模拟信号和数字信号有什么区别 - 使用示例

数字电视已经覆盖了几乎整个国家。在特殊机顶盒的帮助下,新电视和旧电视可以接收高质量的数字信号。旧的模拟信号和新的数字信号有什么区别?很多人不理解这一点,需要澄清一下。

信号类型

模拟信号和数字信号有什么区别 - 使用示例

信号是物理量在时间和空间上的变化。事实上,这些是信息和管理环境中数据交换的代码。在图形上,任何信号都可以表示为一个函数。您可以从图表上的线条确定信号的类型和特征。模拟看起来像一条连续曲线,数字看起来像一条从零跳到一的折断矩形线。我们用眼睛看到和用耳朵听到的一切都是模拟信号。

模拟信号

视觉、听觉、味觉、嗅觉和触觉以模拟信号的形式传给我们。大脑命令器官并以模拟形式从它们接收信息。在自然界中,所有信息都只能以这种方式传输。

模拟信号和数字信号有什么区别 - 使用示例

在电子学中,模拟信号是基于电力传输的。一定的电压值对应于声音的频率和幅度,图像中光线的颜色和亮度等等。也就是说,颜色、声音或信息类似于电压。

例如:将颜色传输设置为一定的电压蓝色2V,红色3V,绿色4V。通过改变电压,我们会在屏幕上得到相应颜色的画面。

在这种情况下,信号是通过电线还是通过无线电都无关紧要。发射器连续发送,接收器处理模拟类型的信息。通过通过电线接收连续的电信号或空中的无线电信号,接收器将电压转换为相应的声音或颜色。屏幕上出现图像或通过扬声器播放声音。

离散信号

关键在于名称。来自拉丁文的离散 离散的,这意味着不连续(分开)。我们可以说离散重复了模拟的幅度,但平滑曲线变成了阶梯曲线。在时间上变化,在幅度上保持连续,或在水平上变化,而不会在时间上中断。

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因此,在某个时间段内(例如,一毫秒或一秒),离散信号将具有某个设定值。在这段时间结束时,它会急剧上升或下降,并在接下来的毫秒或秒内保持这种状态。如此不断。因此,离散转换为模拟。那是数字化的一半。

数字信号

在离散之后,模拟转换的下一步是数字信号。主要特征是要么他是,要么他不是。所有信息都被转换为时间和幅度有限的信号。数字数据传输技术的信号在不同版本中由零和一编码。基础有点采用这些值之一。来自英文 binarydigit 或 binary digit 的位。

模拟信号和数字信号有什么区别 - 使用示例

但是一位传输信息的能力有限,因此将它们组合成块。一个块中的比特越多,它携带的信息就越多。在数字技术中,位用于 8 的倍数的块中。一个 8 位的块称为一个字节。一个字节很小,但它已经可以存储有关字母表中所有字母的加密信息。但是,仅添加一位会使 0 和 1 的组合数量增加一倍。如果 8 位使 256 个编码选项成为可能,那么 16 已经是 65536。千字节或 1024 字节是一个相当大的值。

注意力! 1 KB 等于 1024 字节没有错误。这是二进制计算环境中的习惯。但是十进制系统在世界上被广泛使用,其中kilo是1000。因此,还有一个十进制kB等于1000字节。

大量的信息存储在大量的组合字节中,1和0的组合越多,编码越多。因此,在 5 - 10 MB (5000 - 10000 kB) 中,我们拥有高质量的音乐曲目数据。我们走得更远,这部电影已经编码为 1000 MB。

但是由于人们周围的所有信息都是模拟的,因此需要付出努力和某种设备才能将其转化为数字形式。为此,创建了 DSP(数字信号处理器)或 DSP(数字信号处理器)。这样的处理器存在于每个数字设备中。最早出现在上世纪70年代。方法和算法不断变化和改进,但原理保持不变——将模拟数据转换为数字数据。

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数字信号的处理和传输取决于处理器的特性——位深和速度。它们越高,信号越好。速度以每秒数百万条指令 (MIPS) 表示,对于好的处理器,它可以达到几十 MIPS。速度决定了设备在一秒钟内可以“推”多少个1和0,并定性地传输连续的模拟信号曲线。图片的真实性取决于此。 电视 和扬声器发出的声音。

