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数字信号和模拟信号的区别是什么?
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数字信号与模拟信号在电路中是两种不同的信号,在电路中有很严格的区分,一般我们在电路板上可以看到它们分布在不同的区域,有的设计者直接将一块电路板中的模拟信号板与数字信号板分别设计成两块板,而且我们在电路板中模拟的地与数字信号的地都是严格区分的,如果要将数字地接入模拟地,我们也一般加了个二极管和滤波电容,下面我们来看下这两种信号的主要区别之处,这样才能够对这两种信号有一个深入的了解:
我们先从电压变化上面进行分析,模拟信号的电压是连续变化的,它是一个渐变的过程,数字信号的电压会出现高电压和低电压的交替的离散性变化,而且这个电压的变化时上升速度或者下降速度非常的快,在数字信号中的高电平与低电平交替变化中,低电平一般是零伏,高电平有的是3.3伏、有的是5伏、也有的是24伏,这个没有明确规定,我们区分模拟信号与数字信号最关键的一点就是是否有电压的高低离散性交替变化。
从电流方向上面分析,模拟信号可能会产生负电压,有的模拟信号会产生电流方向的交替变化,但数字信号不会产生负电压,数字电路中的低电平一般最低也是零伏,电流方向一般不会改变。
在实际运用中,数字信号一般用于通信电路中,在单片机控制领域运用的比较多,同时由于数字信号有高低电平的变化,我们可以通过改变高电平与低电平在一个周期所占比例的大小,从而改变输出电压,这就是我们PWM占空比,而模拟信号并不具备,模拟信号一般用在检测放大电路中比较多,对信号精度要求比较高的电路也一般用模拟信号。
当然在实际运用中模拟信号与数字信号都各有优缺点,模拟信号精度较高,但其抗干扰能力差,数字信号抗干扰能力强,但精度没有模拟高,这个具体的选择就要根据我们在实际运用中电路的要求来选择了。
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数字信号只有“0”和“1”两种状态,摸拟信号则可以是任意数值状态
数字信号是数字化的,在计算机系统中,CPU只认识“0”和“1”两个数字,所以数字信号需要由“0”和“1”构成的二制数来表示。而摸拟信号则是连续变化的物理量,它的频率、幅度、相位都可以随着时间连续的变化。
数字信号
数字信号只有“0”和“1”,我们把“0”对应为低电平,把“1”对应为高电平。大家都听过集成电路是由大规模的晶体管组成的吧?这种晶体管组成的逻辑就是TTL(Transistor-Transistor Logic)了。在这种处理数字信号的电路中,需要定好一个规则:>2.4V为高电平(H);<0.4V为低电平(L)。规则定好后,通讯和数据的的处理,我们只认高电平(H)=1和低电平(L)=0了。
一个高电平(H)代表“1”,一个低电平(L)代表“0”,两个高电平(H)代表“11”,两个低电平(L)代表“00”,如此类推。因为这个高电平或者低电平的宽度不是固定的,可以长,也可以短,一个连续的高电平,是区分不出是一个“1”,还是多个“1”的。所以还需要引入时钟同步信号。时钟信号由固定宽度的高低电平形成,在时钟信号的电平由高变为低时,如果数字信号是高,那就是“1”了,反之则为“0”。由此可见数据传速和处理的速度由时钟信号的频率决定的,这就是我们平常所说的CPU主频了,频率越高,处理速度就越快了。
所以数字信号是:在取值上是离散的、不连续的信号。
摸拟信号
摸拟信号它是一个连续变化的物理量,比如温度、电流、电压、压力等这些信号,它可以很小,也可以很大,它的数值是无限的。
在现实现生活中的各种物理量,就像我们说话的声音,其实它就是一个摸拟的信号。摸拟信号有着精确的分辨率,信号处理也简单,可以直接通过三极管或者运放来进行放大处理。但摸拟信号很容易受到干扰,受干扰后的摸拟信号就难以还原了,所以我们一般都会将输入的摸拟量信号进行数字化,再进行计算机处理和传输。
摸拟信号与数字信号的转换
摸拟信号转化为数字信号需要进行采样和量化两个过程。把采样到的摸拟信号值根据一定的规则是把它量化为一个固定的数值。
再举一个简单的例子:把0~5V的电压传化为数字信号
