通常，人们会认为在两个电压之间切换的任何信号都是“数字的”。这是不正确的。

“数字”意味着信号以离散符号的形式携带信息。只要正确接收符号，在传输数字信号时就不会丢失任何信息。

模拟信号总是会因传输而退化，即使退化非常小。

• PCM 信号是数字信号，由两个电压之间的切换组成。只要您按顺序接收到一系列 1 和 0，就不会丢失任何信息。
• PWM 信号是模拟信号，由两个电压之间的切换组成。脉冲的确切时序携带信息，因此如果噪声等导致时序发生任何变化，则信号被破坏。
• FSK 信号是数字信号，由正弦波组成。只要恢复每个比特的频率，就不会丢失任何信息。

[通常我不会回答一个 3.5 年前的问题，但现有的答案都没有真正回答提交者的问题。]

据我了解，问题在于如何物理生成模拟和数字（连续和离散）信号，以及它们的物理差异是什么。对此最简单的回答是所有物理信号都是模拟的。真正的区别在于我们如何解释它们。为了理解这一点，让我们看一个离散系统的非电气示例——语言。

此图像（来源）显示手写数字：

这五个符号相同吗？不，但他们都是3号。为什么？因为我们已经同意，在某些情况下（书写数字），我们将使用少量符号（数字），并且我们会将我们看到的所有内容都解释为这些符号之一。因此，即使这张图片中的所有一百个符号都不同，我们说它只有十个数字：

这意味着我们限制了符号可以携带的信息量，这称为量化。我们还决定分离页面上的符号，这称为离散化或采样。（在电子学中，符号通常在时间上分开，而不是在空间上。）这样做有一些很大的优势：

• 容错性：如果符号被弄脏或褪色，您通常可以分辨出它是什么。
• 复制：符号的副本包含与原始符号完全相同的信息。

现在让我们考虑一个模拟“系统”——绘画。这里有两幅画。首先是文森特梵高的《星夜》。第二个是另一位艺术家的复制品。

虽然这些画以相似的方式展示了相同的主题，但我们通常不会说它们是相同的。为什么？同样，答案是上下文。在看艺术时，我们关心图像中的所有信息。第二个图像是第一个图像的副本，但它不是完全相同的副本，并且它不携带与原始图像相同的信息。制作副本会导致更多信息丢失或更改。

那么为什么要使用模拟信号呢？因为世界是模拟的。我们的身体和感官是模拟的。我们听到和看到的都是模拟的。任何进入我们大脑的信息都必须通过模拟媒体进行。

模拟电子系统的工作方式就像它们携带的信息一样。想想唱片上的凹槽——它们的形状像声波。“Analog”和“analogy”来自一个希腊词，意思是“比例”。要制作一个模拟电子系统，你所要做的就是产生一个与其他物理量成正比的电压或电流——压力（声音）、光强（视频）、位置（用户输入）等。这很简单做，这就是为什么它首先完成。很难做好，这就是数字化的用武之地。

在简单的数字电子系统中，只有两个符号——1 和 0。从物理上讲，它们是电压。例如，我们可以说任何小于 2.5 伏的电压为 0，任何大于 2.5 伏的电压为 1。那么我们需要一个实现量化的电路。例如，如果输入在 1 范围内的任何位置，电路可以输出 5 伏，如果输入在 0 范围内的任何位置，电路可以输出 0 伏。这基本上是一个高增益放大器。（我们可以使用这个电路的变体来实现布尔代数。）最后，我们需要实现采样。这是借助称为时钟的特殊信号（通常是方波）和称为锁存器或触发器的特殊电路来完成的。

借助这些构建块，我们可以通过多种方式复制和处理数字数据。缺点是因为每个符号携带的信息太少，所以需要很多符号（和电路）才能完成任何有用的工作。在过去的几十年中，集成电路技术允许以相同的成本将更多的电路安装到相同的空间中。有了足够多的位、足够快的采样率和足够的电路，数字系统就有可能等于或超过模拟信号中的信息量。到那时，数字的优势开始占据主导地位，我们最终拥有了今天的世界。

由于问题提到了通信，我应该指出，数字通信系统通常使用两个以上的符号，因此它们可以将更多数据放入相同的带宽中。

连续信号可以在给定间隔内取任何值。例如，函数 sin(x) 是为所有x 定义的，可以取1 到 -1 之间的任何值。

相反，离散信号是序列。离散形式的函数 sin(x) 可以写为

其中 n 是一个整数。也就是说，上面的形式只定义在n=0,1,2,3...

