解析模擬信號與數(shù)字信號之間差異性
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- 作者:Huibokeji 發(fā)布時間:12/04/06
模擬信號指幅度的取值是連續(xù)的(幅值可由無限個數(shù)值表示)。時間上連續(xù)的模擬信號連續(xù)變化的圖像(電視、傳真)信號等,時間上離散的模擬信號是一種抽樣信號,數(shù)字信號指幅度的取值是離散的,幅值表示被限制在有限個數(shù)值之內(nèi)。二進制碼就是一種數(shù)字信號。二進制碼受噪聲的影響小,易于有數(shù)字電路進行處理,所以得到了廣泛的應用。
一、模擬通信
模擬通信的優(yōu)點是直觀且容易實現(xiàn),但存在兩個主要缺點。
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,就容易得到通信內(nèi)容。
2. 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和通信系統(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
二、數(shù)字通信
1. 數(shù)字化傳輸與交換的優(yōu)越性
(1) 加強了通信的保密性。
(2) 提高了抗干擾能力。數(shù)字信號在傳輸過程中會混入雜音,可以利用電子電路構成的門限電壓(稱為閾值)去衡量輸入的信號電壓,只有達到某一電壓幅度,電路才會有輸出值,并自動生成一整齊的脈沖(稱為整形或再生)。較小雜音電壓到達時,由于它低于閾值而被過濾掉,不會引起電路動作。因此再生的信號與原信號完全相同,除非干擾信號大于原信號才會產(chǎn)生誤碼。為了防止誤碼,在電路中設置了檢驗錯誤和糾正錯誤的方法,即在出現(xiàn)誤碼時,可以利用后向信號使對方重發(fā)。因而數(shù)字傳輸適用于較遠距離的傳輸,也能適用于性能較差的線路。
(3) 可構建綜合數(shù)字通信網(wǎng)。采用時分交換后,傳輸和交換統(tǒng)一起來,可以形成一個綜合數(shù)字通信網(wǎng)。
2. 數(shù)字化通信的缺點
(1)占用頻帶較寬。因為線路傳輸?shù)氖敲}沖信號,傳送一路數(shù)字化語音信息需占20?64kHz的帶寬,而一個模擬話路只占用4kHz帶寬,即一路PCM信號占了幾個模擬話路。對某一話路而言,它的利用率降低了,或者詳它對線路的要求提高了。
(2) 技術要求復雜,尤其是同步技術要求精度很高。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碼元區(qū)分開來,并且找到每個信息組的開始,這就需要收發(fā)雙方嚴格實現(xiàn)同步,如果組成一個數(shù)字網(wǎng)的話,同步問題的解決將更加困難。
(3) 進行模/數(shù)轉換時會帶來量化誤差。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,對信息的存儲和傳輸,越來越多使用的是數(shù)字信號的方式,因此必須對模擬信號進行模/數(shù)轉換,在轉換中不可避免地會產(chǎn)生量化誤差。
數(shù)字信號與模擬信號的區(qū)別不在于該信號使用哪個波段(C、KU)進行轉發(fā),而在于信號采用何種標準進行傳輸。如:亞衛(wèi)2號C波段轉發(fā)器上是我國省區(qū)衛(wèi)星數(shù)字電視節(jié)目,它所采用的標準是MPEG-2-DVBS。
數(shù)字信號與模擬信號的區(qū)別不在于該信號使用哪個波段(C、KU)進行轉發(fā),而在于信號采用何種標準進行傳輸。如:亞衛(wèi)2號C波段轉發(fā)器上是我國省區(qū)衛(wèi)星數(shù)字電視節(jié)目,它所采用的標準是MPEG-2-DVBS。
三、模擬信號與數(shù)字信號
1. 模擬信號與數(shù)字信號
不同的數(shù)據(jù)必須轉換為相應的信號才能進行傳輸:模擬數(shù)據(jù)一般采用模擬信號(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(如電話傳輸中的音頻電壓信號)來表示;數(shù)字數(shù)據(jù)則采用數(shù)字信號(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制數(shù)1,用恒定的負電壓表示二進制數(shù)0),或光脈沖來表示。當模擬信號采用連續(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)點傳到另一個節(jié)點。
2. 模擬信號與數(shù)字信號之間的相互轉換
模擬信號和數(shù)字信號之間可以相互轉換:模擬信號一般通過PCM脈碼調(diào)制(PulseCodeModulation)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不同的二進制值,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行移相(PhaseShift)的方法轉換為模擬信號。計算機、計算機局域網(wǎng)與城域網(wǎng)中均使用二進制數(shù)字信號,目前在計算機廣域網(wǎng)中實際傳送的則既有二進制數(shù)字信號,也有由數(shù)字信號轉換而得的模擬信號。但是更具應用發(fā)展前景的是數(shù)字信號。
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