离散信号和数字信号的区别

每个人可能都听说过摩尔斯电码。艺术家塞缪尔·莫尔斯(Samuel Morse)想出了它,其他创新者改进了它,但一切都被使用了。这是一种传输文本的方式,其中字母用点和破折号编码。简单地说,这种编码称为摩尔斯电码。它长期用于电报和无线电传输信息。此外,您可以使用聚光灯或手电筒发出信号。

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摩尔斯电码仅取决于字符本身。而不是它的持续时间或响度(强度)。无论您如何使用按键(用手电筒闪烁),都只会看到两个选项 - 一个点和一个破折号。您只能提高传输速度。不考虑音量和持续时间。最主要的是信号会到达。

数字信号也是如此。使用 0 和 1 对数据进行编码很重要。接收器只需解析 0 和 1 的组合。每个信号的响度和持续时间都没有关系。获得零和一很重要。这就是数字技术的本质。

如果我们还对音量(亮度)和每个点和破折号的持续时间或 0 和 1 进行编码,将获得一个离散信号。在这种情况下,有更多的编码选项,但也有混淆。音量和持续时间不能拆开。这是数字信号和离散信号之间的区别。数字是明确生成和感知的,是离散的,有变化的。

数字和模拟信号的比较

电视中心的广播电台或移动通信的信号可以以数字和模拟形式传输。例如,声音和图像是模拟信号。麦克风和摄像头感知周围的现实并将其转换为电磁波。输出端的振荡频率取决于声光的频率,传输幅度取决于音量和亮度。

转换为电磁波的图像和声音通过发射天线传播到太空。在接收器中,正在进行相反的过程——电磁振荡变成声音和视频。

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云、雷暴、地形、工业电动皮卡、太阳风和其他干扰阻止了电磁振荡在空气中的传播。频率和幅度经常失真,并且从发射器到接收器的信号随之发生变化。

模拟信号的声音和画面因干扰而失真,背景中再现嘶嘶声、噼啪声和色彩失真。接收效果越差,这些外来影响就越明显。但如果信号已经到达,它至少在某种程度上是可见和可听的。

在数字传输中,图像和声音在广播之前被数字化,并在没有失真的情况下到达接收器。外来因素的影响很小。声音和颜色质量好或根本没有。保证信号到达一定距离。但对于长距离传输,需要多个中继器。因此,为了传输蜂窝信号,天线应尽可能靠近放置。

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这两种信号之间差异的一个明显例子是老式有线电话和现代蜂窝通信的比较。

即使在同一个地方,有线电话也不一定能很好地工作。打电话到这个国家的另一边是对声带和听力的考验。您需要大声喊叫并聆听答案。我们用耳朵过滤噪音和干扰,我们自己想出丢失和扭曲的单词。虽然声音不好,但还是有的。

即使从另一个半球也可以完全听到蜂窝连接中的声音。数字化信号在没有失真的情况下被发送和接收。但他也不是没有缺点。如果发生故障,则根本听不到声音。删除字母、单词和整个短语。好在这种情况很少发生。

模拟电视和数字电视大致相同。模拟使用受干扰的信号,质量有限,并且已经用尽了它的开发可能性。数字不失真,提供出色的声音和视频质量,并且不断得到改进。

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不同类型信号的优缺点

自发明以来,模拟信号传输得到了很大的改进。并长期服务于传输信息、声音和图像。尽管进行了许多改进,但它仍然保留了所有缺点 - 播放过程中的噪音和信息传输中的失真。但切换到另一个数据交换系统的主要论据是传输信号质量的上限。模拟无法容纳现代数据量。

记录和存储方法(主要是视频内容)的改进使模拟信号成为过去。到目前为止,模拟数据处理的唯一优势是设备的广泛性和低成本。在所有其他方面,模拟信号不如数字信号。

数字和模拟信号传输示例

数字技术正在逐渐取代模拟技术,并已广泛应用于生活的各个领域。通常我们只是没有注意到它,而这个数字无处不在。

计算机工程

第一台模拟计算机创建于 1930 年代。这些是执行高度专业化任务的非常原始的设备。模拟计算机出现在 1940 年代,并在 1960 年代被广泛使用。

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它们在不断改进,但随着处理信息量的增长,它们逐渐让位于数字设备。由于对输入数据变化的即时响应,模拟计算机非常适合生产过程的自动控制。但工作速度低,数据量有限。因此,模拟信号仅在某些本地网络中使用。基本上是生产过程的控制和管理。初始信息是温度、湿度、压力、风速和类似数据。

