目錄
數(shù)字信號(hào)指自變量是離散的、因變量也是離散的信號(hào),這種信號(hào)的自變量用整數(shù)表示,因變量用有限數(shù)字中的一個(gè)數(shù)字來表示。在計(jì)算機(jī)中,數(shù)字信號(hào)的大小常用有限位的二進(jìn)制數(shù)表示,例如,字長(zhǎng)為2位的二進(jìn)制數(shù)可表示4種大小的數(shù)字信號(hào),它們是00、01、10和11;若信號(hào)的變化范圍在-1~1,則這4個(gè)二進(jìn)制數(shù)可表示4段數(shù)字范圍,即[-1, -0.5)、[-0.5, 0)、[0, 0.5)和[0.5, 1]。
數(shù)字信號(hào)
Apple-style-span" style="widows: 2; text-transform: none; background-color: rgb(255,255,255); text-indent: 0px; font: 14px/25px arial, 宋體, sans-serif; white-space: normal; orphans: 2; letter-spacing: normal; color: rgb(51,51,51); word-spacing: 0px; -webkit-text-decorations-in-effect: none; -webkit-text-size-adjust: auto; -webkit-text-stroke-width: 0px">
數(shù)字信號(hào)指自變量是離散的、因變量也是離散的信號(hào),這種信號(hào)的自變量用整數(shù)表示,因變量用有限數(shù)字中的一個(gè)數(shù)字來表示。在計(jì)算機(jī)中,數(shù)字信號(hào)的大小常用有限位的二進(jìn)制數(shù)表示,例如,字長(zhǎng)為2位的二進(jìn)制數(shù)可表示4種大小的數(shù)字信號(hào),它們是00、01、10和11;若信號(hào)的變化范圍在-1~1,則這4個(gè)二進(jìn)制數(shù)可表示4段數(shù)字范圍,即[-1, -0.5)、[-0.5, 0)、[0, 0.5)和[0.5, 1]。
由于數(shù)字信號(hào)是用兩種物理狀態(tài)來表示0和1的,故其抵抗材料本身干擾和環(huán)境干擾的能力都比模擬信號(hào)強(qiáng)很多;在現(xiàn)代技術(shù)的信號(hào)處理中,數(shù)字信號(hào)發(fā)揮的作用越來越大,幾乎復(fù)雜的信號(hào)處理都離不開數(shù)字信號(hào);或者說,只要能把解決問題的方法用數(shù)學(xué)公式表示,就能用計(jì)算機(jī)來處理代表物理量的數(shù)字信號(hào)。
基本信息
ami
ly: 微軟雅黑, 黑體, Verdana; clear: both; font-size: 18px; font-weight: 500; padding-top: 0px">數(shù)字信號(hào)概述
數(shù)字信號(hào)指自變量是離散的、因變量也是離散的信號(hào),這種信號(hào)的自變量用整數(shù)表示,因變量用有限數(shù)字中的一個(gè)數(shù)字來表示。在計(jì)算機(jī)中,數(shù)字信號(hào)的大小常用有限位的二進(jìn)制數(shù)表示,例如,字長(zhǎng)為2位的二進(jìn)制數(shù)可表示4種大小的數(shù)字信號(hào),它們是00、01、10和11;若信號(hào)的變化范圍在-1~1,則這4個(gè)二進(jìn)制數(shù)可表示4段數(shù)字范圍,即[-1, -0.5)、[-0.5, 0)、[0, 0.5)和[0.5, 1]。
數(shù)字信號(hào)與離散時(shí)間信號(hào)的區(qū)別在因變量。離散時(shí)間信號(hào)的自變量是離散的、因變量是連續(xù)的,其自變量用整數(shù)表示,因變量用與物理量大小相對(duì)應(yīng)的數(shù)字表示。離散時(shí)間信號(hào)的大小用有限位二進(jìn)制數(shù)表示后,就是數(shù)字信號(hào)。
對(duì)于離散時(shí)間信號(hào)x(n)=sin(0.3n),當(dāng)自變量n=6時(shí),因變量x(6)=sin(0.3×6)≈0.9738;若用2位二進(jìn)制把它轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào),根據(jù)[-1, -0.5)、[-0.5, 0)、[0, 0.5)和[0.5, 1]對(duì)應(yīng)00、01、10和11,用二進(jìn)制數(shù)11表示0.9738最合適。
在學(xué)習(xí)和研究數(shù)字信號(hào)理論時(shí),用二進(jìn)制數(shù)表示信號(hào)是很麻煩的;為了方便,這時(shí)人們一般把離散時(shí)間信號(hào)當(dāng)作數(shù)字信號(hào),而不考慮它們之間的區(qū)別。
由于數(shù)字信號(hào)是用兩種物理狀態(tài)來表示0和1的,故其抵抗材料本身干擾和環(huán)境干擾的能力都比模擬信號(hào)強(qiáng)很多;在現(xiàn)代技術(shù)的信號(hào)處理中,數(shù)字信號(hào)發(fā)揮的作用越來越大,幾乎復(fù)雜的信號(hào)處理都離不開數(shù)字信號(hào);或者說,只要能把解決問題的方法用數(shù)學(xué)公式表示,就能用計(jì)算機(jī)來處理代表物理量的數(shù)字信號(hào)。
