人们想获取的信息有可以称之为信号，比如图像，文本，语音，视频等等，其它能够影响人们对有用信息的信号叫噪声，比如听音乐的时候别人在说话，干扰你听清这段音乐，别人说话就是噪声。

　　我们讨论自变量为时间的信号，因为信号的英文是signal，所以以后的幅值都用s表示，也就是我们讨论的函数是s = s(t)

连续信号：自变量t是连续的，但是s是不是连续的无所谓（比如像分段函数那样的信号），这样的信号都叫连续信号。

模拟信号：如果自变量t是连续的，幅值s是连续的，那么这个信号称之为模拟信号，比如我们的声音信号。

离散信号：它是在连续信号上采样得到的信号。离散信号是一个序列，即其自变量是“离散”的。这个序列的每一个值都可以被看作是连续信号的一个采样，也就是说自变量离散，幅值可以离散，也可以连续，就像数列是函数的采样。

数字信号：自变量是离散的、因变量也是离散的信号。离散时间信号没有经过量化，它的取值可以是无穷多种取值。只有经过量化，变成有限多个取值，才是数字信号。例如：二进制数字信号，只有两种取值。四进制数字信号只有四种取值，以此类推。

　　通信的过程，可以理解为一个人给另一个人打电话，信号传播的过程。先看图：

信源：信号从哪里来

信宿：信号到哪里去

信道：信号传播过程的媒介，比如导线、光纤、空气等等

发送设备（发送机）：用于把信号转变为适用于信道传输的形式（编码，调制）

接收设备（接收机）：是发射机的逆过程

一个最基本通信过程如下：

信号的产生，如语音、视频、图像等

通过一系列诸如电子的、可听到的或者可看到的符号对信号进行描述，并精确到某一精度

用一种适于在物理媒介中传输的方式对这些符号进行编码

将编码后的符号发送到指定的目的地

对原始符号进行译码和重现

对原始信号的重新生成，一般来说信号质量会下降，因为有干扰。

大量的信源都是模拟信源，模拟信源可以直接调制和发送，也可以转化为数字数据后，用数字调制技术发送，音频信号和视频信号的广播采用模拟调制，主要代表为收音机。模拟信号和数字信号的转换随后再说。首先解决一个问题，什么叫调制。

调制 (PCM, Pulse Code Modulation 脉冲编码调制)：是一种将信源产生的信号转换为适宜信道传输的形式的过程。根据调制信号的种类，分为模拟调制和数字调制。

换句话说，为啥需要调制，因为信源产生的原始信号（以后我们叫它为基带信号）不适合在信道中传输，原因很多，比如基带信号的频率较低等。调制的过程就是把基带信号转化成适合信道传输的信号。一般来说载波信号是高频信号（一般是一个高频余弦信号或脉冲信号），这样就把低频的基带信号带到了高频，以便在信道中传输，举个的例子，基带信号的频率是0-50Hz,信道通带是10KHz到50KHz，显然基带信号根本传输不了，人家是高速公路，行人不让上高速，所以搭了个车，到目的地下车，载波信号就是这个车的作用，起到了承载基带信号的作用，也就是通过载波信号调制基带信号，因此原来的基带信号在调制过程中也叫调制信号。

通信原理之模拟信号发射和接收_tsfx051435adsl的博客-CSDN博客

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在现实的工业现场，人们常使用各种传感器，变送器实现模拟量信号的采集转换等功能。在工业现场常见的这类仪器仪表都有什么呢？

压力变送器：是一种将压力转换成气动信号或电动信号进行控制和远传的设备，常见的是电动信号的，它能将测压元件传感器感受到的气体、液体等物理压力参数转变成标准的电信号（如4~20mA电流信号，0-5V/0-10V电压信号），以供给指示报警仪、记录仪、调节器等二次仪表进行测量、指示和过程调节。

温度变送器：采用热电偶、热电阻作为测温元件，从测温元件输出信号送到变送器模块，经过稳压滤波、运算放大、非线性校正、V/I转换、恒流及反向保护等电路处理后，转换成与温度成线性关系的4～20mA电流信号0-5V/0-10V电压信号。