连续信号由传感器测量（有些传感器会输出数字信号。它们将内置一个 DAC，省去转换它们的麻烦），然后由模拟电路（如运算放大器等）进行操作。但是，如果您希望信号由计算机或微控制器处理，则需要将信号数字化。这是维基百科的一个数字说明了这一点：

请注意，在上图中，每个固定内部（1,2,3,4... 等）都进行了采样。重要的是要理解这导致我们接近原始信号 - 毕竟，我们如何知道样本 8 和 9 之间连续信号的值是多少？你能看到，如果每个样本之间的间隔很短，它会让我们得到一个更好的近似值，如果间隔很大，我们甚至可能无法分辨出原始信号的样子！试着想一想。这是一个例子：

你能猜出这个信号是什么吗？如果您猜到它是正弦曲线，那么您是对的。但请注意，这并不是一个非常好的近似值。这是另一个例子 - 当间隔很短时，信号的形状更容易看到，不是吗？这是一个比前面的例子更好的近似值。

那么你应该多快采样你的连续信号呢？根据Nyquest，您应该以两倍以上的频率对波形进行采样（如果您的信号具有多个频率，则采样速度应该是系统中最高频率的两倍以上）。

要意识到的一件重要事情是离散和数字之间的区别。离散信号中的样本值可以是任意数字。另一方面，数字信号是只能具有离散值的信号，例如 1,2,3... 等如果是 8 位信号，则最大值仅为 255。

要获取数字信号，您必须量化离散时间信号。因为你的问题没有问到，我就不多说了。

所以，总而言之，我会给你一个例子来说明信号可能来自哪里以及为什么它们被数字化。假设您想使用麦克风录制一些东西。我们还假设您的目标频率是 1kHz。您的麦克风将为您提供代表您录音的连续电压。如果您录制的声音是正弦的，那么您的电压将是正弦的。

但是你也想用这个信号进行一些处理。我们不在乎您想进行什么样的处理，我们只知道您想在微控制器或计算机中进行。如前所述，要将这些信息输入计算机，您必须首先将信号数字化。您可以通过称为模数转换器 (ADC) 的设备来完成此操作。该设备将采用连续波形并吐出它的数字化版本。然后将数字化形式输入计算机，由计算机完成它的工作并输出输出——当然，这也是数字的。现在，为了收听这段录音，您需要使用数模转换器 (DAC) 将数字信号转换为模拟（连续）信号。模拟版本被放大，然后通过耳机或扬声器播放。希望这可以帮助。

更新：

连续信号：假设您以正常方式听到警报器，我们可以说它是连续的。那是纯粹的模拟。

离散信号：听到上述情况时，如果你用手指连续闭合和张开双耳，那就是离散信号。在这里，您正在跳过，以积极的方式，您正在收集一些信号样本。该信号是离散的，但不是数字的。在这里，如果您以更高的速度关闭和打开耳朵，您可以了解警报音量的增加或法令。即，您可以获得失真最小的模拟信息。

数字信号：您将警报的每个采样量写在纸上，并以数字形式表示。这称为数字信号。

模拟信号是连续的，而数字信号是离散的。离散特性是通过跳过模拟信号的某些部分并通过符号表示结果信号来实现的。

当我们考虑携带相同信息（真实世界数据）的模拟信号和数字信号时，可以说模拟信号携带最准确和最原始的信息。

世界是模拟数据，我们将其转换为数字是因为数字信号具有一些美丽的品质。您可以从任何有关数字电子或数字通信的书籍中了解更多信息。