一、數(shù)模信號(hào)介紹

參看：什么是模擬信號(hào)?什么叫數(shù)字信號(hào)?

什么是叫模擬信號(hào)?
信號(hào)在時(shí)間和數(shù)值上都是連續(xù)變化的信號(hào)稱(chēng)為模擬信號(hào).模擬信號(hào)是指用連續(xù)變化的物理量表示的信息，其信號(hào)的幅度，或頻率，或相位隨時(shí)間作連續(xù)變化，如目前廣播的聲音信號(hào)，或圖像信號(hào)等。

什么叫數(shù)字信號(hào)?
數(shù)字信號(hào)指幅度的取值是離散的，幅值表示被限制在有限個(gè)數(shù)值之內(nèi)。二進(jìn)制碼就是一種數(shù)字信號(hào)。二進(jìn)制碼受噪聲的影響小，易于有數(shù)字電路進(jìn)行處理，所以得到了廣泛的應(yīng)用。

數(shù)字信號(hào)的特點(diǎn)：
(1)抗干擾能力強(qiáng)、無(wú)噪聲積累。在模擬通信中，為了提高信噪比，需要在信號(hào)傳輸過(guò)程中及時(shí)對(duì)衰減的傳輸信號(hào)進(jìn)行放大，信號(hào)在傳輸過(guò)程中不可避免地疊加上的噪聲也被同時(shí)放大。隨著傳輸距離的增加，噪聲累積越來(lái)越多，以致使傳輸質(zhì)量嚴(yán)重惡化。對(duì)于數(shù)字通信，由于數(shù)字信號(hào)的幅值為有限個(gè)離散值(通常取兩個(gè)幅值)，在傳輸過(guò)程中雖然也受到噪聲的干擾，但當(dāng)信噪比惡化到一定程度時(shí)，即在適當(dāng)?shù)木嚯x采用判決再生的方法，再生成沒(méi)有噪聲干擾的和原發(fā)送端一樣的數(shù)字信號(hào)，所以可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離高質(zhì)量的傳輸。
(2)便于加密處理。信息傳輸?shù)陌踩院捅Ｃ苄栽絹?lái)越重要，數(shù)字通信的加密處理的比模擬通信容易得多，以話音信號(hào)為例，經(jīng)過(guò)數(shù)字變換后的信號(hào)可用簡(jiǎn)單的數(shù)字邏輯運(yùn)算進(jìn)行加密、解密處理。
(3)便于存儲(chǔ)、處理和交換。數(shù)字通信的信號(hào)形式和計(jì)算機(jī)所用信號(hào)一致，都是二進(jìn)制代碼，因此便于與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，也便于用計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行存儲(chǔ)、處理和交換，可使通信網(wǎng)的管理、維護(hù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化。?
(4)設(shè)備便于集成化、微型化。數(shù)字通信采用時(shí)分多路復(fù)用，不需要體積較大的濾波器。設(shè)備中大部分電路是數(shù)字電路，可用大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路實(shí)現(xiàn)，因此體積小、功耗低。?
(5)便于構(gòu)成綜合數(shù)字網(wǎng)和綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)。采用數(shù)字傳輸方式，可以通過(guò)程控?cái)?shù)字交換設(shè)備進(jìn)行數(shù)字交換，以實(shí)現(xiàn)傳輸和交換的綜合。另外，電話業(yè)務(wù)和各種非話業(yè)務(wù)都可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，構(gòu)成綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)。?
(6)占用信道頻帶較寬。一路模擬電話的頻帶為4kHz帶寬，一路數(shù)字電話約占64kHz，這是模擬通信目前仍有生命力的主要原因。隨著寬頻帶信道(光纜、數(shù)字微波)的大量利用(一對(duì)光纜可開(kāi)通幾千路電話)以及數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展(可將一路數(shù)字電話的數(shù)碼率由64kb/s壓縮到32kb/s甚至更低的數(shù)碼率)，數(shù)字電話的帶寬問(wèn)題已不是主要問(wèn)題了。
以上介紹可知，數(shù)字通信具有很多優(yōu)點(diǎn)，所以各國(guó)都在積極發(fā)展數(shù)字通信。近年來(lái)，我國(guó)數(shù)字通信得到迅速發(fā)展，正朝著高速化、智能化、寬帶化和綜合化方向邁進(jìn)。?　

