模拟信号数字化

A. 模拟信号变成数字信号需要哪三个过程

模拟信号数字化有三个基本过程：抽样、量化和编码。

抽样是指用每隔一定时间的信号样值序列来代替原来在时间上连续的信号，也就是在时间上将模拟信号离散化。

量化是用有限个幅度值近似原来连续变化的幅度值，把模拟信号的连续幅度变为有限数量的有一定间隔的离散值。

编码则是按照一定的规律，把量化后的值用二进制数字表示，然后转换成二值或多值的数字信号流。这样得到的数字信号可以通过电缆、微波干线、卫星通道等数字线路传输。在接收端则与上述模拟信号数字化过程相反，再经过后置滤波又恢复成原来的模拟信号。上述数字化的过程又称为脉冲编码调制。

抽样：所谓抽样就是每隔一定的时间间隔T，抽取话音信号的一个瞬时幅度值(抽样值)，抽样后所得出的一系列在时间上离散的抽样值称为样值序列。抽样后的样值序列在时间上是离散的，可进行时分多路复用，也可将各个抽样值经过量化、编码变换成二进制数字信号。

量化：量化有两种方式，量化方式中，取整时只舍不入，即0～1伏间的所有输入电压都输出0伏，1～2伏间所有输入电压都输出1伏等。采用这种量化方式，输入电压总是大于输出电压，因此产生的量化误差总是正的，最大量化误差等于两个相邻量化级的间隔Δ。

编码：最简单的编码方式是二进制编码。具体说来，就是用n比特二进制码来表示已经量化了的样值，每个二进制数对应一个量化值，然后把它们排列，得到由二值脉冲组成的数字信息流。除了上述的自然二进制码，还有其他形式的二进制码，如格雷码和折叠二进制码等。

模拟信号和数字信号之间可以相互转换：

模拟信号一般通过PCM脉码调制(Pulse Code Molation)方法量化为数字信号，即让模拟信号的不同幅度分别对应不同的二进制值，例如采用8位编码可将模拟信号量化为2^8=256个量级，实用中常采取24位或30位编码；

数字信号一般通过对载波进行移相(Phase Shift)的方法转换为模拟信号。计算机、计算机局域网与城域网中均使用二进制数字信号，21世纪在计算机广域网中实际传送的则既有二进制数字信号，也有由数字信号转换而得的模拟信号。但是更具应用发展前景的是数字信号。

(1)模拟信号数字化扩展阅读

数字信号指自变量是离散的、因变量也是离散的信号，这种信号的自变量用整数表示，因变量用有限数字中的一个数字来表示。在计算机中，数字信号的大小常用有限位的二进制数表示。

由于数字信号是用两种物理状态来表示0和1的，故其抵抗材料本身干扰和环境干扰的能力都比模拟信号强很多；在现代技术的信号处理中，数字信号发挥的作用越来越大，几乎复杂的信号处理都离不开数字信号；或者说，只要能把解决问题的方法用数学公式表示，就能用计算机来处理代表物理量的数字信号。

模拟信号与数字信号的区别联系：不同的数据必须转换为相应的信号才能进行传输。

模拟数据（模拟量）一般采用模拟信号(Analog Signal)，例如用一系列连续变化的电磁波(如无线电与电视广播中的电磁波)，或电压信号(如电话传输中的音频电压信号)来表示；

数字数据（数字量）则采用数字信号(Digital Signal)，例如用一系列断续变化的电压脉冲(如我们可用恒定的正电压表示二进制数1，用恒定的负电压表示二进制数0)，或光脉冲来表示。

当模拟信号采用连续变化的电磁波来表示时，电磁波本身既是信号载体，同时作为传输介质；而当模拟信号采用连续变化的信号电压来表示时，它一般通过传统的模拟信号传输线路(例如电话网、有线电视网)来传输。

当数字信号采用断续变化的电压或光脉冲来表示时，一般则需要用双绞线、电缆或光纤介质将通信双方连接起来，才能将信号从一个节点传到另一个节点。

B. 模拟信号数字化传输是怎样实现的

主要通过3个步骤实现的。
1、抽样，根据抽样定理，只要对模拟信号抽样的次数大于模拟信号频内率的2倍，就容能通过滤波器将这个数字信号再无损伤的恢复到原来的模拟信号。当然这个抽样间隔也就是抽样点的时间间隔要平均才行。
2、量化，就是把抽样出来的信号放到一个标准的图里去比对，根据标准把这个信号定义成多大，如5或10等等以及其他数值，PCM信号根据抽样出来的信号大小，把它一般定义为-127~+127之间。
3、编码，把经过量化的信号转换成数字编码。如果是PCM的8位编码，5就可以转换成00000101，10就可以转换成00001010.等

