一、数字和模拟的区别?
如果根据信道中传输的信号类型来分,则物理信道可分为模拟信道和数字信道。模拟信道传输模拟信号,如调幅或调频波;数字信道直接传输二进制脉冲信号。
数字信道不能直接传输模拟信号,模拟信道也不能直接传输数字信号 。
不同的数据必须转换为相应的信号才能进行传输:模拟数据一般采用模拟信号(Analog Signal),例如用一系列连续变化的电磁波(如无线电与电视广播中的电磁波),或电压信号(如电话传输中的音频电压信号)来表示;数字数据则采用数字信号(Digital Signal),例如用一系列断续变化的电压脉冲(如我们可用恒定的正电压表示二进制数1,用恒定的负电压表示二进制数0),或光脉冲来表示。 当模拟信号采用连续变化的电磁波来表示时,电磁波本身既是信号载体,同时作为传输介质;而当模拟信号采用连续变化的信号电压来表示时,它一般通过传统的模拟信号传输线路(例如电话网、有线电视网)来传输。 当数字信号采用断续变化的电压或光脉冲来表示时,一般则需要用双绞线、电缆或光纤介质将通信双方连接起来,才能将信号从一个节点传到另一个节点。
普通电话线是针对语音通话而设计的模拟信道
,适用于传输模拟信号。但是计算机产生的是离散脉冲表示的数字信号,因此要利用电话交换网实现计算机的数字脉冲信号的传输,就必须首先将数字脉冲信号转换成模拟信号。
将发送端数字脉冲信号转换成模拟信号的过程称为调制(Modulation);将接收端模拟信号还原成数字脉冲信号的过程称为解调(Demodulation)。将调制和解调两种功能结合在一起的设备称为调制解调器(Modem)在通信网的发展初期,所有的通信信道都是模拟信道。但由于数字技术的高速发展,数字信道可提供更高的通信服务质量,因此,过去建造的模拟信道正在被数字信道所代替。现在计算机通信所使用的通信信道在主干线路上已基本是数字信道。
不同类型的信道具有不同的特性和使用方式,模拟信道传输的是连续变化的、具有周期性的正弦波信号;而数字信道传输的是不连续的、离散的二进制脉冲信号(对称的方波波形)。模拟信号和数字信号之间可以相互转换:模拟信号一般通过PCM脉码调制(Pulse Code Modulation)方法量化为数字信号,即让模拟信号的不同幅度分别对应不同的二进制值,例如采用8位编码可将模拟信号量化为2^8=256个量级,实用中常采取24位或30位编码;数字信号一般通过对载波进行移相(Phase Shift)的方法转换为模拟信号。
数字信道占用信道频带较宽。
一路模拟电话的频带为4kHz带宽,一路数字电话约占64kHz
,这是模拟通信目前仍有生命力的主要原因。随着宽频带信道(光缆、数字微波)的大量利用(一对光缆可开通几千路电话)以及数字信号处理技术的发展(可将一路数字电话的数码率由64kb/s压缩到32kb/s甚至更低的数码率),数字电话的带宽问题已不是主要问题了。二、数字传感器与模拟传感器的区别?
随着科学技术的进步,数字技术和信息技术是不能忽视的,在称重领域及自动化控制系统的有效结合下,数字化,智能化的电子衡器好像更为市场需求。实现用数字称重系统突破模拟称重系统的局限性,模拟式称重传感器就无能为力了。20世纪90年代中期,德国HBM公司为满足数字称重系统和电子衡器智能化的需求,开展了数字式智能称重传感器的研究工作,其总体方案是把现代电子技术,微处理器技术,数字补偿技术与传统的应变式称重传感器技术相结合,在模拟式称重传感器的内部增加放大,滤波,A/D转化,微处理器芯片,温度传感器等部件。数字式称重传感器是基于数字处理电路和数字补偿技术的基础之上形成的技术革新以及配套使用的数字称重仪表。
三、如何选择传感器的输出类型(数字或模拟)?