图像传感器：图像传感器是利用光电器件的光电转换功能。将感光面上的光像转换为与光像成相应比例关系的电信号。与光敏二极管，光敏三极管等“点”光源的光敏元件相比，图像传感器是将其受光面上的光像，分成许多小单元，将其转换成可用的电信号的一种功能器件。图像传感器分为光导摄像管和固态图像传感器。与光导摄像管相比，固态图像传感器具有体积小、重量轻、集成度高、分辨率高、功耗低、寿命长、价格低等特点。因此在各个行业得到了广泛应用。常用的有两种：CCD是应用在摄影摄像方面的高端技术元件，CMOS则应用于较低影像品质的产品中，它的优点是制造成本较CCD更低，功耗也低得多。

实际生产生活中的各种物理量，如摄相机摄下的图像、录音机录下的声音、车间控制室所记录的压力、流速、转速、湿度等等都是模拟信号。数字信号是在模拟信号的基础上经过采样、量化和编码而形成的。具体地说，采样就是把输入的模拟信号按.适当的时间间隔得到各个时刻的样本值.量化是把经采样测得的各个时刻的值用二进码制来表示，编码则是把量化生成的二进制数排列在一起形成顺序脉冲序列。

模拟信号传输过程中，先把信息信号转换成几乎“一模一样”的波动电信号(因此叫“模拟”)，再通过有线或无线的方式传输出去，电信号被接收下来后，通过接收设备还原成信息信号。

近百年以来，无论是有线相连的电话，还是无线发送的广播电视，很长的时间内都是用模拟信号来传递信号的。

照说模拟信号同原来的信号在波形上几乎“一模一样”，似乎应该达到很好的传播效果，然而事实恰恰相反，过去我们打电话时常常遇到听不清、杂音大的现象;广播电台播出的交响乐，听起来同在现场听乐队演奏相比总有较大的欠缺;电视图像上也时有雪花点闪烁。这是因为信号在传输过程中要经过许多的处理和转送，这些设备难免要产生一些噪音和干扰;此外，如果是有线传输，线路附近的电气设备也要产生电磁干扰;如果是无线传送，则更加“开放”，空中的各种干扰根本无法抗拒。这些干扰很容易引起信号失真，也会带来一些噪声。这些失真和附加的噪声，还会随着传送的距离的增加而积累起来，严重影响通讯质量。对此，人们想了许多办法。一种是采取各种措施来抗干扰，如提高信息处理设备的质量，尽量减少它产生噪音;又如给传输线加上屏蔽;再如采用调频载波来代替调幅载波等。但是，这些办法都不能从根本上解决干扰的问题。另一种办法是设法除去信号中的噪声，把失真的信号恢复过来，但是，对于模拟信号来说，由于无法从已失真的信号较准确地推知出原来不失真的信号，因此这种办法很难有效，有的甚至越弄越糟。

模拟信号主要是与离散的数字信号相对的连续的信号，模拟信号分布于自然界的各个角落，如气温的变化，而数字信号是人为的抽象出来的在幅度取值上不连续的信号。电学上的模拟信号主要是指幅度和相位都连续的电信号，此信号可以被模拟电路进行各种运算，如放大，相加，相乘等。

模拟数据(Analog Data)是由传感器采集得到的连续变化的值，例如温度、压力，以及目前在电话、无线电和电视广播中的声音和图像。 数字数据(Digital Data)则是模拟数据经量化后得到的离散的值，例如在计算机中用二进制代码表示的字符、图形、音频与视频数据。

目前，ASCII美国信息交换标准码(American Standard Code for Information Interchange)已为ISO国际标准化组织和CCITT国际电报电话咨询委员会所采纳，成为国际通用的信息交换标准代码，使用7位二进制数来表示一个英文字母、数字、标点或控制符号；图形、音频与视频数据则可分别采用多种编码格式。

(1)模拟信号与数字信号的关系

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。

(2)模拟信号与数字信号之间的相互转换

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。 计算机、计算机局域网与城域网中均使用二进制数字信号，目前在计算机广域网中实际传送的则既有二进制数字信号，也有由数字信号转换而得的模拟信号。但是更具应用发展前景的是数字信号。

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