首先,你要知道數(shù)字信號,模擬信號,連續(xù)信號和離散信號的區(qū)別。
數(shù)字信號:時間和幅度都離散的信號。
模擬信號:時間和幅度都連續(xù)的信號。
連續(xù)信號:時間連續(xù)的信號。
離散信號:時間離散的信號。
也就是說,平時所說的連續(xù)信號和離散信號只和時間有關(guān),跟幅度無關(guān)。
再談模擬信號和數(shù)字信號。最常見的數(shù)字信號是這樣的,
只有0和1,但是數(shù)字信號也有這樣的,
也就是說,數(shù)字信號可以有多個值,而不只是兩個值。
此外,用模擬信號表示數(shù)字信號一般稱為數(shù)字信號調(diào)制。
數(shù)字調(diào)制:用載波信號的某些離散狀態(tài)來表征所傳送的信息。數(shù)字信號常用正弦波調(diào)制。
用正弦波調(diào)制數(shù)字信號可以分為調(diào)頻,調(diào)幅,調(diào)相。
上圖展示的信號就是OOK調(diào)制信號,有幅度表示1,無幅度表示0,這是調(diào)幅。有M個幅度值的信號稱為MASK信號。
上圖展示的信號是2FSK調(diào)制信號,高頻為0,低頻為1,這是調(diào)頻。有M個頻率值的信號成為MFSK信號。
上圖展示的信號是2PSK調(diào)制信號,初始相位為0的為1,初始相位為π 的為0,這是調(diào)相。有M個初始值的信號成為MPSK信號。
不管是哪種調(diào)制,數(shù)字信號都可以有多個值,這些也都是用“模擬信號”表示的數(shù)字信號
是否有用模擬信號傳輸數(shù)字信號的應(yīng)用?
自然界里絕大部分物理量都是模擬量,轉(zhuǎn)換過來的信號就是模擬信號(模擬模擬嘛,模擬具體物理量而已)。廣播,電視,電臺信號都是典型模擬信號(有線電視除外)
數(shù)字量大多數(shù)都是模擬量經(jīng)過取樣,量化之后得到的,電腦,MP3,手機,機頂盒等等都是處理的數(shù)字信號。
所有的手機、wifi設(shè)備、藍牙設(shè)備或者說絕大多數(shù)的現(xiàn)代的數(shù)字無線通訊設(shè)備都在用這種方式進行數(shù)字信號的傳輸。
首先需要明確的是,信息傳輸都是建立在模擬信號的傳遞上的,無論傳輸內(nèi)容的是數(shù)字量還是模擬量。
舉個簡單的例子,ttl信號是一種0-5v之間變化的電壓信號,電壓信號是一個模擬信號。但是通過規(guī)定大于2.4v為1、小于0.4v為0,能夠讓這么一個模擬信號去表示數(shù)字信號。然后通過抽象,將物理層面上電壓的變化抽象為邏輯層面的0-1變化,讓人不用去關(guān)心物理層面的細枝末節(jié),而只關(guān)系邏輯層面的01。但不管怎么說,ttl信號是在物理層面上是模擬信號,這都是毫無疑問的。
要說明一點的事,對于ttl或cmos信號這種所謂的“數(shù)字信號”,由于僅僅存在兩種狀態(tài),因此完全沒有必要去使用dac發(fā)送和adc接收。注意這只是從實現(xiàn)難度、成本上考慮得到,沒有必要的結(jié)論,而不是不可以。
但是通信一直都是在追求更高的速度。為了提速,人們想方設(shè)法在有限的空間(泛指傳遞數(shù)字信號的載體)內(nèi)承載更多的信息,很多技術(shù)發(fā)展了起來,例如QAM256,是一種iq調(diào)制方法,iq兩路每一路電壓都有信號16個電平,這樣的信號一次傳輸可以一次傳輸8個字節(jié)的數(shù)據(jù)(256種組合)。在速度提高的過程中人們發(fā)現(xiàn)由于信號在空間內(nèi)越來越密集,這種調(diào)制后的“數(shù)字信號”越來越接近真正的模擬信號。因此在這時adc和dac又被重新拿了出來作為產(chǎn)生信號的手段。
目前來講,3G、4G、WIFI都是將數(shù)字信號進行編碼、調(diào)制,然后采用DAC進行基帶信號的輸出,經(jīng)過模擬手段進行上變頻、功率放大最終進行發(fā)射。接收過程是接收后下變頻,然后使用ADC采集基帶信號,然后通過軟件或硬件上的解調(diào)、解碼算法處理得到有效的數(shù)字信息。
下面,我們就來看看模擬信號的作用有哪些。
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。 或在一段連續(xù)的時間間隔內(nèi),其代表信息的特征量可以在任意瞬間呈現(xiàn)為任意數(shù)值的信號。
模 擬信號分布于自然界的各個角落,如每天溫度的變化,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行各種運算,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,21世紀廣播的聲音信號,或圖像信號等。
信號波形隨著信息的變化而變化,其特點是幅度連續(xù)(連續(xù)的含義是在某一取值范圍內(nèi)可以取無限多個數(shù)值)。若信號波形在時間上也是連續(xù)的,則稱為連續(xù)信號;如果波形在時間上是離散的,則叫做離散信號,但因為其幅度仍然是連續(xù)的,所以仍然是模擬信號。
模擬信號的優(yōu)點是直觀且容易實現(xiàn),但同時,它也具有嚴重的缺點:
(1)抗干擾能力弱
電信號在沿線路的傳輸過程中會受到外界的通信系統(tǒng)內(nèi)部的各種噪聲干擾,噪聲和信號混合后難以分開,從而使得通信質(zhì)量下降。線路越長,噪聲的積累也就越多。例如翻錄錄音帶、錄像帶,每翻錄一次,聲音、圖像質(zhì)量就差一次,原因就在于此。
(2)保密性差
模擬通信,尤其是微波通信和有線通信,很容易被竊聽。只要收到模擬信號,就容易得到通信的內(nèi)容。
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