模擬信號的數字化方法有哪些

1. 模擬信號轉換成數字信號，要經過哪4個過程

模數轉換包括采樣、保持、量化和編碼四個過程。在某些特定的時刻對這種模擬信號進行測量叫做采樣，量化雜訊及接收機雜訊等因素的影響，采樣速率一般取 fS=2.5fmax。通常采樣脈沖的寬度 tw 是很短的，故采樣輸出是斷續的窄脈沖。要把一個采樣輸出信號數字化，需要將采樣輸出所得的瞬時模擬信號保持一段時間，這就是保持過程。 量化是將連續幅度的抽樣信號轉換成離散時間、離散幅度的數字信號，量化的主要問題就是量化誤差。假設雜訊信號在量化電平中是均勻分布的， 則量化雜訊均方值與量化間隔和模數轉換器的輸入阻抗值有關。編碼是將量化後的信號編碼成二進制代碼輸出。這些過程有些是合並進行的，例如，采樣和保持就利用一個電路連續完成，量化和編碼也是在轉換過程中同時實現的， 且所用時間又是保持時間的一部分。
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2. 模擬信號如何轉為數字信號

模擬信號數字化有三個基本過程：

第一個過程是「抽樣」，就是以相等的間隔時間來抽取模擬信號的樣值，使連續的信號變成離散的信號。

第二個過程叫「量化」，就是把抽取的樣值變換為最接近的數字值，表示抽取樣值的大小。

第三個過程是「編碼」，就是把量化的數值用一組二進制的數碼來表示。經過這樣三個過程可以完成模擬信號的數字化，這種方法叫作「脈沖編碼」。

數字信號傳送到接收端後，需要有一個還原的過程，即把收到的數字信號再變回模擬信號，為接收者所能理解。這個過程叫作「數模變換」，使之再現為聲音或圖像。

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區別聯系

(1)模擬信號與數字信號

不同的數據必須轉換為相應的信號才能進行傳輸：模擬數據（模擬量）一般採用模擬信號(Analog Signal)，例如用一系列連續變化的電磁波(如無線電與電視廣播中的電磁波)，或電壓信號(如電話傳輸中的音頻電壓信號)來表示。

數字數據（數字量）則採用數字信號(Digital Signal)，例如用一系列斷續變化的電壓脈沖(如我們可用恆定的正電壓表示二進制數1，用恆定的負電壓表示二進制數0)，或光脈沖來表示。

當模擬信號採用連續變化的電磁波來表示時，電磁波本身既是信號載體，同時作為傳輸介質；而當模擬信號採用連續變化的信號電壓來表示時，它一般通過傳統的模擬信號傳輸線路(例如電話網、有線電視網)來傳輸。

當數字信號採用斷續變化的電壓或光脈沖來表示時，一般則需要用雙絞線、電纜或光纖介質將通信雙方連接起來，才能將信號從一個節點傳到另一個節點。

(2)模擬信號與數字信號之間的相互轉換

模擬信號和數字信號之間可以相互轉換：模擬信號一般通過PCM脈碼調制(Pulse Code Molation)方法量化為數字信號，即讓模擬信號的不同幅度分別對應不同的二進制值，例如採用8位編碼可將模擬信號量化為2^8=256個量級，實用中常採取24位或30位編碼；數字信號一般通過對載波進行移相(Phase Shift)的方法轉換為模擬信號。

計算機、計算機區域網與城域網中均使用二進制數字信號，21世紀在計算機廣域網中實際傳送的則既有二進制數字信號，也有由數字信號轉換而得的模擬信號。但是更具應用發展前景的是數字信號。

3. 將模擬信號轉化為數字信號，需要經過什麼過程

模擬信號數字化有三個基本過程：

1. 「抽樣」，就是以相等的間隔時間來抽取模擬信號的樣值，使連續的信號變成離散的信號。

2. 「量化」，就是把抽取的樣值變換為最接近的數字值，表示抽取樣值的大小。

3. 「編碼」，就是把量化的數值用一組二進制的數碼來表示。

經過這樣三個過程可以完成模擬信號的數字化，這種方法叫作「脈沖編碼」。數字信號傳送到接收端後，需要有一個還原的過程，即把收到的數字信號再變回模擬信號，為接收者所能理解。這個過程叫作「數模變換」，使之再現為聲音或圖像。

4. 數字信號處理方法有哪些

. 數字信號處理是把信號用數字或符號表示成序列，通過計算機或通用（專用）信號處理設備，用數值計算方法進行各種處理，達到提取有用信息便於應用的目的。例如：濾波、檢測、變換、增強、估計、識別、參數提取、頻譜分析等。
2. 一般地講，數字信號處理涉及三個步驟：
⑴模數轉換(A/D轉換)：把模擬信號變成數字信號，是一個對自變數和幅值同時進行離散化的過程，基本的理論保證是采樣定理。
⑵數字信號處理(DSP)：包括變換域分析(如頻域變換)、數字濾波、識別、合成等。
⑶數模轉換(D/A轉換)：把經過處理的數字信號還原為模擬信號。通常，這一步並不是必須的。 作為DSP的成功例子有很多，如醫用CT斷層成像掃描儀的發明。它是利用生物體的各個部位對X射線吸收率不同的現象，並利用各個方向掃描的投影數據再構造出檢測體剖面圖的儀器。這種儀器中fft(快速傅里葉變換)起到了快速計算的作用。以後相繼研製出的還有：採用正電子的CT機和基於核磁共振的CT機等儀器，它們為醫學領域作出了很大的貢獻。
3. 信號處理的目的是：削弱信號中的多餘內容；濾出混雜的雜訊和干擾；或者將信號變換成容易處理、傳輸、分析與識別的形式，以便後續的其它處理。 下面的示意圖說明了信號處理的概念

