什么是模擬信號模擬信號的區(qū)別
模擬信號是指信息參數(shù)在給定范圍內(nèi)表現(xiàn)為連續(xù)的信號。那么你對模擬信號了解多少呢?以下是由學(xué)習(xí)啦小編整理關(guān)于什么是模擬信號的內(nèi)容，希望大家喜歡!
模擬信號的簡介
模擬信號是指用連續(xù)變化的物理量所表達(dá)的信息，如溫度、濕度、壓力、長度、電流、電壓等等，我們通常又把模擬信號稱為連續(xù)信號，它在一定的時間范圍內(nèi)可以有無限多個不同的取值。而數(shù)字信號是指在取值上是離散的、不連續(xù)的信號。
實(shí)際生產(chǎn)生活中的各種物理量，如攝相機(jī)攝下的圖像、錄音機(jī)錄下的聲音、車間控制室所記錄的壓力、流t、轉(zhuǎn)速、濕度等等都是模擬信號。數(shù)字信號是在模擬信號的基礎(chǔ)上經(jīng)過采樣、量化和編碼而形成的。具體地說，采樣就是把輸入的模擬信號按.適當(dāng)?shù)臅r間間隔得到各個時刻的樣本值.量化是把經(jīng)采樣測得的各個時刻的值用二進(jìn)碼制來表示，編碼則是把t化生成的二進(jìn)制數(shù)排列在一起形成順序脈沖序列。
模擬信號傳輸過程中,先把信息信號轉(zhuǎn)換成幾乎“一模一樣”的波動電信號(因此叫“模擬”),再通過有線或無線的方式傳輸出去,電信號被接收下來后,通過接收設(shè)備還原成信息信號。
近百年以來,無論是有線相連的電話,還是無線發(fā)送的廣播電視,很長的時間內(nèi)都是用模擬信號來傳遞信號的。照說模擬信號同原來的信號在波形上幾乎“一模一樣”,似乎應(yīng)該達(dá)到很好的傳播效果,然而事實(shí)恰恰相反,過去我們打電話時常常遇到聽不清、雜音大的現(xiàn)象;廣播電臺播出的交響樂,聽起來同在現(xiàn)場聽樂隊演奏相比總有較大的欠缺;電視圖像上也時有雪花點(diǎn)閃爍。這是因?yàn)樾盘栐趥鬏斶^程中要經(jīng)過許多的處理和轉(zhuǎn)送,這些設(shè)備難免要產(chǎn)生一些噪音和干擾;此外,如果是有線傳輸,線路附近的電氣設(shè)備也要產(chǎn)生電磁干擾;如果是無線傳送,則更加“開放”,空中的各種干擾根本無法抗拒。這些干擾很容易引起信號失真,也會帶來一些噪聲。這些失真和附加的噪聲,還會隨著傳送的距離的增加而積累起來,嚴(yán)重影響通訊質(zhì)量。對此,人們想了許多辦法。一種是采取各種措施來抗干擾,如提高信息處理設(shè)備的質(zhì)量,盡量減少它產(chǎn)生噪音;又如給傳輸線加上屏蔽;再如采用調(diào)頻載波來代替調(diào)幅載波等。但是,這些辦法都不能從根本上解決干擾的問題。另一種辦法是設(shè)法除去信號中的噪聲,把失真的信號恢復(fù)過來,但是,對于模擬信號來說,由于無法從已失真的信號較準(zhǔn)確地推知出原來不失真的信號,因此這種辦法很難有效,有的甚至越弄越糟。
主要是與離散的數(shù)字信號相對的連續(xù)的信號。模擬信號分布于自然界的各個角落，如氣溫的變化，而數(shù)字信號是人為的抽象出來的在幅度取值上不連續(xù)的信號。電學(xué)上的模擬信號主要是指幅度和相位都連續(xù)的電信號，此信號可以被模擬電路進(jìn)行各種運(yùn)算，如放大，相加，相乘等。
模擬信號是指用連續(xù)變化的物理量表示的信息，其信號的幅度，或頻率，或相位隨時間作連續(xù)變化，廣播的聲音信號，電視的圖像信號等。
模擬信號與數(shù)字信號區(qū)別聯(lián)系
(1)模擬信號與數(shù)字信號
不同的數(shù)據(jù)必須轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的信號才能進(jìn)行傳輸：模擬數(shù)據(jù)(模擬量)一般采用模擬信號(Analog Signal)，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(如電話傳輸中的音頻電壓信號)來表示;數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)(數(shù)字量)則采用數(shù)字信號(Digital Signal)，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)模擬信號采用連續(xù)變化的電磁波來表示時，電磁波本身既是信號載體，同時作為傳輸介質(zhì);而當(dāng)模擬信號采用連續(xù)變化的信號電壓來表示時，它一般通過傳統(tǒng)的模擬信號傳輸線路(例如電話網(wǎng)、有線電視網(wǎng))來傳輸。 當(dāng)數(shù)字信號采用斷續(xù)變化的電壓或光脈沖來表示時，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，才能將信號從一個節(jié)點(diǎn)傳到另一個節(jié)點(diǎn)。
