13模拟信号的数字化传输(一)

模拟信号转化为数字信号的过程信号转化是将模拟信号转化为数字信号的过程。

模拟信号是连续的，而数字信号是离散的，通过将模拟信号离散化，我们可以对其进行数字处理和传输。

信号转化的过程通常包括采样、量化和编码三个主要步骤。

首先是采样，采样是指将模拟信号在时间上进行离散化。

我们使用采样率来描述离散化的频率，采样率越高，离散化得越精细。

在采样的过程中，我们将连续信号按照一定间隔取样，并将每个采样点的幅值记录下来。

这样就得到了一系列的采样点，这些采样点可以看作是在时间轴上的离散点。

接下来是量化，量化是指将采样得到的连续幅值转化为有限个离散值的过程。

在量化过程中，我们将采样得到的连续幅值按照一定的精度进行近似。

精度越高，近似误差越小。

常用的量化方法有线性量化和非线性量化。

利用量化方法，我们可以将连续的幅值离散化为一系列的离散级别。

最后是编码，编码是将量化后的离散值映射到数字信号上的过程。

编码的目的是将离散值以数字形式进行表示，以便于存储、传输和处理。

常见的编码方法有脉冲编码调制（PCM）、脉码调制（PCM）和正交振幅调制（QAM）等。

通过编码过程，我们可以将量化后的离散值转化为数字信号的二进制表示。

总的来说，信号转化过程中的采样、量化和编码三个步骤可以将模拟信号转化为数字信号。

采样将模拟信号离散化为一系列的采样点，量化将采样点的连续幅值离散化为一系列的离散级别，编码将离散级别映射为数字信号的二进制形式。

通过这些步骤，我们可以对模拟信号进行数字处理和传输，为数字通信和信号处理提供了基础。

在实际应用中，信号转化的过程需要考虑各种因素，如采样率的选择、量化精度的确定和编码方式的选择等。

合理选择这些参数可以提高转化的准确性和效果。

此外，信号转化也需要注意信号的带宽和噪声等因素对转化结果的影响。

因此，在进行信号转化时，需要综合考虑各种因素，选取合适的转化方式和参数，以保证信号的质量和可靠性。

总的来说，信号转化是将模拟信号转化为数字信号的过程，通过采样、量化和编码三个步骤，我们可以将连续的模拟信号离散化为一系列的数字信号。

《数字通信系统原理》复习要点说明：要点以教材中的相关内容为基础，各章小结及习题为重点。

1.通信的概念、通信系统的模型2.通信系统的分类和通信方式、资源3.数字通信的主要特点及数字通信系统4.数字通信技术的现状与未来5.数字通信系统的性能及相关的一些概念6.数字与数据通信7.消息、信号与信息8.信号的频谱分析基础9.随机过程的基本概念10.通信信道及信道容量、常用带宽11.信源及其编码的概念12.模拟信号数字化传输方法13.波形编码（PCM、 ）14.数字基带信号及常用码型15.数字基带传输系统、眼图16.信道编码的概念、基本原理和术语17.信道复用与多址技术的基本概念18.FDM和TDM与数字复接19.帧结构20.数字信号的调制（频带）传输的概念21.数字信号调制系统的技术比较（MASK、MFSK、MPSK）22.同步的基本概念、分类和比较《数字通信系统原理》复习题（上部分）1简述通信系统的分类和通信方式、主要通信资源2数字通信系统模型3数字通信的主要特点4简述数字通信技术的现状与未来5什么是数字消息？什么是模拟消息？什么是数字信号？什么是随机信号？什么是模拟信号什么是基带信号？6信道容量的含义？7简述数字通信的主要特点8简述数字通信系统的质量指标9简述数字通信与数据通信的概念与区别10简述信号的分类11简述功率信号和能量信号的含义12简述信道的定义与分类什么是抽样定理？有什么实际意义？13什么是量化？量化的作用是什么？叙述量化是如何进行的。

