信号是量化的离散时间信号,而离散时间信号则是已经采样的模拟信号。

随着电子技术的飞速发展,数字信号的应用也日益广泛。很多现代的媒体处理工具,尤其是需要和计算机相连的仪器都从原来的模拟信号表示方式改为使用数字信号表示方式。我们日常常见的例子包括手机、视频或音频播放器和数码相机等。

一般情况下,数字信号是以二进制数来表示的,因此信号的量化精度一般以比特(bits)来衡量。

 

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模拟信号英语:analog signal)是指在时域上数学形式为连续函数信号。与模拟信号对应的是数字信号,后者采取分立的逻辑值,而前者可以获取连续值。模拟信号的概念常常在涉及的领域中被使用,不过经典力学气动力学pneumatic)、水力学等学科有时也会使用模拟信号的概念。

模拟信号利用对象的一些物理属性来表达、传递信息。例如,非液体气压表利用指针螺旋位置来表达压强信息。在电学中,电压是模拟信号最普遍的物理媒介,除此之外,频率电流电荷也可以被用来表达模拟信号。

任何的信息都可以用模拟信号来表达。这里的信号常常指物理现象中被测量对变化的响应,例如声音、光、温度、位移、压强,这些物理量可以使用传感器测量。模拟信号中,不同的时间点位置的信号值可以是连续变化的;而对于数字信号,不同时间点的信号值总是处于预先设定的离散点,因此如果物理量的真实值不能在这些预设值中被找到,那么这时数字信号就与真实值存在一定的偏差。

 

模拟电路 

 

 

 

 

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详解数字电路和模拟电路的概念及区别

详解数字电路和模拟电路的概念及区别

什么是数字电路?

 

用数字信号完成对数字量进行算术运算和逻辑运算的电路称为数字电路。现代的数字电路由半导体工艺制成的若干数字集成器件构造而成。逻辑门是数字逻辑电路的基本单元。存储器是用来存储二进值数据的数字电路。

 

数字电路的特点

 

电路结构简单,稳定可靠。数字电路只要能区分高电平和低电平即可, 对元件的精度要求不高,因此有利于实现数字电路集成化。

数字信号在传递时采用高、低电平两个值,因此数字电路抗干扰能力强,不易受外界干扰。

数字电路不仅能完成数值运算,还可以进行逻辑运算和判断,因此数字电路又称为数字逻辑电路。

 

数字电路中元件处于开关状态,功耗较少。

由于数字电路具有以上特点,故发展十分迅速,在计算机、数字通信、数字仪器及家用电器等技术领域中得到广泛的应用。

 

什么是模拟电路?

 

模拟电路是处理模拟信号的电路;数字电路是处理数字信号的电路。模拟信号是关于时间的函数,是一个连续变化的量。数字信号则是离散的量。

举个简单的例子:要想从远方传过来一段由小变大的声音,用调幅、模拟信号进行传输(相应的应采用模拟电路),那么在传输过程中的信号的幅度就会越来越大,因为它是在用电信号的幅度特性来模拟声音的强弱特性。

但是如果采用数字信号传输,就要采用一种编码,每一级声音大小对应一种编码,在声音输入端,每采一次样,就将对应的编码传输出去。

可见无论把声音分多少级,无论采样频率有多高,对于原始的声音来说,这种方式还是存在损失。

不过,这种损失可以通过加高样频率来弥补,理论上采样频率大于原始信号的频率的两倍就可以完全还原了。

 

模拟电路和数字电路的区别

 

数字集成电路:主要是针对数字信号处理的模块。如;计算机里的2进制、8进制、10进制、16进制的数据进行处理的集成模块。数字集成电路的运行以开关状态进行运算,它的精度高,适合复杂的计算。

 

模拟集成电路:主要是针对模拟信号处理的模块。如;话筒里的声音信号,电视信号、温度采集的模拟信号和其它模拟量的信号处理的集成模块。模拟集成电路工作在晶体管的三角放大区。1.电路处理的是连续变化的模拟量电信号(即其幅值可以是任何值)。2.信号的频范围往往从直流一直可以延伸到高频段。3.模拟集成电路中的元器件种类多,除了数字集成电路中大量采用的NPN管及电阻外,还采用了PNP管,场效应晶体管,高精度电阻等。4.除了应用于低电压电器中的电路外,大多数模拟集成电路的电源电压较高,输出级模拟集成电路的电源电压可达几十伏以上。5.具有内繁外简的电路形式。充分发挥了集成电路的工艺特点和便于应用的特点

另外,数字电路和模拟电路的区别还有:

1.在一个周期内模拟电路的电流和电压是持续不变的,而数字电路中它的电流和电压是脉动变化的。2.模拟电路和数字电路两者虽然同样是信号变化的载体,但模拟电路对信号的放大和削减是通过元器件的放大特性(如三极管)来实现操作的,而数字电路是对信号的传输是通过开关特性(如三极管)来实现操作的。


 

3.在模拟电路中,电压,电流频率,周期的变化是互相制约的,而数字电路中电路中电压电流频率周期的变化是离散的。

4.模拟电路可以在大电流高电压下工作,而数字电路只是在小电压、小电流、低功耗下工作,完成或产生稳定的控制信号。

5.摸拟电路为数字电路供给电源。而数字电路是通过它特有的逻辑运算来完成整个电路的操作过程。

编辑于 2021-02-19 10:25

 

posted @ 2016-11-01 13:29  papering  阅读(1073)  评论(0编辑  收藏  举报