(2)模擬信號與數(shù)字信號之間的相互轉(zhuǎn)換
模擬信號和數(shù)字信號之間可以相互轉(zhuǎn)換：模擬信號一般通過PCM脈碼調(diào)制(Pulse Code Modulation)方法量化為數(shù)字信號，即讓模擬信號的不同幅度分別對應(yīng)不同的二進(jìn)制值，例如采用8位編碼可將模擬信號量化為2^8=256個量級，實(shí)用中常采取24位或30位編碼;數(shù)字信號一般通過對載波進(jìn)行移相(Phase Shift)的方法轉(zhuǎn)換為模擬信號。計算機(jī)、計算機(jī)局域網(wǎng)與城域網(wǎng)中均使用二進(jìn)制數(shù)字信號，21世紀(jì)在計算機(jī)廣域網(wǎng)中實(shí)際傳送的則既有二進(jìn)制數(shù)字信號，也有由數(shù)字信號轉(zhuǎn)換而得的模擬信號。但是更具應(yīng)用發(fā)展前景的是數(shù)字信號。
數(shù)字傳輸?shù)暮喗?/h2>
話音信號源采用了一個高斯噪聲源經(jīng)過3KHz低通濾波器后的輸出來模擬。調(diào)整圖中的圖符5的增益可以改變差值Δ的大小。在接收端，解調(diào)器未使用與本地解調(diào)器一致的電路，直接使用積分器解調(diào)輸出。如果希望輸出波形平滑，可在積分器和輸出放大器之間加入一個低通濾波器，以濾除信號中的高頻成分。所示是輸入的模擬話音信號波形。是增量調(diào)制后的輸出波形。為經(jīng)過積分器解調(diào)后的輸出波形。觀察可以比較輸入輸出波形之間的失真。
由理論分析可知，ΔM的量化信噪比與抽樣頻率成三次方關(guān)系，即抽樣頻率每提高一倍則量化信噪比提高9dB。通常ΔM的抽樣頻率至少16KHz以上才能使量化信噪比達(dá)到15dB以上。32KHz時，量化信噪比約為26dB左右，可以用于一般的通信質(zhì)量要求。如果設(shè)信道可用的最小信噪比為15dB，則信號的動態(tài)范圍僅有11dB，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足高質(zhì)量通信要求的35-50dB的動態(tài)范圍，除非抽樣頻率提高到100KHz以上采用實(shí)用價值。上述理論分析的結(jié)論讀者可以通過改變仿真實(shí)驗(yàn)的信號抽樣頻率觀察到。當(dāng)抽樣頻率低于16KHz時，信號失真已十分明顯，當(dāng)抽樣頻率為128KHz時失真較小。
改進(jìn)ΔM動態(tài)范圍的方法有很多，其基本原理是采用自適應(yīng)方法使量階Δ的大小隨輸入信號的統(tǒng)計特性變化而跟蹤變化。如量階能隨信號瞬時壓擴(kuò)，則稱為瞬時壓擴(kuò)ΔM，記作ADM。若量階Δ隨音節(jié)時間問隔(5一20ms)中信號平均斜率變化，則稱為連續(xù)可變斜率增量調(diào)制，記作CVSD。由于這種方法中信號斜率是根據(jù)碼流中連“1”或連“0”的個數(shù)來檢測的，所以又稱為數(shù)字檢測、音節(jié)壓擴(kuò)的自適應(yīng)增量調(diào)制，簡稱數(shù)字壓擴(kuò)增量調(diào)制。圖9.20給出了數(shù)字壓擴(kuò)增量調(diào)制的方框圖。
數(shù)字壓擴(kuò)增量調(diào)制與普通增量調(diào)制相比，其差別在于增加了連“1”連“0”數(shù)字檢測電路和音節(jié)平滑電路。由于CVSD的自適應(yīng)信息(即控制電壓)是從輸出碼流中提取的，所以接收端不需要發(fā)送端傳送專門的自適應(yīng)信息就能自適應(yīng)于原始信號，電路實(shí)現(xiàn)起來比較容易。對于數(shù)字壓擴(kuò)增量調(diào)制感興趣的讀者可以在上述仿真實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上加入連“1”連“0”數(shù)字檢測電路和音節(jié)平滑電路，重新仿真并觀察改善情況。
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