在某些情况下,模拟计算机的帮助被用来解决计算数据交换的准确性与数字电子计算机不重要的问题。

21 世纪初,模拟信号让位于数字技术。在计算中,混合的数字和模拟信号仅用于基于某些微电路的数据处理。

录音和电话

黑胶唱片和磁带是用于声音再现的模拟信号的两个突出代表。两者仍在生产,并且受到一些鉴赏家的需求。许多音乐家认为,只有在磁带上录制专辑才能获得多汁的真实声音。音乐爱好者喜欢听带有特殊噪音和噼啪声的光盘。自 1972 年以来,已经生产出在磁带上执行数字记录的磁带录音机,但由于成本高和尺寸大,它们没有得到分销。仅用于专业录音。

模拟信号和数字信号有什么区别 - 使用示例

录音中模拟和数字信号的另一个例子是混音器和声音合成器。使用的设备大多是数字设备,而使用模拟设备则是习惯和偏见造成的。据信,数字录音还没有达到包罗万象的音乐传输效果。而且它只对模拟信号是固有的。

而年轻人无法想象没有存储在手机、闪存驱动器和计算机内存中的 MP3 文件的音乐。在线服务提供对拥有数百万数字记录的存储库的访问。

电话已经走得更远了。数字蜂窝通信几乎取代了有线通信。后者留在国家机构、医疗保健机构和类似组织中。大多数人不再想象没有细胞的生活以及如何被绑在电线上。蜂窝通信,数据传输的基础,其中数字信号可靠地连接世界各地的用户。

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电气测量

数字处理和数据传输已在电气测量中牢固确立。电子示波器、电压表和电流表、多功能测量仪器。所有在电子显示屏上显示信息的设备都使用数字信号来传输测量结果。在日常生活中,您经常会在看到稳压器和电压继电器时遇到这种情况。两种设备都测量网络中的电压,处理数字信号并将其传输到显示器。

数字技术也越来越多地用于长距离传输电气测量数据。为了控制变电站和调度员控制面板的电网性能,安装了数字设备。模拟设备仅在面板中流行,直接在测量点。

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数字信号的另一个广泛用途是电能计量。居民经常忘记 查看仪器读数 并将它们输入您的个人帐户或将它们转移到能源供应组织。数字电能计量系统让您免去后顾之忧。迹象立即落入会计系统。因此,订阅者和供应商之间不需要经常沟通,您有时可以访问您的个人帐户并验证数据。

模拟和数字电视

人类与模拟电视共存多年。每个人都习惯于简单易懂的事情。先播,再有线质量好一点。 简单的天线,电视和画质平庸。但是视频记录和存储技术已经远远领先于模拟信号。而且他再也无法完全传达现代电影或电视节目。只有数字电视才能提供质量、稳定性和良好的信号电平。

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数字电视有很多优点。第一个也是非常大的一个是信号压缩。结果,观看的频道数量增加了。视频和声音的传输质量也有所提高;没有这一点,现代大屏幕电视根本无法播放。与此同时,可以显示有关广播、下一个电视节目等的信息。

伴随着好处而来的是一个小问题。要接收数字信号,您需要一个特殊的调谐器。

地面电视的特点

要接收广播数字信号,需要 T2 调谐器,其他名称是接收器、解码器或 DVB-T2 机顶盒。大多数现代 LED 电视最初都配备了此类设备。因此,它们的主人没有什么可担心的。当您关闭模拟电视时,您只需重新配置频道。

模拟信号和数字信号有什么区别 - 使用示例

没有内置 T2 调谐器的旧电视的所有者没有问题。这里的一切都很简单。您需要购买单独的 DVB-T2 机顶盒,它将接收 T2 信号,对其进行处理并将完成的画面传输到屏幕上。附件可以很容易 连接到任何电视.

数字信号被用于越来越多的生活领域。电视也不例外。不要害怕新的。大多数电视已经配备了必要的设备,对于较旧的电视,您需要购买便宜的机顶盒。此外,很容易设置设备。更好的画质和音质。

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