先要解決用離散數字來表示連續的模擬信號問題。打個比方：氣溫是逐漸變化的，每時每刻都在變化，因而它是隨時間連續變化的模擬量。但觀測氣溫不必每分每秒都測量，隔一定時間測一點畫在坐標圖上，連一條線，就表示了氣溫的變化。如果時間間隔合適，大安文山有線電視這條線的形狀與連續不間斷測量的曲線形狀會基本吻合，即，用離散量可以表示連續的模擬量。
這種間隔測量的方式，叫做在連續變化的模擬量上的取樣。這是把模擬信號數字化的第一步。取樣間隔多大合適?首先的原則是能基本如實的代表原來的連續模擬量。間隔太遠了要漏去重要的信息，比如測氣溫，最高氣溫出現在每天的14：00，取樣間隔太大凱擘大寬頻，偏偏漏掉了14：00，就會發生大錯。因而，取樣間隔與信號性質有關，要符合奈奎斯特定理：即取樣頻率要大於信號最高頻率的二倍。這樣抽取的樣值就包含了原來模擬信號的全部信息而不遺漏。例如電視亮度信號，最高頻率是6Mhz，取樣頻率就應該大於2×6=12Mhz。取樣的實現也簡單，讓信號經過一個電子開關，開關每秒鍾接通12M 次(當然每次接通時間都很短)，就實現了在模擬信號中每秒取12M 個離散了的樣值。這些樣值，不再是連續的了。
取樣的結果，僅是把模擬信號進行時間上的離散。陽明山有線電視樣值的幅度，仍然是模擬取值的，具有連續的數值。必須在幅度值上也進行離散處理，才能實現不僅時間上離散，幅度值上也離散。
對幅度值的離散，就是把幅度值分成若幹等級，對不在等級線上的進行舍零取整處理，歸到相鄰的等級上去。這與我們買鞋是一個道理。這樣，連續的幅度值就用離散化的有限個等級取代了，這個過程叫做量化。量化取多少個等級合適?等級多了好，金頻道有線電視但要付出的代價大。理論和實際都證明，對電視圖象信號，用256 個等級就可以了。
取樣、量化只是在時間和幅度上把信號的表示做到了離散化，還不是數字化。數字化的目的是用“0”和“1”兩個數字碼表示一切等級、量值。為什么要用“0”和“1”，不用0—9，就是因為“0”和“1”最容易用電量來表示。如，有電壓是“1”，無電壓是‘0“;開關接通是“1”，開關斷開是“0’,但“0”和“1”只能表示兩個等級，256 個等級怎么辦?使用“0”“1”的排列組成碼就解決了。這有如條碼，條碼只有黑、白兩種條，但它們不同的組合可以編出無數的碼，可以分別代表多種商品。例如，我們用8 位“0”和“1”編成8 位碼，00000000、00000001、00000010……..11111111，就有了256=28 種不重複的碼，表示256 個量。把量化後的信號，用“0”和“1”組成的碼來表示，叫做編碼。用數字編碼表示量化的信號，模擬信號才算是真正數字化了。總的是，模擬數字化三個過程：取樣、量化和編碼。
留言列表
