贵州建设工程信息网官网,seo云优化外包,竞价托管sem服务,长春生物和北京生物是一家吗文章目录 前言|版本声明#xff1a;山河君#xff0c;未经博主允许#xff0c;禁止转载 一、什么是模拟信号和数字信号信号模拟信号数字信号数字和模拟信号的区别一览 二、信号处理系统总结 前言
所有软件的运行都得益于硬件上的突破#xff0c;数字信号是从40年前就开始高… 文章目录 前言|版本声明山河君未经博主允许禁止转载 一、什么是模拟信号和数字信号信号模拟信号数字信号数字和模拟信号的区别一览 二、信号处理系统总结 前言
所有软件的运行都得益于硬件上的突破数字信号是从40年前就开始高速发展的领域。得益于硬件上从一开始的中规模集成电路到大规模集成电路再到现如今的超大规模集成电路促进了功率更小体积更小速度更快价格更便宜的数字计算机。
硬件上的突破使得计算机可以执行复杂的数字信号功能和任务当然并不是说数字信号就是解决所有信号的解决方案对于一些需要及时处理的例如带宽等信号这种就需要模拟信号或者光信号。
而声音是一种波恰恰可以将这种波转换成数字信号在软件中进行处理。
本篇文章借鉴了《数字信号处理》、《离散时间信号处理》、《信号与系统》如果有写错的地方是笔者个人能力不足没有理解透彻恳请告知笔者。
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一、什么是模拟信号和数字信号
信号
信号定义为随着时间、空间或者其他自变量而变化的物理量。在数学上可以用一个或者多个独立变量的函数表示出来就例如 s ( t ) 5 t s(t) 5t s(t)5t
再拿声音举例某种语音信号可以表示为几种不同振幅和频率的总和之前文章中有介绍声音波形如果有不理解的可以看一下音频基础学习二——声音的波形。 其中Ai(t)为正弦波的幅度Fi(t)为频率最后的为相位。
模拟信号
在自然界中发生的信号叫做自然信号例如人发出来的声音地震、海浪的播放往往是随着时间发生变化的。
比如音叉发出的声音
而自然信号就往往是模拟信号的形式表现都是随着时间变化 需要铭记的是模拟信号是随着时间变化而变化的也意味着自变量也就是时间 是连续可变的而信号在自变量的连续值上都有对应的定义这种在数学定义上叫做连续时间信号。
而这种信号在保存和传输上都需要通过连续的电压、频率等等表示理论上可以精度是无限高也就带来了存储不易处理复杂传输困难等等缺点因为在连续电路中极容易受到物理因素的干扰。
数字信号
既然连续时间信号的自变量在此为时间上连续可变的相对应的叫做离散时间信号也就是自变量仅仅取在一组离散的值上。
以下图释义图a是连续时间信号图b是离散时间信号
数字信号是为了提供处理模拟信号的方法同时也是一种离散时间信号
再此纠错一个错误很多博客中都说数字信号就是电压0或者1两种电平表示。这种说法是错的
确切的说数字信号是通过有限个离散的值来表示信息的而在实际应用中0和1是最常见的两种状态用于表示二进制系统中的“低电平”和“高电平”。
以高低电平表示的数字信号
数字和模拟信号的区别一览
特性数字信号模拟信号定义数字信号由离散的数值组成通常为二进制形式0和1。模拟信号是连续变化的信号代表物理量的连续变化。表示形式通过有限个离散的值表示例如0和1。通过连续的电压、频率或幅度等值表示。信号类型离散信号离散时间、离散幅度。连续信号连续时间、连续幅度。噪声抵抗高数字信号对噪声和干扰具有较强的抗干扰能力。低模拟信号容易受到噪声和干扰的影响。精度受限于位数如8位、16位精度取决于离散化程度。理论上精度无限高但实际受限于系统的分辨率和干扰。数据处理处理和存储容易通常用于计算机和数字设备。处理复杂通常需要模拟设备和电路。存储容易存储和传输可以用数字设备如硬盘、闪存。存储和传输困难通常需要连续介质如磁带、模拟介质。示例数字电话、数字计算机、CD、DVD。音频信号、无线电广播、模拟电视。转换数字信号可以通过数模转换器DAC转换为模拟信号。模拟信号可以通过模数转换器ADC转换为数字信号。带宽需求带宽可以被压缩且在传输过程中具有良好的保真度。带宽需求较大且更易受到信号衰减和失真。典型应用数据存储、数字通信、计算机处理。音频处理、广播通信、模拟传感器。
二、信号处理系统
系统——可以被定义为对某种信号执行某种操作的一台物理设备。例如用于降低破坏有用信息载体信号的噪声和干扰的滤波器。
上文说过数字信号提供了处理模拟信号的方法这种处理模拟信号的数字处理需要在模拟信号和数字信号直接有一个接口。而这个接口称为模数A/D)转换器而与之对应的从数字信号到模拟信号接口称之为数模D/A)转换器。 这里就可能有小伙伴有疑惑了数字信号大多为01是怎么转成模拟信号成为听到的声音的呢
数字信号在被转换成模拟信号后通过调制技术和信号处理可以实现振幅的变化即通过改变模拟信号的某些属性如振幅、频率或相位
例如一种转换方法叫做脉冲振幅调制PAM
脉冲振幅调制是将数字信号转换为模拟信号的一种基础方法。在PAM中数字信号的二进制位0和1被映射到不同的振幅值。例如
0 可以映射为较低的电压值例如0V。1 可以映射为较高的电压值例如5V。
这样通过将数字信号的二进制数据转换为不同振幅的脉冲信号的振幅就会随着数字信号的变化而变化。
这其实是一种数字信号编码方式本文中不进行深入讲解。 总结
由于知识储量和工作原因很长一段时间没有写过关于音频的博客了后面希望能够有充分的时间和大家一样多多提升自己并能够分享自己整理觉得有意义的东西。
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