数字信号与模拟信号的区别

数字信号与模拟信号在电路中是两种不同的信号，在电路中有很严格的区分，一般我们在电路板上可以看到它们分布在不同的区域，有的设计者直接将一块电路板中的模拟信号板与数字信号板分别设计成两块板，而且我们在电路板中模拟的地与数字信号的地都是严格区分的，如果要将数字地接入模拟地，我们也一般加了个二极管和滤波电容，下面我们来看下这两种信号的主要区别之处，这样才能够对这两种信号有一个深入的了解:我们先从电压变化上面进行分析，模拟信号的电压是连续变化的，它是一个渐变的过程，数字信号的电压会出现高电压和低电压的交替的离散性变化，而且这个电压的变化时上升速度或者下降速度非常的快，在数字信号中的高电平与低电平交替变化中，低电平一般是零伏，高电平有的是3.3伏、有的是5伏、也有的是24伏，这个没有明确规定，我们区分模拟信号与数字信号最关键的一点就是是否有电压的高低离散性交替变化。

从电流方向上面分析，模拟信号可能会产生负电压，有的模拟信号会产生电流方向的交替变化，但数字信号不会产生负电压，数字电路中的低电平一般最低也是零伏，电流方向一般不会改变。

在实际运用中，数字信号一般用于通信电路中，在单片机控制领域运用的比较多，同时由于数字信号有高低电平的变化，我们可以通过改变高电平与低电平在一个周期所占比例的大小，从而改变输出电压，这就是我们PWM占空比，而模拟信号并不具备，模拟信号一般用在检测放大电路中比较多，对信号精度要求比较高的电路也一般用模拟信号。

当然在实际运用中模拟信号与数字信号都各有优缺点，模拟信号精度较高，但其抗干扰能力差，数字信号抗干扰能力强，但精度没有模拟高，这个具体的选择就要根据我们在实际运用中电路的要求来选择了。

在电学中，将连续变化的电压、电流等物理量称为模拟信号，而离散变化的电压、电流则称为数字信号。

下面我们通过几个波形来详细介绍一下模拟信号和数字信号的区别。

上图是一个正弦波交流电流的波形，从波形图可以看出，该交流电流的大小会随着时间而连续变化，像这种随着时间连续变化的物理量即为模拟信号。

模拟信号在日常生活中很常见，譬如家用的220V交流电压、环境温度及光线的变化、蓄电池的放电、人的说话声，这些皆为模拟信号。

数字信号的波形如上图所示，是一个由一系列高低电平组成的离散变化的物理量。

数字信号在生活中较少见，但各种数字电路及单片机的工作却离不开数字信号。

在74LS系列数字电路（该系列的IC工作电压为5V）中，其输出电压幅度≥2.4V，称为高电平，并用数字“1”来表示；输出电压幅度≤0.4V，称为低电平，并用数字“0”来表示，所以亦可以说，数字信号就是一系列的“0”和“1”的组合。

像我们家用的可PWM调光的LED照明灯，实际上就是由PWM调光IC输出一系列波形如上图所示的0、1数字信号来调节LED灯亮度的。

“1”数字信号的宽度不同，LED灯的亮度亦不同。

模拟信号和数字信号之间是可以相互转换的。

想将模拟信号转为数字信号，可以采用上图所示的LM339电压比较器对模拟信号进行整形即可。

LM339的Ur端接0V参考电压，模拟信号由LM339的Uin端输入，这样比较器的输出即为数字信号。

若想将数字信号转为模拟信号，可以采用DAC转换器（即数模转换器）将数字信号转为模拟信号。