我只是说了个最简单的情况。具体你可以参考PCM原理。
这个转换过程是通过A/D（模拟/数字)转换器完成的。通过光端机把数字电信号转换成光信号进行长途传输，到了对端再通过光端机把光信号转换会数字电信号，再通过滤波器把数字信号转换成模拟信号（D/A）

C. 模拟信号数字化的方法有哪些

数字通信是抄用数字信号作为载体来传袭输消息，或用数字信号对载波进行数字调制后再传输的通信方式。它可传输电报、数字数据等数字信号，也可传输经过数字化处理的语声和图像等模拟信号。

模拟信号数字化有多种方法，最基本的是脉码调制（PCM）、差值编码（DPCM）、自适应差值编码（ADPCM）以及各种类型的增量调制。

D. 模拟信号数字化的编码方法

通信的数字化，就是要把模拟信号在传送之前先变成数字信号再传送，这个转变的专过程叫做“模数属
变换”。模拟信号数字化有三个基本过程：第一个过程是“抽样”，就是以相等的间隔时间来抽取模拟
信号的样值，使连续的信号变成离散的信号。第二个过程叫“量化”，就是把抽取的样值变换为最接近
的数字值，表示抽取样值的大小。第三个过程是“编码”，就是把量化的数值用一组二进制的数码来表
示。经过这样三个过程可以完成模拟信号的数字化，这种方法叫作“脉冲编码”。数字信号传送到接收
端后，需要有一个还原的过程，即把收到的数字信号再变回模拟信号，为接收者所能理解。这个过程叫
作“数模变换”，使之再现为声音或图像

E. 模拟信号如何实现数字化

A/D转换：通过采样，量化，编码之后可以将模拟信号转换成数字信号。

A/D芯片有很多，使用也很方便，如ADC0809，有8路模拟信号输入，由三位地址线控制，还有8位并行输出口，将转换的数字信号并行输出。

F. 模拟信号数字化的三个步骤依次为( )。(

A
答案解析：[解析]
把模拟信号变换为数字信号，首先对模拟信号进行抽样，使专连续属时间、连续幅度信号变为离散时间、连续幅度的离散信号；再把幅度域上连续取值变换为幅度域上离散取值，该过程称为量化；最后把量化后的信号变换成代码，称为编码。
[点评]
本题考察的知识点是模拟信号数字化的过程。

G. 模拟信号数字化需要哪几个过程

模拟信号是在时间轴上是连续变化的。
数字化时，首先要采样，然后是把采样到的数据量化，然后得到接近模拟信号的一串离散数据列，最后把这一串数据进行编码，这就完成了。（采样，量化，编码）

H. 为什么要进行模拟信号转换成数字信号

数字信号指幅度的取值是离散的，幅值表示被限制在有限个数值之内。二进制码就是一种数字信号。二进制码受噪声的影响小，易于有数字电路进行处理，所以得到了广泛的应用。

模拟信号通常使用PCM（脉冲编码调制）方法量化并转换为数字信号。 PCM方法是使不同范围的模拟信号对应不同的二进制值。 例如，如果我们使用8位代码，我们可以将模拟信号量化为2 ^ 8 = 256个数量级。

在实践中，我们经常使用24位或30位代码。通常，数字信号通过载波相移转换为模拟信号。 计算机，局域网，城域网都使用二进制数字信号。

(8)模拟信号数字化扩展阅读：

在一个周期的每一个时刻都有不同的电压值对应？在我们的生活中，耳机是对模拟信号的工作。数字信号是一种信号与自变量和因变量的分散。独立变量通常用整数表示的，而因变量的数量有限的数字表示。

数字信号是离散的，幅度被限制在一个确定的值。二进制码就是一种数字信号。二进制编码的噪声影响小。它很容易被数字电路处理。所以，二进制编码的广泛应用。

因为“0”和“1”是由两种不同的数字信号的物理状态来表示，所以其电阻材料具有比模拟信号强抗干扰能力。在目前的信号处理技术，数字信号变得越来越重要。

几乎所有的复杂的信号处理都离不开数字信号。或者可以说，只有我们可以用数学公式来表示解决问题的方法，我们可以用计算机来处理数字信号，代表物理量。

I. 数字化的模拟信号是什么意思

通信的数字化，就抄是要把模拟信袭号在传送之前先变成数字信号再传送，这个转变的过程叫做“模数
变换”。模拟信号数字化有三个基本过程：第一个过程是“抽样”，就是以相等的间隔时间来抽取模拟
信号的样值，使连续的信号变成离散的信号。第二个过程叫“量化”，就是把抽取的样值变换为最接近
的数字值，表示抽取样值的大小。第三个过程是“编码”，就是把量化的数值用一组二进制的数码来表
示。经过这样三个过程可以完成模拟信号的数字化，这种方法叫作“脉冲编码”。数字信号传送到接收
端后，需要有一个还原的过程，即把收到的数字信号再变回模拟信号，为接收者所能理解。这个过程叫
作“数模变换”，使之再现为声音或图像