数字通信 - 模拟到数字
我们日常生活中发生的通信是以信号的形式进行的。这些信号，例如声音信号，通常本质上是模拟的。当需要建立远距离通信时，模拟信号通过线路发送，使用不同的技术进行有效传输。
数字化的必要性
传统的通信方法使用模拟信号进行长距离通信，这种方法会遭受许多损失，例如失真、干扰以及包括安全漏洞在内的其他损失。
为了克服这些问题，使用不同的技术对信号进行数字化。数字化信号使通信更加清晰、准确且无损耗。
下图显示了模拟信号和数字信号之间的区别。数字信号由1和0组成，分别表示高值和低值。
数字通信的优势
由于信号被数字化，数字通信相对于模拟通信有许多优点，例如 -
数字信号中失真、噪声和干扰的影响要小得多，因为它们受到的影响较小。
数字电路更可靠。
数字电路易于设计并且比模拟电路便宜。
数字电路中的硬件实现比模拟电路更灵活。
串扰的发生在数字通信中非常罕见。
信号未改变，因为脉冲需要高扰动来改变其特性，这是非常困难的。
数字电路中采用加密和压缩等信号处理功能来保持信息的保密性。
通过采用检错码和纠错码来降低错误发生的概率。
采用扩频技术来避免信号干扰。
使用时分复用 (TDM) 组合数字信号比使用频分复用 (FDM) 组合模拟信号更容易。
数字信号的配置过程比模拟信号更容易。
数字信号比模拟信号可以更方便地保存和检索。
许多数字电路具有几乎通用的编码技术，因此类似的设备可以用于多种目的。
数字信号有效地利用了信道的容量。
数字通信的要素
为了便于理解，形成数字通信系统的元件由以下框图表示。
以下是数字通信系统的部分。
来源
源可以是模拟信号。示例：声音信号
输入传感器
这是一个传感器，它接受物理输入并将其转换为电信号（示例：麦克风）。该块还包含一个模数转换器，其中需要数字信号进行进一步处理。
数字信号通常由二进制序列表示。
源编码器
源编码器将数据压缩为最小位数。此过程有助于有效利用带宽。它删除了冗余位（不必要的多余位，即零）。
通道编码器
通道编码器进行纠错编码。在信号传输过程中，由于信道中的噪声，信号可能会发生改变，因此为了避免这种情况，信道编码器在传输的数据中添加一些冗余比特。这些是纠错位。
数字调制器
这里要发送的信号由载波调制。信号也从数字序列转换为模拟信号，以便使其通过通道或介质传播。
渠道
通道或介质，允许模拟信号从发射端传输到接收端。
数字解调器
这是接收端的第一步。接收到的信号被解调并再次从模拟转换为数字。信号在这里被重建。
通道解码器
通道解码器在检测到序列后，会进行一些纠错。通过添加一些冗余位来纠正传输过程中可能出现的失真。添加比特有助于完全恢复原始信号。
源解码器
通过采样和量化将所得信号再次数字化，从而获得纯数字输出而不会丢失信息。源解码器重新创建源输出。
输出传感器
这是将信号转换为原始物理形式的最后一个块，位于发射器的输入处。它将电信号转换为物理输出（示例：扬声器）。
输出信号
这是整个过程后产生的输出。示例- 接收到的声音信号。
本单元介绍了信号的介绍、数字化、数字通信的优点和要素。在接下来的章节中，我们将详细了解数字通信的概念。