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模擬與數(shù)字電路系統(tǒng)之間的聯(lián)系

發(fā)布人:電子資料庫 時間:2023-01-01 來源:工程師 發(fā)布文章
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電子信號是將信息從一個系統(tǒng)傳送到另一個系統(tǒng)的通道。例如,通過USB電纜從手機連接到筆記本電腦。信號可以用模擬或數(shù)字兩種方式在設(shè)備之間傳輸。讓我們從定義這些術(shù)語開始。

模擬系統(tǒng)

模擬物是另一種事物的表現(xiàn)形式;一種表示某些或其它輸入的輸出。

想想有指針的鐘。手由某種機械裝置驅(qū)動,顯示時間的流逝或時間的模擬。動圈電壓表指向表盤表面上的數(shù)字,表示施加電壓的模擬值。雨量計里的水量是那天降雨量的模擬值。

所以在一個通信系統(tǒng)中,我們可以說模擬信號代表了某種信息,這些信息通常是通過交流波形在系統(tǒng)上留下的。

例如,麥克風(fēng)在一根模擬歌手聲音的電纜上產(chǎn)生電壓,并將其傳輸?shù)椒糯笃?。模擬信號在電平上是無限變化的,因此,具有很高的精確度。AM和FM無線電信號是模擬通信系統(tǒng)的一個例子。當(dāng)在通信系統(tǒng)中使用時,這些變化的電壓可以看作是交流載波的頻率、相位或振幅的變化或調(diào)制。

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數(shù)字系統(tǒng)

另一方面,數(shù)字系統(tǒng)是以二進制格式傳輸或顯示原始源的表示。只使用1和0,不使用中間值。

回到時鐘的例子,在數(shù)字時鐘中,有一個晶體方波振蕩器以每秒32768次的速度運行。如果我們用數(shù)字分頻器除以2 15次,我們得到1Hz或1秒滴答聲。這個滴答聲以60的倍數(shù)計算,給我們分鐘和小時。然后這些單元被多路復(fù)用到LED或LCD顯示器上,給我們傳統(tǒng)的數(shù)字時鐘。

但是,像這樣的數(shù)字信息如何通過電線或空氣傳輸?

二進制字是由一個接一個地發(fā)送的一系列1和0組成的。字長通常為8位,但可以更大。一組位可以稱為一個字節(jié),半個字節(jié)稱為半字節(jié)。將添加一些額外的位以啟用校驗等錯誤檢查。例如,在網(wǎng)絡(luò)和因特網(wǎng)中,字可以被分組成具有目的地地址的分組。

如果距離很短,則表示此數(shù)據(jù)的二進制字一次一位地輸入到導(dǎo)線中。我們可以說,如果先發(fā)送代表數(shù)據(jù)最不重要部分的位,那么這就是LSB或最不重要的位。換一種方法,你首先得到MSB或最高有效位。

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調(diào)制和調(diào)制解調(diào)器

如果電線很長或者需要接電話線怎么辦?還是需要無線傳輸?

由于導(dǎo)線的電容和電感,輸入導(dǎo)線的數(shù)字開關(guān)位轉(zhuǎn)換將很快退化并丟失。所以答案是使用調(diào)制解調(diào)器,它的名字來自調(diào)制器解調(diào)器。調(diào)制解調(diào)器(如果是FSK或頻移鍵控)有兩種穩(wěn)定的頻率狀態(tài)。

假設(shè)它在1000Hz下穩(wěn)定,輸入為零,1出現(xiàn)。在線路或無線電鏈路的另一端,解調(diào)器對頻率變化做出響應(yīng),并輸出1和0。但是有很多種調(diào)制方式;FSK,問。PSK等。

你可能會爭辯說,電線上的信息現(xiàn)在是一個模擬信號。但是由于它沒有振幅信息,所以它很容易被放大,并且可以去除任何振幅型噪聲。

20年前,大多數(shù)電話、收音機和電視系統(tǒng)基本上都是基于模擬的,但現(xiàn)在正被數(shù)字系統(tǒng)所取代。

二進制字節(jié)的大小取決于所需的精度類型。因為只有兩種狀態(tài)開或關(guān),我們可以說,對于一個8位字(或字節(jié)),有28或256種可能的狀態(tài)。準確度表示為1/256*100或0.4%,非常適合大多數(shù)需要。但是如果把這個數(shù)加倍到16位,我們將有65536種可能性,或者精確到1/65536*100或0.0015%。

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AD轉(zhuǎn)換

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DA轉(zhuǎn)換

模擬與數(shù)字的優(yōu)缺點

模擬

數(shù)字

易退化和噪音

對噪音相當(dāng)免疫

易于加工

更難

最適合音頻和視頻

可用于任何一個

同時信道數(shù)量有限

可以同時擁有大量的頻道

高錯誤概率

低錯誤概率

加密和安全很困難

加密和安全很容易

用于多信道的頻分復(fù)用

用于多信道的時分復(fù)用

同步很困難

同步更容易

用正弦波表示

用方波表示

低帶寬

高帶寬

具有更高的密度,可以代表更精確的定義,幾乎無限的局限于噪音地板

信息密度完全取決于字節(jié)大小

如今,看到一個純粹的模擬或數(shù)字系統(tǒng)是不尋常的。兩種技術(shù)不可避免地結(jié)合在一起,每個系統(tǒng)都有自己的位置。


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