模擬信號數字化

A. 模擬信號變成數字信號需要哪三個過程

模擬信號數字化有三個基本過程：抽樣、量化和編碼。

抽樣是指用每隔一定時間的信號樣值序列來代替原來在時間上連續的信號，也就是在時間上將模擬信號離散化。

量化是用有限個幅度值近似原來連續變化的幅度值，把模擬信號的連續幅度變為有限數量的有一定間隔的離散值。

編碼則是按照一定的規律，把量化後的值用二進制數字表示，然後轉換成二值或多值的數字信號流。這樣得到的數字信號可以通過電纜、微波干線、衛星通道等數字線路傳輸。在接收端則與上述模擬信號數字化過程相反，再經過後置濾波又恢復成原來的模擬信號。上述數字化的過程又稱為脈沖編碼調制。

抽樣：所謂抽樣就是每隔一定的時間間隔T，抽取話音信號的一個瞬時幅度值(抽樣值)，抽樣後所得出的一系列在時間上離散的抽樣值稱為樣值序列。抽樣後的樣值序列在時間上是離散的，可進行時分多路復用，也可將各個抽樣值經過量化、編碼變換成二進制數字信號。

量化：量化有兩種方式，量化方式中，取整時只舍不入，即0～1伏間的所有輸入電壓都輸出0伏，1～2伏間所有輸入電壓都輸出1伏等。採用這種量化方式，輸入電壓總是大於輸出電壓，因此產生的量化誤差總是正的，最大量化誤差等於兩個相鄰量化級的間隔Δ。

編碼：最簡單的編碼方式是二進制編碼。具體說來，就是用n比特二進制碼來表示已經量化了的樣值，每個二進制數對應一個量化值，然後把它們排列，得到由二值脈沖組成的數字信息流。除了上述的自然二進制碼，還有其他形式的二進制碼，如格雷碼和折疊二進制碼等。

模擬信號和數字信號之間可以相互轉換：

模擬信號一般通過PCM脈碼調制(Pulse Code Molation)方法量化為數字信號，即讓模擬信號的不同幅度分別對應不同的二進制值，例如採用8位編碼可將模擬信號量化為2^8=256個量級，實用中常採取24位或30位編碼；

數字信號一般通過對載波進行移相(Phase Shift)的方法轉換為模擬信號。計算機、計算機區域網與城域網中均使用二進制數字信號，21世紀在計算機廣域網中實際傳送的則既有二進制數字信號，也有由數字信號轉換而得的模擬信號。但是更具應用發展前景的是數字信號。

(1)模擬信號數字化擴展閱讀

數字信號指自變數是離散的、因變數也是離散的信號，這種信號的自變數用整數表示，因變數用有限數字中的一個數字來表示。在計算機中，數字信號的大小常用有限位的二進制數表示。

由於數字信號是用兩種物理狀態來表示0和1的，故其抵抗材料本身干擾和環境干擾的能力都比模擬信號強很多；在現代技術的信號處理中，數字信號發揮的作用越來越大，幾乎復雜的信號處理都離不開數字信號；或者說，只要能把解決問題的方法用數學公式表示，就能用計算機來處理代表物理量的數字信號。

模擬信號與數字信號的區別聯系：不同的數據必須轉換為相應的信號才能進行傳輸。

模擬數據（模擬量）一般採用模擬信號(Analog Signal)，例如用一系列連續變化的電磁波(如無線電與電視廣播中的電磁波)，或電壓信號(如電話傳輸中的音頻電壓信號)來表示；

數字數據（數字量）則採用數字信號(Digital Signal)，例如用一系列斷續變化的電壓脈沖(如我們可用恆定的正電壓表示二進制數1，用恆定的負電壓表示二進制數0)，或光脈沖來表示。

當模擬信號採用連續變化的電磁波來表示時，電磁波本身既是信號載體，同時作為傳輸介質；而當模擬信號採用連續變化的信號電壓來表示時，它一般通過傳統的模擬信號傳輸線路(例如電話網、有線電視網)來傳輸。

當數字信號採用斷續變化的電壓或光脈沖來表示時，一般則需要用雙絞線、電纜或光纖介質將通信雙方連接起來，才能將信號從一個節點傳到另一個節點。

B. 模擬信號數字化傳輸是怎樣實現的

主要通過3個步驟實現的。
1、抽樣，根據抽樣定理，只要對模擬信號抽樣的次數大於模擬信號頻內率的2倍，就容能通過濾波器將這個數字信號再無損傷的恢復到原來的模擬信號。當然這個抽樣間隔也就是抽樣點的時間間隔要平均才行。
2、量化，就是把抽樣出來的信號放到一個標準的圖里去比對，根據標准把這個信號定義成多大，如5或10等等以及其他數值，PCM信號根據抽樣出來的信號大小，把它一般定義為-127~+127之間。
3、編碼，把經過量化的信號轉換成數字編碼。如果是PCM的8位編碼，5就可以轉換成00000101，10就可以轉換成00001010.等

