4.1 模擬電信號 與 數字電信號
在講模擬電信號和模擬電信號之前，首先來看看電信號，
4.1.1 電信號：數據的表現方式
對於電子設備而言，數據不可能憑空存在，必須以某種方式表現出來，對於電子設備而言，數據是以電信號（電流/電壓）的方式表現的，電信號分爲了兩種，
（1）是模擬電信號：模擬電路中流通的就是模擬電信號。
（2）是數字電信號：數字電路中流通的就是數字電信號。
4.1.2 模擬電信號和數字電信號異同
（1）模擬電信號
1） 模擬電信號，直接使用電壓值、或者電流值表示現實世界的各種情況（數據）
比如外界溫度爲15攝氏度，當溫度傳感器感受到15度的溫度後，會將感受到的溫度轉換爲電壓或者電流，然後直接使用電壓、電流值表示溫度值，比如得到的電壓值爲15v的話，也就是說這個15v直接表示的就是溫度15度，直接使用電壓、電流值表示數據。
2）模擬電信號是連續變化的
模擬電信號直接通過電壓值、電流值模擬真實情況（比如溫度），由於現實的溫度是連續變化的，因此模擬電信號也跟着連續變化，其實這就是“模擬”現實情況的這麼一個過程，也因爲這個“模擬”的過程，電信號就被稱爲了“模擬”電信號。
3）模擬電信號流通於模擬電路中
4）總結
（a）模擬電信號，就是直接使用電壓或者電流值，反應（模擬）現實世界各種情況的電信號，直接電壓、電流值來表示數據的
（b）由於現實世界的情況是連續變化，所以反應現實情況的模擬電信號，也跟着是連續變化。
（c）模擬電信號流通於模擬電路中
（2）數字電信號
1）數字電信號是如何表示現實世界的
（a）回顧“模擬電信號”是如何表示溫度的
直接使用電壓或者電流值表示（模擬）外界的溫度，電壓、電流值會跟着溫度連續變化。
但是需要強調一點的是，電壓、電流表示溫度時存在精度問題，比如實際溫度是13.4567567.....，由於受到精度影響，模擬的電壓、
電流值只能表示到13.45這個程度，後面的可能表示不出來，無法100%準確反映。
（b）數字電信號是如何表示溫度的
還是溫度的例子，實際溫度爲15攝氏度，溫度傳感器仍然還是會先得到模擬電壓值15v，然後再將這個模擬電壓的電壓值轉爲二進制數據，15的二進制爲1111，在數字電路中，如果使用2.5v表示1，0v表示0的話，使用數字電信號表示1111（15）的話，應爲2.5v 2.5v 2.5v 2.5v。
轉（溫傳） 轉（模數轉換）
15攝氏度 ———————> 15v模擬電壓 ————————> 數字電信號表示的二進制數：2.5v 2.5v 2.5v 2.5v（1111）
轉（溫傳） 轉（模數轉換）
12攝氏度 ———————> 12v模擬電壓 ————————> 數字電信號表示的二進制數：2.5v 2.5v 0v 0v （1100）
直白點理解：
·模擬電信號：使用電壓或者電流值直接表示外界情況(溫度)。
·數字電信號：使用高低電平組合而成二進制數，來表示外界的情況，數字電信號不可能憑空出現，需要從模擬電信號轉換而來。
2）數字電信號是離散的
爲什麼說數字電信號是離散的呢，要搞清楚這個問題，首先要弄清楚“模擬電信號”如何被轉成“數字電信號”。
圖中過程的特點：
（a）數字電信號都是由模擬電信號轉換而來，轉換的過程分兩步，
·第一步：採樣，採樣之後，原本時間上連續的模擬電信號，就變成了離散的電信號
·第二步：將採樣後的、離散的電壓/電流值，轉爲數字電信號形式的二進制數所表示溫度值
（b）採樣頻率越高，數字電信號就越逼近出真實情況
（3）總結
1）模擬電信號與數字電信號的區別和聯繫