模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)的區(qū)別：
不同的數(shù)據(jù)必須轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的信號(hào)才能進(jìn)行傳輸：模擬數(shù)據(jù)一般采用模擬信號(hào)(Analog Signal)，例如用一系列連續(xù)變化的電磁波(如無(wú)線電與電視廣播中的電磁波)，或電壓信號(hào)(如電話傳輸中的音頻電壓信號(hào))來(lái)表示；數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)則采用數(shù)字信號(hào)(Digital Signal)，例如用一系列斷續(xù)變化的電壓脈沖(如我們可用恒定的正電壓表示二進(jìn)制數(shù)1，用恒定的負(fù)電壓表示二進(jìn)制數(shù)0)，或光脈沖來(lái)表示。 當(dāng)模擬信號(hào)采用連續(xù)變化的電磁波來(lái)表示時(shí)，電磁波本身既是信號(hào)載體，同時(shí)作為傳輸介質(zhì)；而當(dāng)模擬信號(hào)采用連續(xù)變化的信號(hào)電壓來(lái)表示時(shí)，它一般通過(guò)傳統(tǒng)的模擬信號(hào)傳輸線路(例如電話網(wǎng)、有線電視網(wǎng))來(lái)傳輸。 當(dāng)數(shù)字信號(hào)采用斷續(xù)變化的電壓或光脈沖來(lái)表示時(shí)，一般則需要用雙絞線、電纜或光纖介質(zhì)將通信雙方連接起來(lái)，才能將信號(hào)從一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)。

二、數(shù)模隔離

參看：一強(qiáng)人描述的數(shù)模隔離的形象說(shuō)明

為什么模擬地與數(shù)字地應(yīng)有各自獨(dú)立的回路？大家都是地，為什么還分彼此？
其實(shí)本質(zhì)是對(duì)的，就是數(shù)字地，模擬地都是地，并不是他們倆頭上長(zhǎng)角，十分的怪異，要明白為什么要分開(kāi)，先聽(tīng)我說(shuō)一個(gè)故事
我們公司所在的商務(wù)樓共有3樓，2樓是搞模擬的，3樓是做數(shù)字的，整幢樓只有一部電梯，平時(shí)人少的時(shí)候還好辦，上2樓，上3樓互不影像，但每天早上上下班的時(shí)候就不得了了，人多得很，搞數(shù)字的要上3樓，總是被2樓的模擬影響，2樓模擬的人要下樓，總是要等電梯上了3樓，再下來(lái)，互相影響很是麻煩，
商務(wù)樓的物業(yè)為解決這個(gè)問(wèn)題，提出了2個(gè)方案，
第1個(gè)（笑死人了）
電梯擴(kuò)大，可以裝更多的人，
電梯大了是好，但公司會(huì)招人，人又多了，再換電梯，再招人...永遠(yuǎn)死循環(huán)，有一個(gè)辦法到挺好，大家索性不要電梯，直接往下跳，不管2樓的，3樓的，肯定解決問(wèn)題，但肯定會(huì)出問(wèn)題（第1個(gè)被槍斃掉了）
第2個(gè)
裝2部電梯，一部專(zhuān)門(mén)上2樓，另一部專(zhuān)門(mén)上3樓
Wonderful太機(jī)智了，這樣2層樓面的工作人員就互不影響了。
End
明白了否？
數(shù)字地，模擬地互相會(huì)影響不是因?yàn)橐粋€(gè)叫數(shù)字，一個(gè)叫模擬，而是他們用了同一部電梯--地，而這部電梯所用的井道就是我們?cè)赑CB上布得地線。
模擬回路的電流走這條線，數(shù)字回路的電流也走這條線，本來(lái)無(wú)可厚非，線布著就是用來(lái)導(dǎo)通電流的，可問(wèn)題處在這根線上有電阻！
而且最根本的問(wèn)題是走這條線的電流要去2個(gè)不同的回路。
假設(shè)一下，有2股電流，數(shù)流，模流同時(shí)從地出發(fā)。有2個(gè)器件，數(shù)件，模件。
若2個(gè)回路不分開(kāi)，數(shù)流，模流回走到數(shù)件的接地端前的時(shí)候，損耗的電壓為v
v=（數(shù)流+模流）x走線電阻
相當(dāng)于數(shù)字器件的接地端相對(duì)于地端升高了v
數(shù)字器件不滿(mǎn)意了，我承認(rèn)會(huì)升高少許電壓，數(shù)流的那部分我認(rèn)了，但模流的為什么要加在我頭上？
同理模擬器件也會(huì)同樣抱怨
2個(gè)解決方案
第1個(gè)：你布的PCB線沒(méi)有阻抗，自然不會(huì)引起干擾，就像2、3樓直接往下跳，那是井道最寬的時(shí)候，也就是可以裝一個(gè)無(wú)限大的電梯，自然誰(shuí)都不影響誰(shuí)，但誰(shuí)都知道，this is mission impossible
第2個(gè)：2條回路分開(kāi)走，數(shù)流，模流分開(kāi)，既數(shù)地、模地分開(kāi)。
同理，有時(shí)雖在模擬回路中，但也要分大、小電流回路，就是避免相互干擾。
所謂的干擾就是：2個(gè)不同回路中的電流在PCB走線上引起的電壓，這2部分電壓互相疊加而產(chǎn)生的。
OK！

擴(kuò)展：如何成為出色的模擬工程師:數(shù)字隔離與模擬隔離

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的电路基础知识 -- 数模信号的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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