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模拟与数字电路系统之间的联系
电子资料库 | 2023-01-01 21:33:24    阅读:908   发布文章

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电子信号是将信息从一个系统传送到另一个系统的通道。例如,通过USB电缆从手机连接到笔记本电脑。信号可以用模拟或数字两种方式在设备之间传输。让我们从定义这些术语开始。

模拟系统

模拟物是另一种事物的表现形式;一种表示某些或其它输入的输出。

想想有指针的钟。手由某种机械装置驱动,显示时间的流逝或时间的模拟。动圈电压表指向表盘表面上的数字,表示施加电压的模拟值。雨量计里的水量是那天降雨量的模拟值。

所以在一个通信系统中,我们可以说模拟信号代表了某种信息,这些信息通常是通过交流波形在系统上留下的。

例如,麦克风在一根模拟歌手声音的电缆上产生电压,并将其传输到放大器。模拟信号在电平上是无限变化的,因此,具有很高的精确度。AM和FM无线电信号是模拟通信系统的一个例子。当在通信系统中使用时,这些变化的电压可以看作是交流载波的频率、相位或振幅的变化或调制。

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数字系统

另一方面,数字系统是以二进制格式传输或显示原始源的表示。只使用1和0,不使用中间值。

回到时钟的例子,在数字时钟中,有一个晶体方波振荡器以每秒32768次的速度运行。如果我们用数字分频器除以2 15次,我们得到1Hz或1秒滴答声。这个滴答声以60的倍数计算,给我们分钟和小时。然后这些单元被多路复用到LED或LCD显示器上,给我们传统的数字时钟。

但是,像这样的数字信息如何通过电线或空气传输?

二进制字是由一个接一个地发送的一系列1和0组成的。字长通常为8位,但可以更大。一组位可以称为一个字节,半个字节称为半字节。将添加一些额外的位以启用校验等错误检查。例如,在网络和因特网中,字可以被分组成具有目的地地址的分组。

如果距离很短,则表示此数据的二进制字一次一位地输入到导线中。我们可以说,如果先发送代表数据最不重要部分的位,那么这就是LSB或最不重要的位。换一种方法,你首先得到MSB或最高有效位。

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调制和调制解调器

如果电线很长或者需要接电话线怎么办?还是需要无线传输?

由于导线的电容和电感,输入导线的数字开关位转换将很快退化并丢失。所以答案是使用调制解调器,它的名字来自调制器解调器。调制解调器(如果是FSK或频移键控)有两种稳定的频率状态。

假设它在1000Hz下稳定,输入为零,1出现。在线路或无线电链路的另一端,解调器对频率变化做出响应,并输出1和0。但是有很多种调制方式;FSK,问。PSK等。

你可能会争辩说,电线上的信息现在是一个模拟信号。但是由于它没有振幅信息,所以它很容易被放大,并且可以去除任何振幅型噪声。

20年前,大多数电话、收音机和电视系统基本上都是基于模拟的,但现在正被数字系统所取代。

二进制字节的大小取决于所需的精度类型。因为只有两种状态开或关,我们可以说,对于一个8位字(或字节),有28或256种可能的状态。准确度表示为1/256*100或0.4%,非常适合大多数需要。但是如果把这个数加倍到16位,我们将有65536种可能性,或者精确到1/65536*100或0.0015%。

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AD转换

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DA转换

模拟与数字的优缺点

模拟

数字

易退化和噪音

对噪音相当免疫

易于加工

更难

最适合音频和视频

可用于任何一个

同时信道数量有限

可以同时拥有大量的频道

高错误概率

低错误概率

加密和安全很困难

加密和安全很容易

用于多信道的频分复用

用于多信道的时分复用

同步很困难

同步更容易

用正弦波表示

用方波表示

低带宽

高带宽

具有更高的密度,可以代表更精确的定义,几乎无限的局限于噪音地板

信息密度完全取决于字节大小

如今,看到一个纯粹的模拟或数字系统是不寻常的。两种技术不可避免地结合在一起,每个系统都有自己的位置。


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