簡介
信息化時代已經不告而至，我們時時刻刻被各種各樣的信号包圍，信号的本質是表示消息（信息）的物理量，如常見的正弦電信号中，如果是不同的幅度、不同的頻率，或不同相位則表示不同的消息（信息）。以信号為載體的數據可表示現實物理世界中的任何信息，如文字符号、圖像等，從其特定的表現形式來看，信号可以分為：模拟信号和數字信号。
數字信号是指用一組特殊的狀态來描述信号，典型的就是當前用最為常見的二進制數字來表示的信号，之所以采用二進制數字表示信号，其根本原因是電路隻能表示兩種狀态，即電路的通與斷。在實際的數字信号傳輸中，通常是将一定範圍的信息變化歸類為狀态0或狀态1，這種狀态的設置大大提高了數字信号的抗噪聲能力。不僅如此，在保密性、抗幹擾、傳輸質量等方面，數字信号都比模拟信号要好，且更加節約信号傳輸通道資源。
數字信号與離散時間信号的區别在因變量。離散時間信号的自變量是離散的、因變量是連續的，其自變量用整數表示，因變量用與物理量大小相對應的數字表示。離散時間信号的大小用有限位二進制數表示後，就是數字信号。
優點
數字信号的優點很多，首先是它抗幹擾的能力特别強，它不但可以用于通訊技術，而且還可以用于信息處理技術，時髦的高清晰度電視、VCD、DVD激光機都采用了數字信号處理技術。其次，我們使用的電子計算機都是數字的，它們處理的信号本來就是數字信号。在通訊上使用了數字信号，就可以很方便地将計算機與通訊結合起來，将計算機處理信息的優勢用于通訊事業。如電話通訊中采用了程控數字交換機，用計算機來代替接線員的工作，不僅接線迅速準确，而且占地小、效率高，省去不少人工和設備，使電話通訊産生了一個質的飛躍。再次，數字信号便于存儲，現在流行的CD、MP3唱盤，VCD、DVD視盤及電腦光盤都是用數字信号來存儲的信息。此外，數字通信還可以兼容電話、電報、數據和圖像等多類信息的傳送，能在同一條線路上傳送電話、有線電視、多媒體等多種信息。數字信号還便于加密和糾錯，具有較強的保密性和可靠性。
由于數字信号是用兩種物理狀态來表示0和1的，故其抵抗材料本身幹擾和環境幹擾的能力都比模拟信号強很多；在現代技術的信号處理中，數字信号發揮的作用越來越大，幾乎複雜的信号處理都離不開數字信号；或者說，隻要能把解決問題的方法用數學公式表示，就能用計算機來處理代表物理量的數字信号。
在數字電路中，數字信号隻有0、1兩個狀态，它的值是通過中央值來判斷的，在中央值以下規定為0，以上規定為1，所以即使混入了其他幹擾信号，隻要幹擾信号的值不超過阈值範圍，就可以再現出原來的信号。即使因幹擾信号的值超過阈值範圍而出現了誤碼，隻要采用一定的編碼技術，也很容易将出錯的信号檢測出來并加以糾正因此，與模拟信号相比，數字信号在傳輸過程中具有更高的抗幹擾能力，更遠的傳輸距離，且失真幅度小。
數字信号在傳輸過程中不僅具有較高的抗幹擾性，還可以通過壓縮，占用較少的帶寬，實現在相同的帶寬内傳輸更多、更高視頻等數字信号的效果。此外，數字信号還可用半導體存儲器來存儲，并可直接用于計算機處理。若将電話、傳真、電視所處理的圖像、文本、視頻等數據及其他各種不同形式的信号都轉換成數字脈沖來傳輸，還有利于組成統一的通信網，實現今天各界人士和電信工業者們極力推崇的綜合業務數字網絡(IS-DN)。從而為人們提供全新的，更靈活、更方便的服務。正因為數字信号具有上述突出的優點，它正在迅速而且已經取得了十分廣泛的應用。
信号轉換
模拟信号
模拟信号的信号波形模拟随着信息的變化而變化，模拟信号其特點是幅度連續(連續的含義是在某一取值範圍内可以取無限多個數值)。模拟信号，其信号波形在時間上也是連續的，因此它又是連續信号。模拟信号按一定的時間間隔T抽樣後的抽樣信号，由于其波形在時間上是離散的，但此信号的幅度仍然是連續的，所以仍然是模拟信号。電話、傳真、電視信号都是模拟信号。
信号抽樣後時間離散，但輻值不離散。常見的抽樣信号是周期矩形脈沖和周期沖激脈沖抽樣。模拟信号在整個時間軸上都是有定義的，在“沒有幅值”的區域的意義是幅值為零。而離散時間信号隻在離散時刻上才有定義，其他地方沒有定義，和幅值為零是不同概念，這兩種信号在時間軸看上去很相似，其實是以不同類型的系統為基礎的兩種有本質區别的信号。直觀的說，離散時間信号的橫軸可以認為已經不代表時間了。
