数字信号模拟信号-数字信号比模拟信号的优点

信号是运载消息的工具，是消息的载体从广义上讲，它包含光信号、声信号和电信号等21世纪是信息时代，信息技术的迅猛发展和广泛应用为教学提供了丰富的学习资源，所以我们有必要了解信号传输常用的两种模式——模拟信号和数字信号

一、模拟信号

近百年以来，无论是有线相连的，还是无线发送的广播电视，很长时间内都是用模拟信号来传递信号的在传统的通信中，线路中传送的电信号是随着用户声音大小的变化而变化的这个变化的电信号无论在时间上、还是在幅度上都是连续的即先把信息信号转换成几乎与它“一模一样”的波动的电信号（因此叫做“模拟”），再通过有线或无线的方式传输出去，电信号被接收下来后，通过接收设备还原成信息信号，这种信号称为模拟信号

“模拟”是对我们生活实体的一种表达方式比如说你在看一本书，白纸黑字映入你的眼帘，在你的大脑中就会有反应，你从书中知道了一些东西，我们说印在纸上的字是一种“模拟”与此相类似，你用笔在纸上记下的一个号码或是写下的一首诗歌，还有刻在石头上的古代碑文，这些都是“模拟”除了文字以外，我们在生活中见到许多东西，比如一幅风景画，在电视上或电影屏幕上看到的孩子们欢笑场面，在里听到的朋友的声音等，都属于“模拟”

“模拟”需要载体（或是信息的存储媒体）比如说一张写字的白纸，一盒保存影像的胶卷

“模拟”需要工具比如说你有一台电视机，那么电视机的荧光屏和喇叭都属于模拟设备

“模拟”需要传播方式比如说你可以和一个十几米外的朋友说话，但是如果你的朋友在几百公里以外，你就不得不需要网通过“一模一样”的模拟将你的声音传到了几百公里甚至几千公里以外

二、数字信号

20世纪70年代后，人们逐渐掌握了利用数字信号进行通信近年来数字技术高速发展，当今社会已是名副其实的数字时代

类似于“模拟”，数字也是对我们生活中实体的一种表达方式

数字信息的最小度量单位叫做“比特”，有时也叫“位”，意即二进制的一位在媒体中传输的讯号是以比特的电子形式组成的数据

“比特”是一种存在的状态：开或关，真或伪，上或下，入或出，黑或白出于实用的目的，我们把“比特”想成1或0

除了“比特”，我们还经常会遇到几个数字信息度量单位字节，是一种比“比特”更抽象或是高级的度量单位，一般来说，一个字节有8位，即8个比特还有三个缩写，“K”、“M”和“G”1，在中文里我们通常叫它“千”；1×1K，在中文里我们通常叫它“兆”；1×1M，在中文里我们通常叫它“千兆”或者“吉”

比特（位）通常用于数据在网络上传输的情况下，如我们一般都说这条线一秒种可以传送比特的二进制流，而不是说字节字节通常用在数据的存储系统中，如这个文件的大小是2M，这里指的是字节而不是比特，又比如是144M软盘、20G硬盘指的也是字节

数字通信就是指用数字信号作为载体来传输信息，或者用数字信号对载波进行数字调制后，再进行传输的通信方式电报信号就属于数字信号现在最常见的数字信号是幅度取值只有两种（用“0”和“1”代表）的波形，称为“二进制信号”

三、现代通信中模拟通信与数字通信的区别

在模拟通信系统中，它的线路中间传输的是模拟信号在发送端，讲话时通过送话器把声能转化为电能在线路上传输的是幅度大小或频率高低随讲话声波而连续变化的信号，模拟信号传送到对方后，再由受话器把电能转化为声能，还原为原来的声音

在数字通信系统中，发话一方首先还是要把语音声波，变为电的模拟信号，即“声电”转换，然后，将模拟信号变为数字信号，即“模数”转换在线路中传输的通常是二进制数字信号对方接收时，则反过来，先进行“数模”转换，把数字信号变为模拟信号，然后再进行“电声”转换，把电的模拟信号还原成语音声波，这就是数字的基本原理

