模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)分析

    模擬信號(hào)指幅度的取值是連續(xù)的（幅值可由無限個(gè)數(shù)值表示）。時(shí)間上連續(xù)的模擬信號(hào)連續(xù)變化的圖像（電視、傳真）信號(hào)等，時(shí)間上離散的模擬信號(hào)是一種抽樣信號(hào)，數(shù)字信號(hào)指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)。二進(jìn)制碼就是一種數(shù)字信號(hào)。二進(jìn)制碼受噪聲的影響小，易于有數(shù)字電路進(jìn)行處理，所以得到了廣泛的應(yīng)用。
1． 模擬通信
模擬通信的優(yōu)點(diǎn)是直觀且容易實(shí)現(xiàn)，但存在兩個(gè)主要缺點(diǎn)。
（1） 保密性差
模擬通信，尤其是微波通信和有線明線通信，很容易被竊聽。只要收到模擬信號(hào)，就容易得到通信內(nèi)容。
（2） 抗*力弱
電信號(hào)在沿線路的傳輸過程中會(huì)受到外界的和通信系統(tǒng)內(nèi)部的各種噪聲干擾，噪聲和信號(hào)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
2． 數(shù)字通信
（1） 數(shù)字化傳輸與交換的*性
① 加強(qiáng)了通信的保密性。
② 提高了抗*力。數(shù)字信號(hào)在傳輸過程中會(huì)混入雜音，可以利用電子電路構(gòu)成的門限電壓（稱為閾值）去衡量輸入的信號(hào)電壓，只有達(dá)到某一電壓幅度，電路才會(huì)有輸出值，并自動(dòng)生成一整齊的脈沖（稱為整形或再生）。較小雜音電壓到達(dá)時(shí)，由于它低于閾值而被過濾掉，不會(huì)引起電路動(dòng)作。因此再生的信號(hào)與原信號(hào)*相同，除非干擾信號(hào)大于原信號(hào)才會(huì)產(chǎn)生誤碼。為了防止誤碼，在電路中設(shè)置了檢驗(yàn)錯(cuò)誤和糾正錯(cuò)誤的方法，即在出現(xiàn)誤碼時(shí)，可以利用后向信號(hào)使對(duì)方重發(fā)。因而數(shù)字傳輸適用于較遠(yuǎn)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(shí)分交換后，傳輸和交換統(tǒng)一起來，可以形成一個(gè)綜合數(shù)字通信網(wǎng)。
（2） 數(shù)字化通信的缺點(diǎn)
① 占用頻帶較寬。因?yàn)榫€路傳輸?shù)氖敲}沖信號(hào)，傳送一路數(shù)字化語音信息需占20?64kHz的帶寬，而一個(gè)模擬話路只占用4kHz帶寬，即一路PCM信號(hào)占了幾個(gè)模擬話路。對(duì)某一話路而言，它的利用率降低了，或者詳它對(duì)線路的要求提高了。
② 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(gè)碼元區(qū)分開來，并且找到每個(gè)信息組的開始，這就需要收發(fā)雙方嚴(yán)格實(shí)現(xiàn)同步，如果組成一個(gè)數(shù)字網(wǎng)的話，同步問題的解決將更加困難。
③ 進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換時(shí)會(huì)帶來量化誤差。隨著大規(guī)模集成電路的使用以及光纖等寬頻帶傳輸介質(zhì)的普及，對(duì)信息的存儲(chǔ)和傳輸，越來越多使用的是數(shù)字信號(hào)的方式，因此必須對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換，在轉(zhuǎn)換中不可避免地會(huì)產(chǎn)生量化誤差。
數(shù)字信號(hào)與模擬信號(hào)的區(qū)別不在于該信號(hào)使用哪個(gè)波段（C、KU）進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，而在于信號(hào)采用何種標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行傳輸。如：亞衛(wèi)2號(hào)C波段轉(zhuǎn)發(fā)器上是我國省區(qū)衛(wèi)星數(shù)字電視節(jié)目，它所采用的標(biāo)準(zhǔn)是MPEG-2-DVBS。
數(shù)字信號(hào)與模擬信號(hào)的區(qū)別不在于該信號(hào)使用哪個(gè)波段（C、KU）進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，而在于信號(hào)采用何種標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行傳輸。如：亞衛(wèi)2號(hào)C波段轉(zhuǎn)發(fā)器上是我國省區(qū)衛(wèi)星數(shù)字電視節(jié)目，它所采用的標(biāo)準(zhǔn)是MPEG-2-DVBS。
模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)
（1）模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)
不同的數(shù)據(jù)必須轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的信號(hào)才能進(jìn)行傳輸：模擬數(shù)據(jù)一般采用模擬信號(hào)（AnalogSignal），例如用一系列連續(xù)變化的電磁波（如無線電與電視廣播中的電磁波），或電壓信號(hào)（如傳輸中的音頻電壓信號(hào)）來表示；數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)則采用數(shù)字信號(hào)（DigitalSignal），例如用一系列斷續(xù)變化的電壓脈沖（如我們可用恒定的正電壓表示二進(jìn)制數(shù)1，用恒定的負(fù)電壓表示二進(jìn)制數(shù)0），或光脈沖來表示。當(dāng)模擬信號(hào)采用連續(xù)變化的電磁波來表示時(shí)，電磁波本身既是信號(hào)載體，同時(shí)作為傳輸介質(zhì)；而當(dāng)模擬信號(hào)采用連續(xù)變化的信號(hào)電壓來表示時(shí)，它一般通過傳統(tǒng)的模擬信號(hào)傳輸線路（例如網(wǎng)、有線電視網(wǎng)）來傳輸。當(dāng)數(shù)字信號(hào)采用斷續(xù)變化的電壓或光脈沖來表示時(shí)，一般則需要用雙絞線、電纜或光纖介質(zhì)將通信雙方連接起來，才能將信號(hào)從一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)。
（2）模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)之間的相互轉(zhuǎn)換
模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)之間可以相互轉(zhuǎn)換：模擬信號(hào)一般通過PCM脈碼調(diào)制（PulseCodeModulation）方法量化為數(shù)字信號(hào)，即讓模擬信號(hào)的不同幅度分別對(duì)應(yīng)不同的二進(jìn)制值，例如采用8位編碼可將模擬信號(hào)量化為2^8=256個(gè)量級(jí)，實(shí)用中常采取24位或30位編碼；數(shù)字信號(hào)一般通過對(duì)載波進(jìn)行移相（PhaseShift）的方法轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)。計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)與城域網(wǎng)中均使用二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)，目前在計(jì)算機(jī)廣域網(wǎng)中實(shí)際傳送的則既有二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)，也有由數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換而得的模擬信號(hào)。但是更具應(yīng)用發(fā)展前景的是數(shù)字信號(hào)。