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模擬與數字電路系統之間的聯系

發布人:電子資料庫 時間:2023-01-01 來源:工程師 發布文章
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電子信號是將信息從一個系統傳送到另一個系統的通道。例如,通過USB電纜從手機連接到筆記本電腦。信號可以用模擬或數字兩種方式在設備之間傳輸。讓我們從定義這些術語開始。

模擬系統

模擬物是另一種事物的表現形式;一種表示某些或其它輸入的輸出。

想想有指針的鐘。手由某種機械裝置驅動,顯示時間的流逝或時間的模擬。動圈電壓表指向表盤表面上的數字,表示施加電壓的模擬值。雨量計里的水量是那天降雨量的模擬值。

所以在一個通信系統中,我們可以說模擬信號代表了某種信息,這些信息通常是通過交流波形在系統上留下的。

例如,麥克風在一根模擬歌手聲音的電纜上產生電壓,并將其傳輸到放大器。模擬信號在電平上是無限變化的,因此,具有很高的精確度。AM和FM無線電信號是模擬通信系統的一個例子。當在通信系統中使用時,這些變化的電壓可以看作是交流載波的頻率、相位或振幅的變化或調制。

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數字系統

另一方面,數字系統是以二進制格式傳輸或顯示原始源的表示。只使用1和0,不使用中間值。

回到時鐘的例子,在數字時鐘中,有一個晶體方波振蕩器以每秒32768次的速度運行。如果我們用數字分頻器除以2 15次,我們得到1Hz或1秒滴答聲。這個滴答聲以60的倍數計算,給我們分鐘和小時。然后這些單元被多路復用到LED或LCD顯示器上,給我們傳統的數字時鐘。

但是,像這樣的數字信息如何通過電線或空氣傳輸?

二進制字是由一個接一個地發送的一系列1和0組成的。字長通常為8位,但可以更大。一組位可以稱為一個字節,半個字節稱為半字節。將添加一些額外的位以啟用校驗等錯誤檢查。例如,在網絡和因特網中,字可以被分組成具有目的地地址的分組。

如果距離很短,則表示此數據的二進制字一次一位地輸入到導線中。我們可以說,如果先發送代表數據最不重要部分的位,那么這就是LSB或最不重要的位。換一種方法,你首先得到MSB或最高有效位。

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調制和調制解調器

如果電線很長或者需要接電話線怎么辦?還是需要無線傳輸?

由于導線的電容和電感,輸入導線的數字開關位轉換將很快退化并丟失。所以答案是使用調制解調器,它的名字來自調制器解調器。調制解調器(如果是FSK或頻移鍵控)有兩種穩定的頻率狀態。

假設它在1000Hz下穩定,輸入為零,1出現。在線路或無線電鏈路的另一端,解調器對頻率變化做出響應,并輸出1和0。但是有很多種調制方式;FSK,問。PSK等。

你可能會爭辯說,電線上的信息現在是一個模擬信號。但是由于它沒有振幅信息,所以它很容易被放大,并且可以去除任何振幅型噪聲。

20年前,大多數電話、收音機和電視系統基本上都是基于模擬的,但現在正被數字系統所取代。

二進制字節的大小取決于所需的精度類型。因為只有兩種狀態開或關,我們可以說,對于一個8位字(或字節),有28或256種可能的狀態。準確度表示為1/256*100或0.4%,非常適合大多數需要。但是如果把這個數加倍到16位,我們將有65536種可能性,或者精確到1/65536*100或0.0015%。

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AD轉換

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DA轉換

模擬與數字的優缺點

模擬

數字

易退化和噪音

對噪音相當免疫

易于加工

更難

最適合音頻和視頻

可用于任何一個

同時信道數量有限

可以同時擁有大量的頻道

高錯誤概率

低錯誤概率

加密和安全很困難

加密和安全很容易

用于多信道的頻分復用

用于多信道的時分復用

同步很困難

同步更容易

用正弦波表示

用方波表示

低帶寬

高帶寬

具有更高的密度,可以代表更精確的定義,幾乎無限的局限于噪音地板

信息密度完全取決于字節大小

如今,看到一個純粹的模擬或數字系統是不尋常的。兩種技術不可避免地結合在一起,每個系統都有自己的位置。


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關鍵詞: 數字 電路

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