數(shù)字信號和模擬信號到底有什么區(qū)別

在電學(xué)中，將連續(xù)變化的電壓、電流等物理量稱為模擬信號，而離散變化的電壓、電流則稱為數(shù)字信號。下面我們通過幾個波形來詳細(xì)介紹一下模擬信號和數(shù)字信號的區(qū)別。

上圖是一個正弦波交流電流的波形，從波形圖可以看出，該交流電流的大小會隨著時間而連續(xù)變化，像這種隨著時間連續(xù)變化的物理量即為模擬信號。模擬信號在日常生活中很常見，譬如家用的220V交流電壓、環(huán)境溫度及光線的變化、蓄電池的放電、人的說話聲，這些皆為模擬信號。

數(shù)字信號的波形如上圖所示，是一個由一系列高低電平組成的離散變化的物理量。數(shù)字信號在生活中較少見，但各種數(shù)字電路及單片機(jī)的工作卻離不開數(shù)字信號。

在74LS系列數(shù)字電路（該系列的IC工作電壓為5V）中，其輸出電壓幅度≥2.4V，稱為高電平，并用數(shù)字“1”來表示；輸出電壓幅度≤0.4V，稱為低電平，并用數(shù)字“0”來表示，所以亦可以說，數(shù)字信號就是一系列的“0”和“1”的組合。

像我們家用的可PWM調(diào)光的LED照明燈，實(shí)際上就是由PWM調(diào)光IC輸出一系列波形如上圖所示的0、1數(shù)字信號來調(diào)節(jié)LED燈亮度的。“1”數(shù)字信號的寬度不同，LED燈的亮度亦不同。

模擬信號和數(shù)字信號之間是可以相互轉(zhuǎn)換的。想將模擬信號轉(zhuǎn)為數(shù)字信號，可以采用上圖所示的LM339電壓比較器對模擬信號進(jìn)行整形即可。LM339的Ur端接0V參考電壓，模擬信號由LM339的Uin端輸入，這樣比較器的輸出即為數(shù)字信號。若想將數(shù)字信號轉(zhuǎn)為模擬信號，可以采用DAC轉(zhuǎn)換器（即數(shù)模轉(zhuǎn)換器）將數(shù)字信號轉(zhuǎn)為模擬信號。