數字化的優點


將時間上連續變化的量變換為脈沖有無的操作過程就叫做數字化,通俗地講數字化就是將模擬信號變換成數字信號。
　　1.模擬系統的缺點
　　家用電器中,無論是數字音響還是數字視頻,信號都存在著記錄、編輯、傳送和重放等過程,在信號的上述處理過程中,由于模擬系統自身的缺點,會使模擬信號受到各種破壞,關于這些破壞主要說明下面幾個方面:
　　(1)模擬信號在記錄、編輯、傳送和重放過程中,不可避免地會混進雜音、各種干擾成分,而這些有害的成分就不能與有用信號分開,損害了原信號。
　　(2)在信號存儲過程中,如磁帶錄音過程,記錄媒體(如磁帶)的信噪比代替了原信號的信噪比,也就是不管原信號的動態范圍有多大,一旦記錄以后再還原信號的動態范圍再也超不過記錄媒體本身的動態范圍,這就使得在模擬系統中對記錄媒體材料的有關性能要求很高。
　　(3)記錄過程中的換能器(如磁性記錄中的錄音磁頭、放音磁頭)如果存在非線性,這會使記錄在媒體上的原信號出現非線性失真,且這種失真還無法通過電路來解決。
　　(4)對重放過程中的機械系統要求也很高,如旋轉系統、驅動系統等機構的工作如不穩定,就會使原信號產生抖晃失真,如磁性記錄系統中的抖晃失真是一個常見問題。
　　2.數字系統的優點
　　模擬信號的數字化可以解決上述模擬系統中的問題,同時還可帶來其他好處,說明如下:
　　(1)在數字記錄系統中,由于信號的記錄形式是二進制數碼,數字電路的任務只是判斷出“0”和“1”兩種信號,使數字電路的抗干擾能力得到大大加強。同時,與記錄媒體的信噪比和重放信號的信噪比沒有直接關系,這樣與模擬記錄系統相比對記錄媒體的要求可以寬松得多,即數字系統可以用廉價的材料作為記錄媒體。
　　(2)數字系統中這種只有“0”和“1”兩種電平狀態的信號在記錄和重放過程中只要保持“0”、“1”信號之間足夠的電平差,數字電路就能方便地將它們識別和分離。換句話講,當一群代表低電平的“0”信號電平即使其幅度大小有所不同時,對于代表高電平的一群“1”信號電平存在參差不齊情況時,只要“0”、“1”信號之間的電平差足夠的大,數字電路通過限幅電路等處理都可以正確地分辨出“0”和“1”信號,這就說明數字電路的抗干擾能力很強。
　　(3)數字系統中,如果采樣頻率、量化位數(關于這兩個概念在后面介紹)確定了,電路的性能極限也就確定了,且不容易被改變,這說明數字記錄系統性能的重現性是很可靠的,但是模擬記錄系統中,由于許多不穩定因素的存在,其重現性能是不穩定、不可靠的。所以,數字系統的技術性能指標要比模擬系統的技術性能指標要高出許多。
　　(4)由于數字系統中的數字信號要進行各種形式的編碼處理,因編碼后的信號和信號在處理過程中由于電路本身或外界混進來的干擾信號性質的不同,二者可以方便地分離,因而可以輕松地去除干擾信號,而不致損害信號數碼。
　　(5)在一些數字記錄系統中,由于重放系統設有時基校正電路,其機械旋轉系統、驅動系統的不穩定現象不會引起抖晃失真的問題,因而不必要求有像模擬記錄系統中那樣的精密機械系統,這使機械系統的加工精度要求降低,從而降低了生產成本。
　　(6)由于數字系統中的數字信號“0”、“1”只有低電平和高電平兩種變化,所以不必要求記錄和重放系統中的換能器具有良好的線性。
　　(7)由于數字信號適合于計算機進行處理和運算,使得對數字信號的各種編碼、解碼處理變成了軟件的操作,大大方便了對電信號的各種處理,使得數字式家用電器具有更強的功能。同時,在實現同樣功能時,數字電路結構遠遠沒有模擬電路那么復雜。