（a）區別：模擬電信號是連續的，數字電信號時離散的，模擬電信號流通於模擬電路中，數字電信號流通於數字電路中
（b）聯繫：數字電信號不可能憑空得到，需要從模擬電信號轉換而來
2）A/D和D/A轉換
（a）A/D轉換：將模擬電信號轉換爲數字電信號，這個過程叫模數轉換(A/D轉換)，A表示Analog(模擬)，D表示Digital(數字)
（b）D/A轉換：有A/D轉換就有D/A轉換，D/A就是將數字電信號轉爲模擬電信號，稱爲數模轉換。
在後面的單片機課程中，會詳細講解A/D和D/A的電路原理，以及如何通過編程控制A/D和D/A轉換。
4.2 信號/數據/信息之間的關係
在前面，我們已經提到了電信號和數據之間的關係，我們說過，在電子設備中，數據是以電信號的形式存在的，在這裏我們再加入一個概念“信息”，然後對信號/數據/信息這三者，做一個的對比理解。
當然，如果你要是實在的分不清楚的話，那麼你可以認爲這三個是一回事。
4.2.1 概念描述
（1）數據：一種是數學上的邏輯關係
（2）信號：用於表現數據，比如以電/磁/光信號(能量)表現數據，信號又分爲模擬信號和數字信號兩種
（3）信息：從數據中提取出得到的，客觀世界在人腦中的反映
4.2.2 通過例子來理解信號/數據/信息之間的關係
例子：計算機如何表示“冷”？
首先：計算機不可能直接存儲冷這個字形，所是以“中文編碼”的形式存儲在計算機中。
其次：當然如果人要看懂“冷”這個意思的話，顯示器需要將“中文編碼”換爲“冷”的字形。
最後：當人看到“冷”的字形後，自然就能理解冷所表達的信息了。
我們假設“冷”這個字的中文編碼爲18，對應的二進制的 1 0 0 1 0。
（1）數據：一種是數學上的邏輯關係
“冷”的中文編碼爲18，二進制爲10010，不管是10010還是18，事實上指的是同一個數據。
（2）信號：數據的表現方式
在數字電子設備中，使用數字電信號來表示10010這個二進制數，數字電信號爲2.5v 0v 0v 2.5v 0v，如果是在光纖中，則使用數字光信號表示10010。
（3）信息：從數據中提取出得到的，客觀世界在人腦中的反映
顯示器最後將18翻譯爲“冷”這個字形後，人看到後就能得到“冷”這個信息，總之最後從18這個數裏面提取出了“冷”這個信息。
4.2.3 數據可以被各種信號表現
使用各種不同的信號表現同一個數據，儘管表現形式有所不同，但是表示的都是同一個數，比如二進制的10010，不管使用電信號、磁信號還是光信號表示，都是同一個數。
（1）數字電信號： 2.5v 0v 0v 2.5v 0v ，使用電平表示數據
（2）磁信號： 正向 反向 反向 正向 反向， 使用磁性方向表示數據
（3）人識別的符號： 1 0 0 1 0 ， 眼睛可以通過光信號讀到這個數據
總之，不管使用什麼信號表現數據，數據邏輯關係所表示的都是18這個數（10010），至於這18這個數應該怎麼解讀，暗含了什麼信息，這個要根據具體情況來看，因爲18可以表示18個人，也可以表示18頭豬，也可以表示18塊錢，也可以表示你今年18歲，也有可能表示“冷”。
4.2.4 具體使用那種信號來表現數據，需要看數據使用者的特點
（1）對於人來說
對於人來說，主要靠視覺（光信號）/聽覺（聲音信號）來感知世界，因此人所識別的數據，主要以光/聲音（振動）信號進行表現的。
（2）對於計算機來說
主要使用數字電信號/磁信號/光信號（光纖通信）來表現數據。
作者：佳嵌工作室
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