我只是說了個最簡單的情況。具體你可以參考PCM原理。
這個轉換過程是通過A/D（模擬/數字)轉換器完成的。通過光端機把數字電信號轉換成光信號進行長途傳輸，到了對端再通過光端機把光信號轉換會數字電信號，再通過濾波器把數字信號轉換成模擬信號（D/A）

C. 模擬信號數字化的方法有哪些

數字通信是抄用數字信號作為載體來傳襲輸消息，或用數字信號對載波進行數字調制後再傳輸的通信方式。它可傳輸電報、數字數據等數字信號，也可傳輸經過數字化處理的語聲和圖像等模擬信號。

模擬信號數字化有多種方法，最基本的是脈碼調制（PCM）、差值編碼（DPCM）、自適應差值編碼（ADPCM）以及各種類型的增量調制。

D. 模擬信號數字化的編碼方法

通信的數字化，就是要把模擬信號在傳送之前先變成數字信號再傳送，這個轉變的專過程叫做「模數屬
變換」。模擬信號數字化有三個基本過程：第一個過程是「抽樣」，就是以相等的間隔時間來抽取模擬
信號的樣值，使連續的信號變成離散的信號。第二個過程叫「量化」，就是把抽取的樣值變換為最接近
的數字值，表示抽取樣值的大小。第三個過程是「編碼」，就是把量化的數值用一組二進制的數碼來表
示。經過這樣三個過程可以完成模擬信號的數字化，這種方法叫作「脈沖編碼」。數字信號傳送到接收
端後，需要有一個還原的過程，即把收到的數字信號再變回模擬信號，為接收者所能理解。這個過程叫
作「數模變換」，使之再現為聲音或圖像

E. 模擬信號如何實現數字化

A/D轉換：通過采樣，量化，編碼之後可以將模擬信號轉換成數字信號。

A/D晶元有很多，使用也很方便，如ADC0809，有8路模擬信號輸入，由三位地址線控制，還有8位並行輸出口，將轉換的數字信號並行輸出。

F. 模擬信號數字化的三個步驟依次為( )。(

A
答案解析：[解析]
把模擬信號變換為數字信號，首先對模擬信號進行抽樣，使專連續屬時間、連續幅度信號變為離散時間、連續幅度的離散信號；再把幅度域上連續取值變換為幅度域上離散取值，該過程稱為量化；最後把量化後的信號變換成代碼，稱為編碼。
[點評]
本題考察的知識點是模擬信號數字化的過程。

G. 模擬信號數字化需要哪幾個過程

模擬信號是在時間軸上是連續變化的。
數字化時，首先要采樣，然後是把采樣到的數據量化，然後得到接近模擬信號的一串離散數據列，最後把這一串數據進行編碼，這就完成了。（采樣，量化，編碼）

H. 為什麼要進行模擬信號轉換成數字信號

數字信號指幅度的取值是離散的，幅值表示被限制在有限個數值之內。二進制碼就是一種數字信號。二進制碼受雜訊的影響小，易於有數字電路進行處理，所以得到了廣泛的應用。

模擬信號通常使用PCM（脈沖編碼調制）方法量化並轉換為數字信號。 PCM方法是使不同范圍的模擬信號對應不同的二進制值。 例如，如果我們使用8位代碼，我們可以將模擬信號量化為2 ^ 8 = 256個數量級。

在實踐中，我們經常使用24位或30位代碼。通常，數字信號通過載波相移轉換為模擬信號。 計算機，區域網，城域網都使用二進制數字信號。

(8)模擬信號數字化擴展閱讀：

在一個周期的每一個時刻都有不同的電壓值對應？在我們的生活中，耳機是對模擬信號的工作。數字信號是一種信號與自變數和因變數的分散。獨立變數通常用整數表示的，而因變數的數量有限的數字表示。

數字信號是離散的，幅度被限制在一個確定的值。二進制碼就是一種數字信號。二進制編碼的雜訊影響小。它很容易被數字電路處理。所以，二進制編碼的廣泛應用。

因為「0」和「1」是由兩種不同的數字信號的物理狀態來表示，所以其電阻材料具有比模擬信號強抗干擾能力。在目前的信號處理技術，數字信號變得越來越重要。

幾乎所有的復雜的信號處理都離不開數字信號。或者可以說，只有我們可以用數學公式來表示解決問題的方法，我們可以用計算機來處理數字信號，代表物理量。

I. 數字化的模擬信號是什麼意思

通信的數字化，就抄是要把模擬信襲號在傳送之前先變成數字信號再傳送，這個轉變的過程叫做「模數
變換」。模擬信號數字化有三個基本過程：第一個過程是「抽樣」，就是以相等的間隔時間來抽取模擬
信號的樣值，使連續的信號變成離散的信號。第二個過程叫「量化」，就是把抽取的樣值變換為最接近
的數字值，表示抽取樣值的大小。第三個過程是「編碼」，就是把量化的數值用一組二進制的數碼來表
示。經過這樣三個過程可以完成模擬信號的數字化，這種方法叫作「脈沖編碼」。數字信號傳送到接收
端後，需要有一個還原的過程，即把收到的數字信號再變回模擬信號，為接收者所能理解。這個過程叫
作「數模變換」，使之再現為聲音或圖像