14画出PCM 通信系统的方框图，由模拟信号得到PCM信号要经过哪几步？模拟题（部分）1．数值上取有限个离散值的消息一定是数字消息。

（）2．时间上离散的消息一定是数字消息。

（）3．数字消息必定是时间上离散，且数值上离散的。

（）4．离散信源中，消息出现的概率越大，该消息的信息量也越大。

（）5．在M元离散信源中，M个消息的出现概率相等时，信源的熵最大。

（）6．高斯随机过程若是广义平稳的，则必定是严格平稳的。

模拟信号数字化过程的三个步骤嘿，咱来唠唠模拟信号数字化的三个步骤哈。

第一个步骤是抽样。

这抽样就好比是从一大锅汤里舀一勺尝尝。

模拟信号就像那锅汤，连绵不断的。

咱得从这连续的信号里挑出一些点来，就像从汤里舀出一勺一样。

比如说，一个声音信号是一直变化的，咱们不能把每一个瞬间的声音都记录，那太麻烦啦。

所以就每隔一段时间取一个样，这个时间间隔很重要，就像舀汤的频率一样。

要是间隔太长，就像好久才舀一勺汤，那可能就错过很多味道啦，信号就会丢失很多信息。

要是间隔太短呢，又像不停地舀汤，太浪费啦，而且也没必要。

就像咱听广播，广播的信号抽样得合适，咱才能听清楚声音。

第二个步骤是量化。

这量化啊，就像是把抽样得到的东西分类。

比如说，咱把身高分成几个档，一米五以下是一档，一米五到一米六是一档，这样类推。

对于抽样后的模拟信号，咱们得把信号的幅度划分成不同的等级。

就像把声音的大小分成几个等级，小声、中等声、大声之类的。

这个等级划分得越细，还原出来的信号就越准确。

但是划分太细也有麻烦，就像把身高划分得太细，每厘米一个档，那太复杂啦。

这量化就像是给信号穿上了一件有尺码的衣服，让它变得规规矩矩的，方便后面的处理。

第三个步骤是编码。

这编码就像是给量化后的信号编个密码。

为啥要编密码呢？因为这样才能让机器读懂这些信号，然后存储或者传输。

就像咱们写信，得用大家都懂的文字来写。

编码就是把量化后的信号变成机器能识别的代码，比如用0和1组成的代码。

这就好比把不同尺码的衣服用一种特别的方式标记，机器看到这个标记就知道这是啥衣服啦。

咱举个例子哈。

就像咱们用手机录声音。

手机录声音的时候，首先就是抽样，它会按照一定的频率从声音这个模拟信号里抽取样本。

然后进行量化，把声音的大小分成不同的等级，这样就把连续变化的声音变成了一个个有等级的信号。

最后进行编码，把这些等级信号变成手机能存储的代码，这样声音就被数字化啦，咱们就能把声音存在手机里，想啥时候听就啥时候听。

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简述模拟信号数字化的过程。

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。

第1章概论+信息论一、填空题(１)模拟信号是指信号的参量可取值的信号,数字信号是指信号的参量可取值的信号。

（连续,离散)(2)信源编码的目的是信息冗余度，提高传输的性;信道编码是目的是信息冗余度，提高传输。

（降低，有效；增加，可靠）(3）在四进制系统中每秒传输10０0个四进制符号，则此系统的码元速率R B 为,信息速率R b为。

(100０Bd，20０0b/s）（4）出现概率越的消息,其所含信息量越大。

(小)（5)已知八进制信号的传输速率为1６００波特，若信息速率保持不变，变换成二进制数字信号的传输速率为波特。

(48００)(6)某离散信源输出二进制符号，在条件下，每个二进制符号携带1比特信息量;在条件下,每个二进制符号携带的信息量小于1比特。

（等概，不等概）（７）四元信源的四个符号出现的概率分别为1/２,1/4,1／８，1/8，信源熵为;理论上,四元信源的最大熵为。

（１.7５bit/符号，2b ｉｔ/符号)(8）当无信号时，加性噪声是否还存在?。

乘性噪声是否还存在?。

(存在,不存在)（９)调制信道分为和,短波电离层反射信道属于信道。

(恒参信道、随参信道，随参信道）（１０）广义信道按照它包含的功能，可以划分为和。

（调制信道,编码信道）。

（11）恒参信道的线性失真包括和。

(幅频失真,相频失真）（12)随参信道传输媒质的特点是, ，。

（传输衰耗随时间而变,传输时延随时间而变,多径传播)（13）信号在随参信道中传输时,产生频率弥散的主要原因是。

(多径衰落) （14）设某随参信道的最大多径时延差为4us，为了避免发生选择性衰落,在该信道上传输的数字信号的码元脉冲宽度为。

(大于4us)(１5）在数字通信中，当信号带宽超过多径传播随参信道的相关带宽时,会产生衰落。

(频率选择性）(1６)电离层反射通信1０00km时，最大时延差为2ｍs,那么传输媒质的相关带宽为Ｈz。

(500）（１7）连续信道香农公式可表示为,当信道带宽趋于无穷大时，信道容量趋于。

单片机模拟信号处理实现模拟与数字信号转换在单片机应用中，模拟信号处理与数字信号转换是非常重要的一项技术。

模拟信号是连续变化的，而数字信号则是离散的。

通过模拟与数字信号转换技术，我们可以将模拟信号转换为数字信号，以便进行数字化处理和存储。

本文将介绍单片机模拟信号处理以及实现模拟与数字信号转换的方法。

一、单片机模拟信号处理的基本原理在单片机应用中，模拟信号通常通过传感器或外部信号源采集得到。

传感器可以将各种物理量转换为与之对应的模拟电压信号。

模拟信号可以是声音、光线、温度等各种连续变化的信号。

单片机需要处理这些模拟信号并做出相应的控制或决策。

单片机内部有一个模数转换器（ADC）模块，可以将模拟信号转换为数字信号。

首先，模拟信号通过选定的引脚输入到ADC模块中。

ADC模块将模拟信号进行采样，并将其离散化为一系列数字量。

这些数字量可以是二进制代码或其他编码形式。

然后，单片机可以对这些数字量进行处理和分析。

二、模拟与数字信号转换的实现方法1. 采样与保持（S&H）电路采样与保持电路可以在一个时刻将连续变化的模拟信号值“冻结”，使其在转换期间保持不变。

采样与保持电路通常由一个开关和一个保持电容组成。

开关用于在转换期间将模拟信号“冻结”，而保持电容用于存储冻结的模拟信号值。

这样，单片机可以在不同的时间点上对信号进行采样，从而获得一系列离散的模拟信号值。

2. 模数转换器（ADC）模数转换器（ADC）是实现模拟与数字信号转换的核心部件。

ADC 可将连续变化的模拟信号转换为离散的数字信号。

常见的ADC类型包括逐次逼近型ADC、闪存型ADC和Σ-Δ型ADC。

逐次逼近型ADC是一种经典的ADC类型。

它通过比较模拟输入信号与一个参考电压的大小，逐步逼近输入信号的大小。

逐次逼近型ADC需要较长的转换时间，但具有较高的分辨率和较低的价格。

闪存型ADC是一种高速的ADC类型。

它通过将模拟输入信号进行快速并行的比较，直接生成相应的数字编码。