1.1 模拟信号与数字信号

信号是消息的表现形式，是运载消息的工具，通常表现为随时间变化的某些物理量。从广义上讲，它包含光信号、声音信号和电信号等。例如，古代人点燃烽火而产生的滚滚狼烟属于光信号，人与人之间交谈的话音属于声音信号，太空中的各种无线电波和电话网中的电流则属于电信号等。

按照在幅度上变化的连续性来分，信号可分为模拟信号和数字信号。

1.1.1 模拟信号

模拟信号是指用连续变化的物理量表示的信息，其信号的幅度随时间连续变化。在自然环境下，大多数物理信号都是模拟信号，如温度的变化不会在一瞬间从25℃跳变到26℃，而是经历了25℃～26℃的所有值。图1.1.1是气象台记录某一天24小时的温度变化情况。这是一条光滑、连续的曲线，所记录的温度随时间变化而连续变化。其他常见的如广播中的声音信号、大气中的电磁波信号、汽车连续加速的信号等，都是值在值域范围内随时间连续变化。

图1.1.1 典型的模拟信号波形

1.1.2 数字信号

数字信号是指幅度的取值是离散的，幅值表示被限制在有限个数值之内的信号。尽管自然界中大多数物理量是模拟信号，但有些物理量仍可以用数字信号来表示，如电子表的秒信号、生产流水线上记录零件个数的计数信号等。这些信号的变化发生在一系列离散的瞬间，其幅度取值也是离散的，如图1.1.2所示。

图1.1.2 典型的数字信号波形

在各种数字信号中，二进制数字信号是一种常见的数字信号，只有两个离散值：0和1。

在数字电路中，经常采用0和1表示两种不同状态的逻辑关系，因此也称为二值数字逻辑。在二值数字逻辑关系中，0和1不代表大小关系，而代表两种不同的状态。如1通常代表高电平，称为逻辑1或逻辑高电平；0通常代表低电平，称为逻辑0或逻辑低电平。