四、现代通信中模拟通信与数字通信的缺、优点

模拟通信的缺点是：（一）保密性差模拟通信，尤其是微波通信和有线明线通信，很容易被窃听只要收到模拟信号，就容易得到通信内容（二）抗干扰能力弱电信号沿线路传输过程中，会受到外界的和通信系统内部的各种噪声干扰，噪声和信号混合后难以分开，从而使通信质量下降线路越长，噪声的积累也就越多

模拟通信的优点是：直观且容易实现

数字通信的缺点是：（一）占用频带较宽（二）技术要求复杂，尤其是同步技术要求精度很高（三）进行“模数”转换时会带来量化误差

数字通信的优点是：（一）抗干扰的能力特别强，它不但可以用于通信技术，而且还可以用于信息处理技术，目前时髦的高保真音响、高清晰度电视、VCD、DVD激光机都采用了数字信号处理技术（二）可构建综合数字通信网我们现在使用的电子计算机都是数字的，它们处理的信号就是数字信号在通信上使用数字信号，就可以很方便地将计算机与通信结合起来，将计算机处理信息的优势用于通信事业如现在的通信中采用了程控数字交换机，用计算机来代替接线员的工作，不仅接线迅速准确，而且占地小、效率高，省去不少人工和设备，使通信产生了一个质的飞跃（三）数字信号便于存储现在流行的CD和MP3唱盘，VCD和DVD视盘及电脑光盘都是用数字信号来存储信息的此外，数字通信还可以兼容、电报、数据和图像等多类信息的传递，能在同一条线路上传送、有线电视、计算机等多种信息数字信号还便于加密和纠错，具有较强的保密性和可靠性。

模拟信号主要是与离散的数字信号相对的连续信号。模拟信号分布于自然界的各个角落，如每天温度的变化。而数字信号是人为抽象出来的在时间上的不连续信号。电学上的模拟信号是主要是指振幅和相位都连续的电信号，此信号可以以类比电路进行各种运算，如放大、相加、相乘等。

数字信号是离散时间信号的数字化表示，通常可由模拟信号获得。

模拟是一组随时间改变的数据，如某地方的温度变化，汽车在行驶过程中的速度，或电路中某节点的电压幅度等。有些模拟信号可以用数学函数来表示，其中时间是自变量而信号本身则作为应变量。离散时间信号是模拟信号的采样结果：离散信号的取值只在某些固定的时间点有意义（其他地方没有定义），而不像模拟信号那样在时间轴上具有连续不断的取值。

若离散时间信号在各个采样点上的取值只是原来模拟信号取值（可能需要无限长的数字来表示）的一个近似，那么我们就可以用有限字长（字长长度因应近似的精确程度而有所不同）来表示所有的采样点取值，这样的离散时间信号成为数字信号。将一组精确测量的数值用有限字长的数值来表示的过程称为量化。从概念上讲，数字信号是量化的离散时间信号，而离散时间信号则是已经采样的模拟信号。

随着电子技术的飞速发展，数字信号的应用也日益广泛。很多现代的媒体处理工具，尤其是需要和计算机相连的仪器都从原来的模拟信号表示方式改为使用数字信号表示方式。我们日常常见的例子包括手机、视频或音频播放器和数码相机等。

一般情况下，数字信号是以二进制数来表示的，因此信号的量化精度一般以比特来衡量。

模拟信号是用一系列连续变化的电磁波或电压信号来表示；数字信号是用一系列断续变化的电压脉冲如我们可用恒定的正电压表示二进制数1，用恒定的负电压表示二进制数0，或光脉冲来表示。

当模拟信号采用连续变化的电磁波来表示时，电磁波本身既是信号载体，同时作为传输介质；而当模拟信号采用连续变化的信号电压来表示时，它一般通过传统的模拟信号传输线路例如网、有线电视网来传输。

当数字信号采用断续变化的电压或光脉冲来表示时，一般则需要用双绞线、电缆或光纤介质将通信双方连接起来，才能将信号从一个节点传到另一个节点。