數(shù)字信號和模擬信號的概念(數(shù)字信號和模擬信號的區(qū)別)
根據(jù)數(shù)據(jù)在時間、幅度、取值是否連續(xù)上,可以將數(shù)據(jù)分為兩種信號,分別是數(shù)字信號和模擬信號。
1、模擬信號
在電話通信中,電話線上傳送的電信號是模擬用戶聲音大小的變化而變化的。這個變化的電信號無論在時間上或是在幅度上都是連續(xù)的,這種信號稱為模擬信號。
模擬信號的優(yōu)點就是直觀、容易實現(xiàn),但有兩個明顯的缺點,即保密性差和抗干擾能力差。
電信號在沿線路的傳輸過程中會受到外界和通信系統(tǒng)內(nèi)部的各種噪聲干擾,噪聲和信號混合后難以分開,從而使通信質(zhì)量下降。線路越長,噪聲的積累也就越多。
2、數(shù)字信號
在電報通信中,其電報信號是用"點"和"劃"組成的電碼(也稱為莫爾斯電碼)來代表文字和數(shù)字。如果用有電流代表"1"、無電流代表"0",那么"點"就是1、0,"劃"就是1、1、1、0。莫爾斯電碼是用一點一劃代表 A ,用一劃三點代表 B ,所以 A 就是101110, B 就是1110101010.....這種離散的、不連續(xù)的信號,稱為數(shù)字信號。
數(shù)字信號的優(yōu)越性主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
(1)加強了通信的保密性。語音信號經(jīng) A / D ( Analog to Digital ,模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號)變換后,可以先進行加密處理,再進行傳輸,在接收端解密后再經(jīng) D / A ( Digital to Analog ,數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號)變換還原成模擬信號。
例如,某圖像信號 x 轉(zhuǎn)換成為01110,可以通過某種加密算法,如向右循環(huán)移一位變成 Y =00111,對方得到 Y 后很難反推到 X ??梢?,數(shù)字化為加密處理提供了十分有利的條件,且密碼的位數(shù)越多,破譯密碼就越困難。
(2)提高了抗干擾能力。數(shù)字信號在傳輸過程中會混入雜音,可以利用電子電路構(gòu)成的門限電壓(稱為闕值)去衡量輸入的信號電壓,只有達到某一電壓幅度,電路才會有輸出值,并自動生成整齊的脈沖(稱為整形或再生)。
較小雜音電壓到達時,由于它低于閾值而被過濾掉,不會引起電路動作。因此再生的信號與原信號完全相同,除非干擾信號大于原信號才會產(chǎn)生誤碼。
為了防止誤碼,在電路中設(shè)置了檢驗錯誤和糾正錯誤的方法,即在出現(xiàn)誤碼時,可以利用后向信號使對方重發(fā)。因而數(shù)字傳輸適用于較遠距離的傳輸,也能適用于性能較差的線路。
(3)可構(gòu)建綜合數(shù)字通信網(wǎng)。采用時分交換后,傳輸和交換統(tǒng)一起來,可以形成一個綜合數(shù)字通信網(wǎng)。
數(shù)字信號的主要缺點如下:
(1)技術(shù)要求復(fù)雜,尤其是同步技術(shù)要求精度很高。接收方要能正確地理解發(fā)送方的意思,就必須正確地把每個碼元區(qū)分開來,并且找到每個信息組的開始,這就需要收發(fā)雙方嚴格實現(xiàn)同步,如果組成一個數(shù)字網(wǎng)的話,同步問題的解決將更加困難。
(2)占用頻帶較寬。因為線路傳輸?shù)氖敲}沖信號,傳送一路數(shù)字化語音信息需占20~64kHz的帶寬,而一個模擬話路只占用4kHz帶寬,即一路 PCM ( Pulse Code Modulation ,脈碼調(diào)制)信號占了幾個模擬話路。
(3)進行 A / D 轉(zhuǎn)換時會產(chǎn)生量化誤差。
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