数字与模拟
数字和模拟是物理学中讨论的两个术语。数字实体是离散的,模拟实体是连续的。数字和模拟的概念在物理、电子、数据和信号处理、计算机工程、音频工程等各个领域发挥着至关重要的作用。在这篇文章中,我们将讨论什么是数字和模拟,它们的定义,数字和模拟的应用,两者之间的相似之处,信号从数字到模拟和模拟到数字的转换,最后讨论数字和模拟的区别。
模拟
我们在日常生活中遇到的大多数实体都是模拟实体。在物理学和电子学中,模拟是用来描述一个信号或函数的一个术语,它可以在给定的区域内取任何值。模拟信号是连续的。正弦电压信号是模拟信号的一个很好的例子。
模拟信号在任意两个给定值之间有无穷多个值。然而,这受到用于测量这些信号的仪器的能力和分辨率的限制。模拟信号可以用阴极射线示波器、电压表、电流表和其他记录设备来检测和分析。
如果模拟信号必须用计算机分析,它必须转换成数字信号。这是因为计算机只能处理数字信号。模拟计算可以用运算放大器和晶体管等设备来完成。
数字
“数字”一词是从“数字”一词派生出来的,它意味着一个特定的数字。数字信号只能取离散值。例如,逻辑电平1和0是数字值。不存在介于1和0之间或“真”和“假”之间的逻辑级别。如果一个数字信号的数值非常接近,并且具有大量的数值,那么可以说该信号是对应模拟信号的精确近似值。
计算机在其内部电路中使用数字信号,但大多数其他设备使用模拟信号。最小分辨数字信号有两个离散值。这些电路的实际电压取决于所用的物理电路。这两个电平信号被称为二进制信号。一个十进制信号有10个电压电平,一个十六进制信号有16个电压电平。
- 模拟信号在两个给定点之间可以有无限多个值,但是数字系统中两点之间的值的数目是已知的。
- 模拟信号总是比数字信号携带更多的信息。
- 将数字信号转换为模拟信号称为DAC(数模转换)。将模拟信号转换为数字信号称为ADC。
- 数字信号比模拟信号更容易处理。