什么是数字信号 什么是数字信号

按照我们通常的定义，数字信号是振幅和时间离散的信号，称为“数字信号”。而且很多书也说处理数字信号的电路是数字电路。真的是这样吗？

1.什么是信号？

首先要讨论一个问题。什么是信号？根据信号和系统的定义，信号是传递关于某些现象的行为或属性的信息的函数。这个函数的自变量通常是时间或位置。

一个随时间连续变化的信号，那么后面的定义为模拟信号。而不是随时间连续变化的信号，也就是间隔，实际上是离散时间信号。

如果离散时间信号只有有限数量的值，则它是数字信号。因此，当我们谈论数字信号时，我们实际上是在谈论信号本身的属性或数学特征。

如果抽象地讲信号，其实是一个函数的数学概念。自变量与数因变量的关系。

但另一方面，信号必须有载波。就是要有身体准备去表达信号。如果现实世界中的物理现象以时间为自变量，大部分可以表示为某些物理量的变化过程。

在这个变化过程中，时间不断变化，物理量不断变化。这显然是一个模拟信号。例如温度的变化、飞机速度的变化等。

二、自然界是否存在自然的数字信号？

我不这么认为。但是在非常特定的条件下应该有一个自然的离散时间信号。此刻，脑海里出现了一只匀速跳跃的青蛙。它的位移应该是离散时间信号。

第三，记录和处理信号

如果我们想记录和处理这些信号，我们首先应该将这些信号转换成电信号。这个转换过程叫做“感知”。

执行这一过程的设备称为传感器。传感器将某些物理量转换成由电压或电流表示的信号。

这个信号是现实世界中物理量的“重复”或“再现”，所以这个信号也符合模拟信号的特性。

我们也知道，我们要用数字信号处理来求解模拟信号，也就是用数字信号来表示模拟信号。第一步是将模拟信号从时间上连续变为时间上离散。大家都知道这个过程叫抽样。

采样信号在时间上是离散的，并且仅在几个周期之后才改变。但是因变量的值仍然是任意的。然后在下面的过程中，通过将这些因变量映射到固定值。

这个过程叫做量化。然而，这种量化在实际物理过程中是有问题的。

按理说，量化后的信号已经是自变量和离散的，因变量是离散的。最后，应该是数字信号。

但是为什么我们的AD转换过程要有采样、量化、编码三个步骤呢？这就涉及到一个问题:数字信号的“表征”。

因为数字信号是自变量，因变量是离散的。其实我们最直观的想法就是用一个有限幅值的脉冲信号来表征。比如1是1V，2是2V，3是3V。

事实上，在数模转换中，我们实际上将传统的数字信号转换成这种类型的脉冲。然而，我们并没有用这种方法来表示真实系统中的数字信号，而是采用了一套二进制数字系统来表示数字信号。

这个二进制数值系统使用多个二进制信号+权重来表示数值。

所以我们知道，编码过程本质上是将数字信号转换成特定的二进制数值系统的过程。当然也可以考虑将其转化为多系统或其他系统的数值系统。

所谓“数字信号处理”，其实就是对已经用某种数值系统表示出来的数字信号进行计算。本质上是用“数值计算”的方法来处理。

常规的“数值计算”自然是二进制加减。但是如果表示为非常规的数值系统，其实是可以做数值计算的。

比如余数系统是近几年比较热门的数值系统，很多做信号处理电路的人都在这个层面上创新。

回想起来，这个二进制数值系统的基础就是二进制化的具体信号。这个信号显然是数字信号。所以，人们在谈论数字信号的时候，往往会谈到这样的信号。

但这不是全部的数字信号。然而，正是基于这种二进制信号的二进制数字系统表征了数字信号，导致概念混乱。

在电路的工作过程中，信号以时间离散和应变离散的方式变化，这应该是数字的。比如数字LDO就是不断调整LDO的变化；

相反，通过及时切换一组LDO。从连续控制到离散时间和因变量控制。这当然名副其实的“数字”。

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