Digital-electronics 简明教程

Types of Signals

在电子工程中,用于传输数据或信息的电气量,例如电压或电流或电磁波,称为 signal

信号被认为是任何数据通信或处理系统的核心,例如互联网。信号指示电子硬件组件执行某项任务,例如将信息从一点传送到另一点。

除了电压、电流或电磁信号外,我们还有 optical signals ,其中信息以光的形式表示和传输。

本章将解释信号的概念以及电子工程中使用的不同类型的信号。

What is a Signal?

具有将信息从一点传输到另一点的能力的物理量称为 signal 。信号的一些常见 examples 包括电压、电流、电磁波、光信号等。

信号是任何电子处理或通信系统的支柱。它们可以通过各种类型的通信信道传输,如电线、空间(电磁波)、光纤等。

Properties of Signal

在电子学中,信号具有以下重要特性−

  1. Magnitude − 信号的强度或最大值称为其幅度。

  2. Frequency − 每秒的振荡次数称为信号频率。

  3. Time period − 完成一次振荡所需的时间称为信号周期。

Types of Signals

在电子学中,主要使用两种类型的信号,它们是 −

  1. Analog Signals

  2. Digital Signals

让我们详细讨论这两种类型的信号。

What is an Analog Signal?

一种在给定范围内具有连续值的电子信号称为模拟信号。模拟信号表示为时间的连续函数。它们表示为连续变化电流或电压的波形。

模拟信号的 Example 包括语音、速度、压力、温度等。

digital electronics analog signal

模拟信号的一个重要特征是它们在每个时间点都具有一个确定的值,称为 instantaneous value of the signal

模拟信号具有平滑的波形,因为它们在幅度和时间上都是连续的。这意味着,它们在时间上的表示没有中断。

Properties of Analog Signal

以下是模拟信号的主要特性:

  1. 模拟信号在幅度和时间上都是连续信号。

  2. 模拟信号在任何给定的时间点都有一定的值或幅度。

  3. 模拟信号具有无限的分辨率。

  4. 模拟信号最适合表示现实世界的现象。

  5. 模拟信号由连续变化的平滑波形表示。

What is a Digital Signal?

digital signal 是一种电子信号,它具有表示信息的一组有限的离散值。

digital signal

数字信号也称为二进制信号,因为它们使用二进制 0 或 1 来表示信号的状态。其中,二进制 0 表示信号的关或低状态,而二进制 1 表示信号的开或高状态。

因此,数字信号表示为时间的非连续函数。

Properties of Digital Signal

以下是数字信号的一些主要特征:

  1. 数字信号在幅度和时间方面都有离散或不连续的值。

  2. 对于数字信号,其值没有定义为任何两个不同的时间点之间。

  3. 数字信号使用二进制系统表示,通过在特定时间点对信号的值进行采样。

  4. 数字信号以二进制 0 和 1 的序列形式表示信息。

  5. 数字信号具有有限的分辨率。

  6. 数字信号能够执行逻辑操作。

  7. 在存储和传输方面,数字信号的效率和可靠性更高。

Difference between Analog and Digital Signals

现在,我们讨论一下模拟信号和数字信号之间的重要差异 -

Key

Analog Signals

Digital Signals

Representation

模拟信号表示为时间的连续函数或波形。

数字信号表示为时间的离散函数。

Nature

由于模拟信号在指定范围内有无限个值,所以它是连续的。

由于数字信号在特定时间实例处具有不同的采样值,因此它是离散的。

Resolution

模拟信号具有无限的分辨率。

数字信号具有有限的分辨率。

Accuracy

模拟信号的精度更高。

数字信号的精度相对较低。

Storage

模拟信号难以存储。

数字信号可以有效存储。

Noise immunity

模拟信号对噪声的免疫力较差。

数字信号对噪声的免疫力很高。

Examples

语音信号、温度、速度等。

网上传输的数据、计算机生成的信号等。

Applications of Signals

模拟信号和数字信号都广泛应用于电子领域。以下是信号的一些关键应用 -

  1. 信号用于信息的存储和传输。

  2. 信号用于控制系统以调节其行为。

  3. 信号还用于测量温度、压力、速度、声音、光等物理量。

  4. 信号用于数据处理等计算系统。

Conclusion

在电子工程中,信号是一个系统的最重要的元素。信号只不过是电压、电流、电磁波、光脉冲等物理量,用于传达从一点到另一点的信息。

在本章中,我们介绍了不同类型的信号及其属性。在下一章中,我们将介绍逻辑电平和脉冲波形的概念。