數(shù)字信號(hào)特點(diǎn):抗干擾能力強(qiáng)、無(wú)噪聲積累。
在模擬通信中,為了提高信噪比,需要在信號(hào)傳輸過程中及時(shí)對(duì)衰減的傳輸信號(hào)進(jìn)行放大,信號(hào)在傳輸過程中不可避免地疊加上的噪聲也被同時(shí)放大。隨著傳輸距離的增加,噪聲累積越來越多,以致使傳輸質(zhì)量嚴(yán)重惡化。
對(duì)于數(shù)字通信,由于數(shù)字信號(hào)的幅值為有限個(gè)離散值(通常取兩個(gè)幅值),在傳輸過程中雖然也受到噪聲的干擾,但當(dāng)信噪比惡化到一定程度時(shí),即在適當(dāng)?shù)木嚯x采用判決再生的方法,再生成沒有噪聲干擾的和原發(fā)送端一樣的數(shù)字信號(hào),所以可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離高質(zhì)量的傳輸。
便于加密處理
信息傳輸?shù)陌踩院捅C苄栽絹碓街匾?,?shù)字通信的加密處理的比模擬通信容易得多,以話音信號(hào)為例,經(jīng)過數(shù)字變換后的信號(hào)可用簡(jiǎn)單的數(shù)字邏輯運(yùn)算進(jìn)行加密、解密處理。
便于存儲(chǔ)、處理和交換
數(shù)字通信的信號(hào)形式和計(jì)算機(jī)所用信號(hào)一致,都是二進(jìn)制代碼,因此便于與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng),也便于用計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行存儲(chǔ)、處理和交換,可使通信網(wǎng)的管理、維護(hù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化。
設(shè)備便于集成化、微型
數(shù)字通信采用時(shí)分多路復(fù)用,不需要體積較大的濾波器。設(shè)備中大部分電路是數(shù)字電路,可用大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路實(shí)現(xiàn),因此體積小、功耗低。
便于構(gòu)成綜合數(shù)字網(wǎng)和綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)
采用數(shù)字傳輸方式,可以通過程控?cái)?shù)字交換設(shè)備進(jìn)行數(shù)字交換,以實(shí)現(xiàn)傳輸和交換的綜合。另外,電話業(yè)務(wù)和各種非話業(yè)務(wù)都可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字化,構(gòu)成綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)。
占用信道頻帶較寬
一路模擬電話的頻帶為4kHz帶寬,一路數(shù)字電話約占64kHz,這是模擬通信目前仍有生命力的主要原因。隨著寬頻帶信道(光纜、數(shù)字微波)的大量利用(一對(duì)光纜可開通幾千路電話)以及數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展(可將一路數(shù)字電話的數(shù)碼率由64kb/s壓縮到32kb/s甚至更低的數(shù)碼率),數(shù)字電話的帶寬問題已不是主要問題了。
以上介紹可知,數(shù)字通信具有很多優(yōu)點(diǎn),所以各國(guó)都在積極發(fā)展數(shù)字通信。近年來,我國(guó)數(shù)字通信得到迅速發(fā)展,正朝著高速化、智能化、寬帶化和綜合化方向邁進(jìn)。
模擬信號(hào)
信號(hào)波形模擬隨著信息的變化而變化,模擬信號(hào)其特點(diǎn)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(wú)限多個(gè)數(shù)值)。模擬信號(hào),其信號(hào)波形在時(shí)間上也是連續(xù)的,因此它又是連續(xù)信號(hào)。模擬信號(hào)按一定的時(shí)間間隔T抽樣后的抽樣信號(hào),由于其波形在時(shí)間上是離散的,但此信號(hào)的幅度仍然是連續(xù)的,所以仍然是模擬信號(hào)。電話、傳真、電視信號(hào)都是模擬信號(hào)。
信號(hào)抽樣后時(shí)間離散,但輻值不離散。常見的抽樣信號(hào)是周期矩形脈沖和周期沖激脈沖抽樣。模擬信號(hào)在整個(gè)時(shí)間軸上都是有定義的,在“沒有幅值”的區(qū)域的意義是幅值為零。而離散時(shí)間信號(hào)只在離散時(shí)刻上才有定義,其他地方?jīng)]有定義,和幅值為零是不同概念,這兩種信號(hào)在時(shí)間軸看上去很相似,其實(shí)是以不同類型的系統(tǒng)為基礎(chǔ)的兩種有本質(zhì)區(qū)別的信號(hào)。直觀的說,離散時(shí)間信號(hào)的橫軸可以認(rèn)為已經(jīng)不代表時(shí)間了。
數(shù)字信號(hào)
數(shù)字信號(hào)其特點(diǎn)是幅值被限制在有限個(gè)數(shù)值之內(nèi),它不是連續(xù)的而是離散的。二進(jìn)碼,每一個(gè)碼元只取兩個(gè)幅值(0,A):四進(jìn)碼,每個(gè)碼元取四(3、1、-1、-3)中的一個(gè)。這種幅度是離散的信號(hào)稱數(shù)字信號(hào)。
內(nèi)容來自百科網(wǎng)