传感器通信方式的选择其实主要考虑的是通信传输的要求,而不是传感器本身。
模拟量的最大好处是直观,信号没有经过取样编码和调制,可以直接用万用表测量。反观总线,所有行为都由电子元件根据复杂的协议来控制,信号经过编码和调制隐藏在一个个数据帧内,没有专业人员专业工具也是无法解析的。在现场遇到一路不正常工作的模拟信号可以很淡定得拿着万用表一点点去排查。可是遇到总线问题往往会很头疼。
另一个优点是,对设计和安装的质量有一定弹性。也就是说设计选型上的一些不合理,安装上的小错误往往不会导致模拟信号完全失效,而是相应得降低信号的质量和可靠性。例如,线缆不符合规范,接插件不符合标准,屏蔽没有做好,参考电位错误都不会完全没信号,只是信号会出现相应衰减,噪声,偏置或不稳定。根据症状去排查问题大多都能找到症结。即使是反接,短路,断线也都会有明显的症状可以排查。而总线作为数字通信,尤其是在工业现场这样的实时系统里,基本上是没有中间状态的,要么完全正常,要么完全不工作。而线缆,插头,屏蔽,距离,拓扑,程序配置,传感器电路,任何一个环节出现问题都有可能造成同一个结果,通信完全建立不起来。。。这就比较尴尬了。能做的只有,把所有环节都挨个过一遍甚至一一重做,重新编译程序,换线换插头,重启,希望能突然正常。
第三个优点,学习成本低。懂得最基本的直流电路就可以理解,初中物理就足够了。总线这边,想要做到精通,可以处理各种问题,可以进行个性化的设计,至少网络七层模型是要懂的,还要有一定软件工程的能力。
此外模拟信号从传感器到线路到信号采集的成本都比总线系统低很多。
以上这几点使得模拟信号非常适合低成本小型系统,以及样机原型机这样这样不确定性比较大的系统。否则,面对一个总线不通的原型系统,可以出问题的地方太多了,非常头疼。
然后再来看看总线的优点,这样广泛应用的东西不可能都是缺点。
第一,抗干扰。总有人认为总线通信反而没有模拟信号抗干扰这实际上是个很大的误区。从基本原理上,首先数字信号只有两个状态,并且大多数总线的物理层协议都要求两个状态的触发阈值电平离得比较远。例如1是0.5~1V, 而0是4.5~5V,这样随机噪声就有了很大的缓冲区间。即使是真的发生了真假颠倒的错误,链路层以上各层的校验机制也会发现错误丢弃有问题的数据,出发协议中相应的机制重传或延迟刷新。可以说总线系统是不会在通信环节引入噪声干扰的。而模拟量通道是没有办法区分当前信号是不是正确可信的,正是这一点造成了模拟信号抗干扰的错觉,因为即使是被干扰的信号也被接受了。同时总线在物理层会严格要求接插件,线缆,终端电阻和屏蔽,这些要求实际上是强制规范了抗电磁干扰的性能。而模拟电路人为因素太大了,而且对设计工作会造成很大负担,要考虑的东西很多,即使每一点都做到完美,也总是会在通信环节引入噪声,这是热力学定律的铁律,模拟信号通信部分的实质就是电能在导体上的被动传输,熵总是增加的。因此在运动控制领域,力,位移,速度这些信号精度要求很高,这些系统往往又存在伺服驱动器,伺服电机这些电磁干扰源,能选总线是一定要尽量选择总线的。(
@Patrick Zhang我又和您唱反调了,一天两次我真不是故意的啊,诚惶诚恐,希望您不会介意)
第二,可靠性高。上面也说了,总线系统的物理层协议对从设计到安装的各个环节提出了标准化要求。在之前我把这个作为了和模拟信号比较的缺点,实际上从另一个角度看,这些规定都是有原因的。有些是为了抗干扰,有些是为了可靠性和耐久性,有些是为了元件质量或安装工艺的标准化。这些都是无数工程应用经过多年的经验结晶,来帮助我们规避可能的隐患和错误。
第三,串行通信,可中继交换大大减少了电气系统中的线束,并扩展了范围。模拟信号一百个传感器就要有一百根线缆,像蜘蛛网一样从四面八方汇集到IO所在的电柜,而对,总线系统来说合理的拓扑设计会使布线非常简单,不管多少传感器,总是就近汇集到一根或两根(环状拓扑)线缆上。不管多复杂的系统都是一样简洁。这对布线和电柜设计非常有利。同时,通过符合要求的中继设备,传感器可以距离IO非常远。相对的模拟量信号线路允许的线路长度往往比较有效(也可以通过隔离器中继但是成本高且复杂)。
以上这些特性决定了对IO繁杂,分布范围大,电磁环境恶劣,可靠性要求高,标准化程度高的系统而言,总线要远远好于模拟信号。
四、数字耳机和模拟耳机区别?
