星星之火-7：从数值空间理解模拟信号、离散信号、数字信号的区别

实数数轴：

实数，是有理数和无理数的总称，也可以看成整数+小数构成。小数=有限小数+无限小数构成，实数和数轴上的点一一对应。

模拟信号：

模拟信号是指用连续变化的物理量表示的信息，其信号的幅度，或频率，或相位随时间作连续变化，或在一段连续的时间间隔内，其代表信息的特征量可以在任意瞬间呈现为任意数值的信号。

从数值的角度来看，信息的特征量是实数轴的所有点（整数+有限小数+无限小数）！

离散信号：

是在连续信号上采样得到的信号。

离散信号是一个序列，即其自变量t是“离散”的。这个序列的每一个采样值都可以被看作是连续信号的一个采样。

数值的角度来看，信息的特征量是实数轴的蓝色部分的离散点（整数+有限小数）！

量化：

量化在数字信号处理领域，是指将信号的连续取值（或者大量可能的离散取值）近似为有限多个（或较少的）离散值的过程。

数值的角度来看，信息的特征量是实数轴的黑色部分的离散点（整数）！

就是用离小数最近的整数替代小数的过程，就是量化。

量化的本质是近似，用整数值近似替代有限小数值！

量化的结果是失真！近似值毕竟不是真实值！

数字化编码（数字信号）：

十进制的整数，转换为二进制整数过程，就是数字化！同一个量化的十进制整数值，可以编码成不同的二进制值。

如ASCII、PCM编码、DPCM编码，是用不同的二进制值代替同一个量化的十进制数值。

编码的目的，就是利用尽可能少的二进制替代量化后的值，以节省信息传输的比特数！

比如量化后的数值为1024~1024+255之间，共256个不同的数值。

（1）简单的编码方式：用12比特，表示的数值范围是0~2048.

（2）第二种方法：用8个bits表示

0：表示1024

255：代表1024+255

（3）第三种方法：1比特差分编码

很显然，除了第一个点外，其他点，其它点只需要一个比特他的编码。

只是利用连续信号，在连续的两次采用期间，不会发生信号突变这个特性来完成编码的。极大的节省量信号的编码。

当然，接收端的解码是，需要把二进制编码，重新还原成实际的离散的量化值！

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