模擬數據

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模擬數據(Analog Data/Simulated Data)

目錄

什麼是模擬數據[1]

  模擬數據是指用連續變化的物理量表示的信息。模擬數據分佈於自然界的各個角落,如每天溫度的變化。

模擬數據的模擬信號調製[2]

  模擬數據以模擬信號傳輸時可以直接在模擬通道上傳輸,但是,出於天線尺寸和抗干擾等諸多問題的考慮,一般也需要進行調製,其輸出信號是一種帶有輸入數據的、頻率極高的模擬信號。其調製技術有三種:調幅、調頻和調相,其中最常用的是調幅和調頻,如調頻廣播。

  (1)幅度調製

  幅度調製是指載波的幅度會隨著原始模擬數據的幅度變化而變化的技術。載波的幅度會在整個調製過程中變化,而載波的頻率是相同的。

  (2)頻率調製

  頻率調製是一種使高頻載波的頻率隨著原始模擬數據的幅度變化而變化的技術。載波的頻率會在整個調製過程中波動,而載波的幅度是相同的。

模擬數據的數字信號編碼[2]

  由於數字信號傳輸具有失真小、誤碼率低、價格低和傳輸速率高等特點,所以常把模擬數據轉換為數字信號來傳輸。將模擬數據轉換為數字信號最常見的方法是脈衝編碼調製PCM(Pulse Code Modulation)技術,它包括3個步驟:採樣、量化和編碼,如圖1-1所示。

Image:脉冲编码调制过程.jpg

          圖1-1 脈衝編碼調製過程

  PCM的理論基礎是奈奎斯特(Nyquist)採樣定理:若對連續變化的模擬信號進行周期性採樣,只要採樣頻率大於等於有效信號最高頻率或其帶寬的兩倍,則採樣值便可包含原始信號的全部信息,可以從這些採樣中重新構造出原始信號。例如,標準的電話信號的最高頻率為3.4KHz,採樣頻率常取8KHz。

  ①採樣。根據採樣頻率,隔一定的時間間隔採集模擬信號的值,得到一系列模擬值。

  ②量化。將採樣得到的模擬值按一定的量化級(圖1-1例採用8級)進行“取整”,得到一系列離散值。

  ③編碼。將量化後的離散值數字化,得到一系列二進位值;然後將二進位值進行編碼,得到數字信號。

  經過上面的處理過程,原來的模擬信號經PCM編碼後得到如圖1-1所示的系列二進位數據。

模擬數據與數字數據[3]

  模擬數據的特點足在某時段內其數值是連續的,如語音。當人說話時,會在空氣中形成模擬形式的聲波。通過麥克風接收後,轉換為模擬信號或者再進行採樣轉換為數字信號。數字數據的特點是其數值是離散的,如文字形式中的字元、漢字等,其巾最典型例子是以0和1形式存儲在電腦中的數據。

參考文獻

  1. 楊曉玲主編.第二章 信號傳輸技術與原理 綜合佈線.中國電力出版社,2009.02.
  2. 2.0 2.1 李颯,李艷傑主編.第三章 數據通信技術 電腦網路理論與實踐.化學工業出版社,2012.02.
  3. 譚浩強叢書主編.第八章 電腦網路基礎 電腦與信息技術應用教程(第二版).清華大學出版社,2007.11.
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