模擬信號和數字信號分析

模擬信號指幅度的取值是連續的（幅值可由無(wú)限個(gè)數值表示）。時(shí)間上連續的模擬信號連續變化的圖像（電視、傳真）信號等，時(shí)間上離散的模擬信號是一種抽樣信號，
數字信號指幅度的取值是離散的，幅值表示被限制在有限個(gè)數值之內。二進(jìn)制碼就是一種數字信號。二進(jìn)制碼受噪聲的影響小，易于有數字電路進(jìn)行處理，所以得到了廣泛的應用。

1． 模擬通信

模擬通信的優(yōu)點(diǎn)是直觀(guān)且容易實(shí)現，但存在兩個(gè)主要缺點(diǎn)。

（1） 保密性差
模擬通信，尤其是微波通信和有線(xiàn)明線(xiàn)通信，很容易被竊聽(tīng)。只要收到模擬信號，就容易得到通信內容。

（2） 抗干擾能力弱
電信號在沿線(xiàn)路的傳輸過(guò)程中會(huì )受到外界的和通信系統內部的各種噪聲干擾，噪聲和信號混合后難以分開(kāi)，從而使得通信質(zhì)量下降。線(xiàn)路越長(cháng)，噪聲的積累也就越多

2． 數字通信

（1） 數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。數字信號在傳輸過(guò)程中會(huì )混入雜音，可以利用電子電路構成的門(mén)限電壓（稱(chēng)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(huì )有輸出值，并自動(dòng)生成一整齊的脈沖（稱(chēng)為整形或再生）。較小雜音電壓到達時(shí)，由于它低于閾值而被過(guò)濾掉，不會(huì )引起電路動(dòng)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(huì )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，即在出現誤碼時(shí)，可以利用后向信號使對方重發(fā)。因而數字傳輸適用于較遠距離的傳輸，也能適用于性能較差的線(xiàn)路。

③ 可構建綜合數字通信網(wǎng)。采用時(shí)分交換后，傳輸和交換統一起來(lái)，可以形成一個(gè)綜合數字通信網(wǎng)。

（2） 數字化通信的缺點(diǎn)

① 占用頻帶較寬。因為線(xiàn)路傳輸的是脈沖信號，傳送一路數字化語(yǔ)音信息需占20?64kHz的帶寬，而一個(gè)模擬話(huà)路只占用4kHz帶寬，即一路PCM信號占了幾個(gè)模擬話(huà)路。對某一話(huà)路而言，它的利用率降低了，或者詳它對線(xiàn)路的要求提高了。

② 技術(shù)要求復雜，尤其是同步技術(shù)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(gè)碼元區分開(kāi)來(lái)，并且找到每個(gè)信息組的開(kāi)始，這就需要收發(fā)雙方嚴格實(shí)現同步，如果組成一個(gè)數字網(wǎng)的話(huà)，同步問(wèn)題的解決將更加困難。

③ 進(jìn)行模/數轉換時(shí)會(huì )帶來(lái)量化誤差。隨著(zhù)大規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(lái)越多使用的是數字信號的方式，因此必須對模擬信號進(jìn)行模/數轉換，在轉換中不可避免地會(huì )產(chǎn)生量化誤差。

數字信號與模擬信號的區別不在于該信號使用哪個(gè)波段（C、KU）進(jìn)行轉發(fā)，而在于信號采用何種標準進(jìn)行傳輸。如：亞衛2號C波段轉發(fā)器上是我國省區衛星數字電視節目，它所采用的標準是MPEG-2-DVBS。
數字信號與模擬信號的區別不在于該信號使用哪個(gè)波段（C、KU）進(jìn)行轉發(fā)，而在于信號采用何種標準進(jìn)行傳輸。如：亞衛2號C波段轉發(fā)器上是我國省區衛星數字電視節目，它所采用的標準是MPEG-2-DVBS。

模擬信號與數字信號

(1)模擬信號與數字信號
不同的數據必須轉換為相應的信號才能進(jìn)行傳輸：模擬數據一般采用模擬信號(AnalogSignal)，例如用一系列連續變化的電磁波(如無(wú)線(xiàn)電與電視廣播中的電磁波)，或電壓信號(如電話(huà)傳輸中的音頻電壓信號)來(lái)表示；數字數據則采用數字信號(DigitalSignal)，例如用一系列斷續變化的電壓脈沖(如我們可用恒定的正電壓表示二進(jìn)制數1，用恒定的負電壓表示二進(jìn)制數0)，或光脈沖來(lái)表示。當模擬信號采用連續變化的電磁波來(lái)表示時(shí)，電磁波本身既是信號載體，同時(shí)作為傳輸介質(zhì)；而當模擬信號采用連續變化的信號電壓來(lái)表示時(shí)，它一般通過(guò)傳統的模擬信號傳輸線(xiàn)路(例如電話(huà)網(wǎng)、有線(xiàn)電視網(wǎng))來(lái)傳輸。當數字信號采用斷續變化的電壓或光脈沖來(lái)表示時(shí)，一般則需要用雙絞線(xiàn)、電纜或光纖介質(zhì)將通信雙方連接起來(lái)，才能將信號從一個(gè)節點(diǎn)傳到另一個(gè)節點(diǎn)。

(2)模擬信號與數字信號之間的相互轉換
模擬信號和數字信號之間可以相互轉換：模擬信號一般通過(guò)PCM脈碼調制(PulseCodeModulation)方法量化為數字信號，即讓模擬信號的不同幅度分別對應不同的二進(jìn)制值，例如采用8位編碼可將模擬信號量化為2^8=256個(gè)量級，實(shí)用中常采取24位或30位編碼；數字信號一般通過(guò)對載波進(jìn)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(jìn)制數字信號，目前在計算機廣域網(wǎng)中實(shí)際傳送的則既有二進(jìn)制數字信號，也有由數字信號轉換而得的模擬信號。但是更具應用發(fā)展前景的是數字信號。