全网最全——数字信号和模拟信号的区别

1、模拟信号

2、数字信号

3、模拟电子设备

4、数字电子设备

5、模数（ADC）和数模（DAC）之间的信号转换

6、ADC操作

7、DAC操作

8、数字信号的优缺点

9、模拟信号的优缺点

1、模拟信号

模拟信号会随着时间变化的，在一个连续范围内有无限个值。模拟信号使用介质（例如：电线传递电信号）来给定属性传递信号信息。

绘制电压与时间的关系图发现模拟信号是平滑切连续的曲线，并且不会产生任何离散变化。

2、数字信号

数字信号是将数据表示成一串离散的值。

采用数字信号，物理量表达的信息有很多种：

可变电流和电压
电磁场的相位或极化
声压
磁存储介质的磁化

数字信号可以用于所有数字电子设备包括计算设备和数据传输设备。

3、模拟电子设备

大多数的电子元件比如：电阻、电容、电感、二极管、晶体管等等，本质上都是模拟组件。

模拟电路设计难度比数字电路设计难度大很多。

模拟电路通常更容易产生噪声，无论这些噪声有多小，都会对电压产生影响。电压的微小变化在后续处理中都会产生明显的误差以及影响。

模拟信号通常用于连续信号传递语音、数据、图像、信号、视频信息等等通信系统当中。根据如何适应数据以将输入信号与载波信号组合在一起的技术

模拟传输分为两种基本类型：幅度调制（AM）和频率调制（FM）。

幅度调制调整载波信号的幅度；频率调制调整载波信号的频率。

4、数字电子设备

数字电路通常都是采用二进制。所有数据仅由两个状态（0和1）表示，较大的数值由二进制比特组表示。例如：1——>1，0——>0，00——>0，01——>1，10——>2等等。

数字电路是同步的，意味着需要一个参考时钟来协助多个电路模块操作，所有电路模块是可预测的方式运行。模拟电子是异步的，就意味着在信号到达输入时再对其进行处理。

数字电路设计难度比模拟电路简单，但是成本更高。

5、模数（ADC）和数模（DAC）之间的信号转换

很多系统都必须同时处理模拟信号和数字信号。在通信系统中使用模拟信号很常见，模拟信号充当着传输介质发送和接收信息的接口。这些模拟信号被转换为数字信号，以对信息进行滤波、处理和存储。

6、ADC操作

模数转换如图所示，输入为模拟信号，通过采样保持（S/H）电路对其处理，创建该信号的近似数字表示，信号幅度不再是无限值，而是根据ADC分辨率量化而成的离散值。具有较高分辨率的ADC将具有更精细的步长，并且能更准确地表达输入模拟信号。ADC的最后一级将数字化信号编码为代表模拟信号幅度的二进制比特流。现在，数字输出就可以在数字域中进行处理了。

7、DAC操作

DAC提供反向操作。DAC的输入是来自数字子系统的二进制数据流，它输出的离散值可近似为模拟信号。DAC分辨率越高，输出信号也会更加接近真实的、平滑连续的模拟信号。在模拟信号链中通常还有一个后置滤波器，用于进一步平滑波形。

8、数字信号的优缺点

优点：

数字信号能够以更小的噪声、失真和干扰传递信息。
数字电路能够以较低成本更容易地大量复制。
数字信号处理更加灵活，因为通过数字可编程系统可以改动DSP的操作。
数字系统更加安全，因为数字信息可以被轻松加密和压缩。
数字系统更加精确，而且通过错误检测和校正代码可以降低错误发生的几率。
数字信号可以通过半导体芯片轻松存储在任何磁性介质或光学介质上。
数字信号可以远距离传输。

缺点：

与传输相同的模拟通信相比，数字通信需要更高的带宽。
DSP以更高速率处理信号，而且包含更多上层内部硬件资源，这将导致更高的功耗；而模拟信号处理因为包含消耗更少能量的无源器件，所以功耗相对更低。
数字系统和处理通常更为复杂。

9、模拟信号的优缺点

优点：

模拟信号更易于处理。
模拟信号最适合音频和视频传输。
模拟信号具有更高的密度，并且可以提供更精细的信息。
模拟信号需要的带宽比数字信号少。
模拟信号可以更准确地表达物理现象的变化，例如声音、光线、温度、位置或压力。
模拟通信系统的电气容差敏感度较低。

缺点：

长距离数据传输时可能会产生意外信号干扰。
模拟信号易产生损耗。
与抗扰性较高的数字信号相比，模拟信号更易受噪声和失真的影响。
相比数字信号，模拟信号的信号质量较低。