首先我们要定好规则:数值0代表0V电压,数值1023代表5V电压,为什么是1023代表5V呢?这就是量化的精度了,我们也可以定2047=5V,这样精度就更高。
这样就得到:0.0049V=1;0.0098V=2;0.0147V=3;如此类推。
同理,数字信号也是可以转换为摸拟信号的,只是过程相反,比如,数字MP3的歌曲经过数字解码后,最后也得转换为摸拟信号才可以通过扬声器发美妙的声音。例如LED的调光,也是一个数字信号转换为摸拟信号经典实例,通过不同占空比的PWM数字信号去控制RGB LED的颜色比例,就可以得到“无限”等级的亮度和颜色了。当然这里所说的“无限”也是有一定的精度限制的。
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朋友们好,我是电子及工控技术,我来回答这个问题。对于接触电子技术的朋友来说数字信号和模拟信号是绕不开的两个及其重要的概念,我们在学习的时候都是先学习模拟信号电路,再学习数字信号的电路,这是符合认识事物的客观规律的。对于没有接触数电和模电的朋友可能对它们俩的差别不是很清楚,今天我用通俗的话语给没接触这个概念的朋友们普及一下。
什么是模拟信号
模拟信号我们通俗的说就是连续变化的量,所谓这个连续就是在数值上可以被任意地“切割”,这个数值你可以让它无限地“切割”,比如我们常见的模拟量信号有电流信号和电压信号两种,在电流信号种,如果我们要在20毫安到24毫安之间传输一电流信号的话,我们可以按20毫安的电流值进行传输,也可以按20.1毫安的电流值进行传输,还可以按20.11毫安的电流值传输等等,总之,在20毫安到24毫安之间你可以任意地“切割”这些数字,这就是我们所说的连续变化。不仅在电路中的模拟信号是连续不断的量值,其实这样的连续变化的量值在我们生活中是随处可见的,比如温度的高低、距离的长短、空间的高低等等都是连续变化的量值。
什么是数字信号
对于数字信号是在模拟信号使用过程中呈现出不足才出现的,它是电子技术发展到一定阶段的产物。例如对于电流信号或者电压信号如果我们把它用“0”和“1”这样的数字来表示的信号就叫数字信号。比如我们每天上楼梯,都是一个台阶或者两个台阶的上,而不能只上二分之一个台阶或者三分之一个台阶的。数字信号与登楼上台阶是非常相似的。
我们还以前面的20毫安电流信号为例子,如果我们要对它进行数字信号处理首先就要对电流信号进行取样,我们用取样电路来获取模拟信号的幅值,这样会获得在时间上是分离的,而在电流数值上与模拟电流相应点一致的取样信号,也就是说这时在时间上是离散的,而在电流数值上仍是连续的。第二步就该对刚才取样的信号进行数字转化了,它输出的就是“1”和“0”这两个数的组合,这个组合我们称为二进制,这种组合的方式与取样的电流信号的数值是一致的,它获得的数字信号就是“00010100”,从而就会得到了一个不仅在时间上是离散的,而且在数值上也是离散的了,不过这个离散的数值量通过进制的转化可以发现他与20是对应的,即1乘以2的四次方加上1乘以2的二次方正好等于二十,通过以上的例子我们就不难理解什么是数字信号了。
数字信号与模拟信号的区别与联系
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数字信号是一些离散的信号,数字信号通常使用1和0表示。
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模拟信号是一些连续的信号,用简单的0和1不能够表达清晰。
3/6
数字信号,我们举个例子,单片机的IO口输出电平,要么是高电平,要么是低电平,这就是典型的数字信号。
4/6
模拟电路,我们举个例子,电池的电压,随着电池的使用,电压会越来越低,这个就是典型的模拟值。
5/6
由于模拟信号比较离散,需要经过处理才可以得到规律,所以目前电路中较复杂的模拟部分很大程度上都已经经过转换成数字信号,便于单片机的处理。
6/6
数字和模拟是电子技术中两个重要的部分,需要互相配合才可以设计出良好的电路。
其他网友回答
数字信号是离散的物理量,用0和1来表示;模拟信号是一种信号与信息不断变化的物理量。
以上内容就是小编分享的关于数字信号和模拟信号的区别是什么?.jpg” />