模拟信号 数字信号

https://zh.wikipedia.org/wiki/数字信号

数字信号可以有多重的含义。它可以用来表示已经数字化的离散时间信号,或者表示数字系统中的波形信号。

离散时间信号

数字信号(Digital signal)是离散时间信号(discrete-time signal)的数字化表示,通常可由模拟信号(analog signal)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(samples)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(Quantization)。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(bits)来衡量。

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模拟信号英语:analog signal)是指在时域上数学形式为连续函数信号。与模拟信号对应的是数字信号,后者采取分立的逻辑值,而前者可以获取连续值。模拟信号的概念常常在涉及的领域中被使用,不过经典力学气动力学pneumatic)、水力学等学科有时也会使用模拟信号的概念。

模拟信号利用对象的一些物理属性来表达、传递信息。例如,非液体气压表利用指针螺旋位置来表达压强信息。在电学中,电压是模拟信号最普遍的物理媒介,除此之外,频率电流电荷也可以被用来表达模拟信号。

任何的信息都可以用模拟信号来表达。这里的信号常常指物理现象中被测量对变化的响应,例如声音、光、温度、位移、压强,这些物理量可以使用传感器测量。模拟信号中,不同的时间点位置的信号值可以是连续变化的;而对于数字信号,不同时间点的信号值总是处于预先设定的离散点,因此如果物理量的真实值不能在这些预设值中被找到,那么这时数字信号就与真实值存在一定的偏差。

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