什么是模拟信号？数字信号？区别是什么？它们又是如何完成转换的？

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大家好，通过上期视频，我们已经知道无线电波就是用来传输数据的，但在传输数据之前，我们的手机或者电脑之类的电子设备往往都要先进行一个模拟信号转数字信号的过程。所以这期视频我们来了解一下模拟信号和数字信号之间的区别，他们之间又是如何转换的。

模拟信号简单地说就是用电信号去模拟出其它的信号，比如用电信号模拟出图像，模拟出声音的声波，模拟信号就相当于汽车的仪表盘一样，仪表盘通过指针来表达当前的车速。比如这个仪表盘的最小值是0，最大值是240，那也就是说，我们的指针是可以表示0 到240 之间的任何一个数的。可以表示出120，也可以表示出120.001，所以当汽车从0 加速到120，又从120 减速到0 的过程，这个数值是一个连续变化的过程，如果我们把指针式的仪表盘换成右边这样数字式的仪表盘。当我们从0加速到120，又从120 减速到0 的过程中，仪表盘只能表示出整数数字，不能表示小数数字。所以数字信号是像右边这样当有锯齿状的不光滑的曲线。比如我们和小伙伴通话，上面这个就是我们说话的声波，当手机话筒采集到我们的声波后，就会以电信号的方式模拟出声音的波形，如果手机直接把这个模拟信号传送到小伙伴的手机上，因为会有各种各样的干扰，所以当上面这个模拟信号到达小伙伴的手机时，我们说话的波形就变成了旁边这样，那小伙伴听到的声音自然就会出现失真的情况。所以模拟信号的传输就相当于老师画了上面这条波浪线让第一个同学照着这个画，然后让第二个同学照着第一个同学的画，第三个同学又照着第二个同学的画，以此类推，越往后，这个波浪线的变形就越严重，所以模拟信号在传输的过程中，它的抗干扰性是比较差的。那为了解决这个问题，要在传输之前，需要把模拟信号转换陈数字信号。也就是模数转换，那为什么要转换成数字信号呢？因为数字信号只有两种波形，一种是高的，一种是低的。高的可以代表0 ，低的可以代表1.比如我们同样要传输上面这个波形信号，传输过程中依然会受到各种各样的干扰，波形同样会发生一定的变化，但因为数字信号只有两种状态。所以数字信号的波形即使和最开始的不一样。但我们只要能区分出高和低，就可以很轻松的还原出原来的数据。那又比如说我们传输的距离特别长，当我们接收到这个数字信号的时候，已经很难区分出哪里是高，哪里是低了。这个时候我们只要在中间增加一个中继器，中继器就相当于一个休息站一样，当数字信号还没有衰减到我们无法确定高低的时候，中继器可以把这个数字信号重新还原出来再进行传输，所以数字信号的抗干扰性能是比较好的。

那模拟信号又是如何转换成数字信号的呢？转换的第一步就是对模拟信号进行采样，假设我们对这个曲线每秒钟采样一次，第二步就是进行量化，因为模拟信号是一个连续变化的值，量化之后变化就不连续了，就是离散的了。量化的过程就像是给考试成绩分区间一样，每个区间就是一个个的level等级。量化完成之后就是对等级进行编码，也就是一个等级对应一组二进制数字。这样一来，我们就会得到上面这串二进制数字，到这里就完成了模拟信号转换成数字信号的过程。这里只是介绍一个简单的转换的原理，所以上面的采样率和量化等级都是比较低的，如果我们提高采样率和量化的等级，数字信号在形状上自然会越来越接近原来的模拟信号的波形曲线。也就意味着能更好的还原模拟信号。