type-c数字耳机是内置解码耳放芯片的,就像是里面有个小声卡,先把接收到的数字信号转换为模拟信号,然后再带动耳机单元发声。
type-c则只是简单地把接口形式进行了改变,本身就是接收的模拟信号,直接带动耳机发声就可以了,结构和原理都更加简单。
通常外观上不是很好区分,但是数字耳机很多都会专门标注一下其中使用的解码耳放芯片类型或者品牌,可以关注一下。
五、数字接口和模拟接口区别?
数字接口和模拟接口是电子设备中常见的两种接口类型。数字接口是指将信号转换成数字形式进行传输和处理的接口,而模拟接口则是指将信号以模拟形式进行传输和处理的接口。
数字接口的优点是传输的信号稳定性高,抗干扰能力强,可以实现高速传输和精确计算。数字接口通常使用二进制编码来表示信号,可以通过数字信号处理器(DSP)进行处理和分析。数字接口常见的类型包括USB、HDMI、Ethernet等。
模拟接口的优点是传输的信号具有连续性和可变性,可以实现更加自然和真实的信号传输和处理。模拟接口通常使用模拟信号处理器(ASP)进行处理和分析。模拟接口常见的类型包括音频接口、视频接口、传感器接口等。
总的来说,数字接口和模拟接口各有优劣,选择哪种接口类型取决于具体的应用场景和需求。在现代电子设备中,数字接口的应用越来越广泛,但模拟接口仍然在某些领域具有不可替代的作用。
六、数字mic和模拟mic区别?
数字麦克风(Digital Microphone)和模拟麦克风(Analog Microphone)是两种不同类型的麦克风,它们之间有以下区别:
1. 工作原理:模拟麦克风通过将声音转换为模拟电信号来捕捉声音。它基于传统的声音采集原理,使用声音传感器(如电容式或动圈式传感器)将声音转化为模拟电流或电压信号。而数字麦克风则直接将声音转换为数字信号,使用数字传感器和模数转换器(ADC)将声波转换为数字数据。
2. 信号处理:模拟麦克风输出的信号是模拟电信号,需要经过额外的模拟信号处理(如放大、滤波等)才能被其他设备识别和处理。而数字麦克风输出的信号是数字数据,已经进行了数字信号处理,包括滤波、增益控制等,可以直接传输和处理,减少了信号失真和干扰的可能性。
3. 抗干扰性:由于数字麦克风在信号处理过程中已经进行了数字滤波和抗干扰处理,相对于模拟麦克风,它们通常具有更好的抗噪声和抗干扰性能。数字麦克风可以通过数字信号处理技术抑制环境噪声、减少回声等,提高语音识别的准确性。
4. 接口和兼容性:模拟麦克风通常使用传统的模拟接口(如3.5mm音频插头)与音频设备连接,而数字麦克风则使用数字接口(如USB、I2S等)与数字音频设备连接。数字麦克风对于数字音频工作和数字信号处理系统的兼容性更好。
需要根据具体的应用场景和需求选择合适的麦克风类型。模拟麦克风适用于传统音频设备和一些特定应用,而数字麦克风在数字信号处理、语音识别等领域具有一定优势。
七、数字功放和模拟功放哪个好数字功放和模拟功放的区别?