模拟到數字信号
模拟信号轉換為數字信号需要經過信号的采樣、信号的保持、信号的量化與信号的編碼四個基本步驟。
采樣是對連續信号在時間上進行離散，即按照特定的時間間隔在原始的模拟信号上逐點采集瞬時值。從效果來看，采樣頻率越高所得的離散信号就越接近原始的模拟信号，但采樣頻率過高則對實際電路的要求就更高，也會給帶來大量的計算與存儲。采樣頻率過低會導緻信息丢失，嚴重時導緻信息失真，無法使用。采取其瞬時值後要在原位置保持一段時間，這樣行成的鋸齒型波信号提供給後續信号量化。
對采集得到的離散信号進行量化是将特定幅度的信号轉化為模數轉換器的最小單位的整數倍，這個最小單位也被稱為模數轉換器的量化單位。每個采樣值代表一次采樣所獲得模拟信号的瞬時幅度。通常量化單位都是2的倍數，量化位數越多，量化誤差就越小，量化得到的結果就越好。在實際的量化過程由于需要近似處理，因此一定存在量化誤差，這種誤差在最後數模轉換時又會再現，通常稱這種誤差為量化噪聲。通常可以通過增加量化位數來降低這種量化誤差，但當信号幅度降低到一定值後，量化噪聲與原始模拟信号之間的相關性就更加明顯。
對量化後的離散信号進行編碼是模拟信号轉換為數字信号的最後環節，常見的采用并行比較型路和逐次逼近型電路實現，将量化後的離散信号轉換為對應的數字信号。
數字到模拟信号
數字信号轉換為模拟信号更為簡單易懂。實際上，數模轉換可以看成是對數字信号譯碼，數模轉換是将輸入的二進制數按其實際權值轉換成對應的模拟量，然後将各個位數對應得到的模拟量相加，得到的總模拟量就與輸入的數字量成正比，這就實現了數字信号到模拟信号的轉換。
相關技術
數字信号處理器是一種專業的信号處理設備。它将采集到的原始數據信号發送給數字信号處理器。通過信号濾波、采樣處理和數字信号傳輸，根據實際需要實現了信号的轉換。該信号處理技術廣泛應用于醫療衛生、自動化工程、雷達探測、航空航天等領域。在科學技術不斷發展的過程中，數字信号技術受到了企業的青睐。以其為核心的産品和技術在電子信息工程中發揮着不可替代的作用。
特點
數字信号處理技術提取信号數據，濾除有效信息和無效信息，最終将有效信息轉換成更合适的信号形式，使信号更加穩定、準确。以往的技術主要采用模拟信号，但這種方法使得數據參數難以修改，信号靈敏度不高。在數字信号技術中，采用了二進制邏輯技術。該技術對溫度和顔色的變化具有很強的感知能力和适應性。更好的信号輸入和輸出。
優點
适用範圍大：數字信号處理技術廣泛應用于各個領域，具有廣泛的适用性。數字信号處理技術可以應用于許多領域，因為數字信号處理器有多種類型，可以被各種軟件使用，也可以根據不同的需要進行選擇。當操作員在數字處理系統中存儲數據時，他們可以很容易地将各種信息處理轉換成所需的形式，以計算機網絡技術為例，在計算機中，數字信号可以作為調制處理器的技術使用，将數字信号處理技術應用于程序編程中。
處理速度快：與模拟信号處理器相比，數字信号處理器在高速處理方面有着明顯的優勢能力。數字信号模拟器自身具有的芯片與其他芯片較為不同，主要采用哈佛結構，電子工程的專業人士可以将數字信息程序和存儲的空間進行獨立開來，保證兩者互不幹擾，形成數字信号處理器的工作流程。将數字信号處理系統與傳統的信号處理相比較，數字信号可以在處理的過程中，進行其他指令的識别和處理，這樣就大大的提高了信息處理的效率，提高了速度。
發展前景
随着數字信号處理技術的發展和使用，在時間中，不斷的将數字信号處理技術的效率和性能提升。數字信号處理技術以自身特有的優點，逐漸受到了電子産品的歡迎，也替代了曾經達到巅峰核心技術，并在這一領域取得了發展和提升。
數字信号處理技術目前的使用處于初級階段，在未來的發展中，數字信号處理技術的水平會在實踐中不斷的提升。根據數字信号處理技術的特點、優勢和目前已經進入和發展的領域來看，數字信号處理技術的未來發展将主要體現在以下幾個方面。首先，數字信号處理技術将更加注重速度，減少電子設備功能和資源的損失，減小幾何尺寸，使數字信号處理技術能夠滿足現代社會和工業的需要。生産部門的需求繼續增長。其次，數字信号處理技術的發展将側重于核心結構的改進和改變，更側重于數字信号處理器核心微體系結構的應用。
