下载掌阅APP，畅读海量书库
立即打开
简单地说，模拟信号是连续的，而数字信号是离散的，如图2-3所示。
图2-3 模拟信号和数字信号
图片来源自互联网
模拟信号是指随时间连续变化的物理量的表征，例如我们人类在说话的时候，就是连续不断地通过器官、嘴巴、舌头的鼓动和形状变化发出各种各样的声波，即一种空气振动，使得别的听众通过耳朵的鼓膜接收到这种连续的振动而听到声音。
数字信号则是通过对模拟信号进行采样（Sampling）而获得的离散的数字特征，用于近似地来表达模拟信号。如果进行细微地采样的话，数字信号也可以非常精确地表达模拟信号。以我们的身高举个例子来说，正常成人的身高应该为1～3米，如果以1米的尺度来采样的话，考虑四舍五入，人的身高应该是1或2，也就是1米或2米，这显然太粗糙了。如果用0.1米的尺度来采样的话，我们的身高就应该会在1.0～2.9米，但是如果用0.01米的尺度来采样的话，那么我们的身高就应该会在1.00～2.99米了，如果以0.001米的尺度来采样的话，那么就和我们去医院体检时的身高测量数据一样了。许多女模特的身高估计就会过1.70米了，而姚明的身高大概是2.29米。也就是说，医生是用0.01米的尺度去采样的。
模拟信号本身就是现实世界的物理表征，拥有精确的分辨率，理论上来说有无限的分辨率，前提是采样足够细微。模拟信号有一些优点，比如喜欢音乐的一些“发烧”的“烧友”，他们耳朵的鼓膜太厉害了，数字的音乐对于“烧友”的鼓膜来说实在是太粗糙了，搞不好会磨破了“烧友”的鼓膜。当然模拟信号也有许多缺点，例如容易受到干扰，复制的时候容易失真等，比如，笔者小时候喜欢听我国台湾歌星邓丽君的磁带，磁带复制的次数多了，就会感觉到不清楚，或者有杂音等。
数字信号就有许多优点了，比如说抗干扰能力强，邓丽君的MP3歌曲无论复制多少次，音质都是一模一样的，永远不会劣化，变味的（复制的时候要注意版权保护）。
数字信号最大的好处就是可以利用计算机来处理，由于数字信号可以用0和1来表示，计算机又是处理0和1的一把好手，因此计算机处理数字信号很合适，用计算机来处理各种各样的信息的时代就叫信息革命时代。我们现在正在享受数字世界、信息革命时代带给我们的种种便利，例如我们的MP3歌曲、DVD、高清电视、4K电影等都是数字世界的杰出代表。数字信号的保持十分方便，传输的时候可以对之加密和进行纠错处理，这样可以极大地增加保密性和可靠性等。
由此看出，对于信号处理来说，其实数字信号比模拟信号更加高效。
生活在三维现实空间的我们，几乎每天都花费不少时间，通过手机或计算机在数字世界中遨游。
还是从笔者从事的通信行业看问题吧。不知道大家有没有听过长途电话这个说法，或许你会说，电话就是电话，哪来什么长途短途之说啊？举个例子，如果你从伟大首都北京用家里的座机打一个电话去上海的12345678座机号的话，只需动动你的小手指，应该是这样拨号的：0 21 12345678。其中，第一个数字0代表你需要打北京外地的电话了，21是指上海的区号，表示你要打到上海去，后面的12345678就是上海本地的电话号码，这样你就可以接通上海朋友家的电话了。如此简单的动作能够打得通电话，主要是我们用的已经是数字电话交换机的缘故。那么在模拟电话的时代，是如何打长途电话呢？那个时候你需要呼叫接线员，请求接线员帮你接通上海的电话，许多时候如果北京到上海的长途线拥挤占线的话，接线员会让你等待，等候长途线空闲，方能给你接通。碰到前面的人长时间“侃电话”的话，要接通一个长途电话，需要等上半个小时、一个小时也是很正常的事情。
我们再来看看数字通信的方式，同时可以有几路信号可以通信，数字交换机会自动把各自的声音进行数字化传给对方。一根北京到上海的线可以由多人同时使用，数字化实现了资源由专用到共享的转变，这大大提高了资源的使用率，而且声音清晰，品质优秀，这些都是数字信号的特点。
直至今日，我们也常听到类似数字经济、数字化转型等带数字的概念，听起来都很“高大尚”，其理由就是数字化可以给我们带来高效率。
与数字信号关联紧密的就是IT/ICT的发展，正是这些技术的进步，使互联网得以蓬勃发展，也许可以倒过来说，正是由于互联网的发展，促使了IT/ICT的快速发展。下面再看看世界各国互联网的发展情况。
本节小结：数字比模拟更高效。