数字功放和模拟功放是两种不同的放大器技术, 它们有以下不同点:1.工作原理不同模拟功放是通过模拟大信号来放大音频信号的,而数字功放是使用数字信号处理和电荷控制技术实现音频信号的放大。2. 精度和失真程度不同数字功放在工作中使用数字化的信号进行处理,因此它们将不会产生模拟功放电路中所存在的失真。而模拟功放不仅仅会受到成品器件波动,还容易引发后级截止畸变,从而影响声音的质量,失真比较大。3. 体积和功率不同由于数字功放的工作原理不同于传统的功放,它们需要较少的器件并且具有极高的效率。这意味着数字功放可以拥有比同等输出功率的模拟功放更小的体积。4. 价格不同数字功放要比同样的输出功率的模拟功放价格更高,这是因为它们使用了更现代和先进的电路设计和技术,以实现更高的效率和更好的音频性能。总之,数字功放和模拟功放在工作原理和优缺点上存在很大的差异,因此在购买电子设备时需要根据个人需求和预算来选择。如果您更注重音质表现和价格可承受度,模拟功放是不错的选择。如果您更重视体积小巧、高效率以及音质更追求或对声音的严苛要求,数字功放会更适合。
八、数字助听器和模拟助听器的区别?
助听器从听力学方面来说:传统的模拟式助听器是线性放大,即对轻、中、重的声音同等放大,导致小声听不清,大声听的很难受,严重的甚至会损害耳朵,加重听力损失。
助听器从功能来说:全数字式助听器还具备许多模拟式助听器所不具备的优势。全数字式助听器的处理速度极快,就像一个探测器,会自动地随着环境的变化而变化。它会自动地识别和分析环境,如果在嘈杂环境中,它就发挥自动降噪功能,放大讲话声,而将噪音降低,从而提高语言的理解力,听起来也很舒适。同时由于数字机是数字运算,因而自身不产生噪音。数字机取样率高,导致清晰度高,音质至佳。模拟式助听器是由大量电子元器件组成,采用模拟线路,核心是模拟放大器,信号处理是模拟的。体积大、耗能大、功能单一、抗干扰差。全数字机助听器的机芯是一个很小的电脑芯片,相当于一台小电脑,采用逻辑电路,对输入的信号作一定的计算后再输出,信号处理是数字的。体积小、电池寿命长、稳定程度高、功能可扩展性强,其根本特点是具有存储信息的能力,从而可提供一些模拟机不能实现的功能。
九、数字地和模拟地的区别?
数字地是指使用数字技术和计算机技术对地球上的自然和人文环境进行数字化处理,形成数字地球模型和数字地球数据库,以便进行科学研究、资源管理和决策支持等方面的工作。数字地以数字化的方式呈现地球表面的各种信息,如地形、气候、植被、人口、道路等,具有高精度、高分辨率、高效率的特点,可以帮助人们更好地认识和了解地球。
模拟地是指通过数学模型和计算机模拟技术对地球上的自然和人文环境进行模拟,以便研究地球系统的运行规律和预测未来的变化趋势。模拟地主要是通过建立数学模型和物理模型来描述地球系统的各个方面,如大气、水文、生态、经济等,然后利用计算机模拟这些模型的运行过程,以便研究和预测地球系统的变化趋势。模拟地通过模拟实验的方式,可以更好地理解和掌握地球系统的运行规律,对于环境保护、气候变化等问题的研究具有重要的意义。
十、数字引脚和模拟引脚的区别?
数字引脚是数字引脚而模拟引脚是模拟引脚。