5. 模擬信號數字化的編碼方法

通信的數字化，就是要把模擬信號在傳送之前先變成數字信號再傳送，這個轉變的過程叫做「模數
變換」。模擬信號數字化有三個基本過程：第一個過程是「抽樣」，就是以相等的間隔時間來抽取模擬
信號的樣值，使連續的信號變成離散的信號。第二個過程叫「量化」，就是把抽取的樣值變換為最接近
的數字值，表示抽取樣值的大小。第三個過程是「編碼」，就是把量化的數值用一組二進制的數碼來表
示。經過這樣三個過程可以完成模擬信號的數字化，這種方法叫作「脈沖編碼」。數字信號傳送到接收
端後，需要有一個還原的過程，即把收到的數字信號再變回模擬信號，為接收者所能理解。這個過程叫
作「數模變換」，使之再現為聲音或圖像

6. 模擬信號變成數字信號需要哪三個過程

模擬信號數字化有三個基本過程：抽樣、量化和編碼。

抽樣是指用每隔一定時間的信號樣值序列來代替原來在時間上連續的信號，也就是在時間上將模擬信號離散化。

量化是用有限個幅度值近似原來連續變化的幅度值，把模擬信號的連續幅度變為有限數量的有一定間隔的離散值。

編碼則是按照一定的規律，把量化後的值用二進制數字表示，然後轉換成二值或多值的數字信號流。這樣得到的數字信號可以通過電纜、微波干線、衛星通道等數字線路傳輸。在接收端則與上述模擬信號數字化過程相反，再經過後置濾波又恢復成原來的模擬信號。上述數字化的過程又稱為脈沖編碼調制。

抽樣：所謂抽樣就是每隔一定的時間間隔T，抽取話音信號的一個瞬時幅度值(抽樣值)，抽樣後所得出的一系列在時間上離散的抽樣值稱為樣值序列。抽樣後的樣值序列在時間上是離散的，可進行時分多路復用，也可將各個抽樣值經過量化、編碼變換成二進制數字信號。

量化：量化有兩種方式，量化方式中，取整時只舍不入，即0～1伏間的所有輸入電壓都輸出0伏，1～2伏間所有輸入電壓都輸出1伏等。採用這種量化方式，輸入電壓總是大於輸出電壓，因此產生的量化誤差總是正的，最大量化誤差等於兩個相鄰量化級的間隔Δ。

編碼：最簡單的編碼方式是二進制編碼。具體說來，就是用n比特二進制碼來表示已經量化了的樣值，每個二進制數對應一個量化值，然後把它們排列，得到由二值脈沖組成的數字信息流。除了上述的自然二進制碼，還有其他形式的二進制碼，如格雷碼和折疊二進制碼等。

模擬信號和數字信號之間可以相互轉換：

模擬信號一般通過PCM脈碼調制(Pulse Code Molation)方法量化為數字信號，即讓模擬信號的不同幅度分別對應不同的二進制值，例如採用8位編碼可將模擬信號量化為2^8=256個量級，實用中常採取24位或30位編碼；

數字信號一般通過對載波進行移相(Phase Shift)的方法轉換為模擬信號。計算機、計算機區域網與城域網中均使用二進制數字信號，21世紀在計算機廣域網中實際傳送的則既有二進制數字信號，也有由數字信號轉換而得的模擬信號。但是更具應用發展前景的是數字信號。

(6)模擬信號的數字化方法有哪些擴展閱讀

數字信號指自變數是離散的、因變數也是離散的信號，這種信號的自變數用整數表示，因變數用有限數字中的一個數字來表示。在計算機中，數字信號的大小常用有限位的二進制數表示。

由於數字信號是用兩種物理狀態來表示0和1的，故其抵抗材料本身干擾和環境干擾的能力都比模擬信號強很多；在現代技術的信號處理中，數字信號發揮的作用越來越大，幾乎復雜的信號處理都離不開數字信號；或者說，只要能把解決問題的方法用數學公式表示，就能用計算機來處理代表物理量的數字信號。

模擬信號與數字信號的區別聯系：不同的數據必須轉換為相應的信號才能進行傳輸。

模擬數據（模擬量）一般採用模擬信號(Analog Signal)，例如用一系列連續變化的電磁波(如無線電與電視廣播中的電磁波)，或電壓信號(如電話傳輸中的音頻電壓信號)來表示；

數字數據（數字量）則採用數字信號(Digital Signal)，例如用一系列斷續變化的電壓脈沖(如我們可用恆定的正電壓表示二進制數1，用恆定的負電壓表示二進制數0)，或光脈沖來表示。

當模擬信號採用連續變化的電磁波來表示時，電磁波本身既是信號載體，同時作為傳輸介質；而當模擬信號採用連續變化的信號電壓來表示時，它一般通過傳統的模擬信號傳輸線路(例如電話網、有線電視網)來傳輸。

當數字信號採用斷續變化的電壓或光脈沖來表示時，一般則需要用雙絞線、電纜或光纖介質將通信雙方連接起來，才能將信號從一個節點傳到另一個節點。