# 訊號的兩個類型 : 類比(analog)與數位(digit)

訊號依據它的特性，分成類比訊號（analog signal）與數位（digital signal）兩種。

大自然產生的訊號絕大多數都是類比（analog）訊號，例如光線的明暗、聲音、力量、溫度、濕度…等，都是連續且平滑的訊號。例如光線，有完全不亮、一點點亮、有點亮、超級亮 … 等程度上的區別，而且它是連續且平滑過度的，並不是只有亮和暗兩種狀態。至於其他的類比訊號，例如溫度、溼度 … 也都很容易理解。

數位（digital）訊號通常是人為產生的，最簡單的例子就是電燈的開與關，除非是可調式的電燈，最簡單的電燈一般只有開（亮）和暗（不亮）兩種狀態。但我們講數位訊號，應用最多的還是在電子電路中，例如電腦（計算機）和各式各樣的電子產品，都只能處理數位訊號。

數位的世界只有0與1，也就是高電壓與低電壓兩種狀態，當然不是連續的訊號，那我們要怎麼輸出自然界常見的的類比訊號呢？科學家們想說，那就用數位訊號去「模擬」類比訊號吧！這就是PWM的基本觀念。

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數位to類比轉換器（Analog-to-Digital Converter，簡稱ADC）

ADC即「數位to類比轉換器」的簡稱，為一個將連續的類比訊號或者物理量（通常為電壓）轉換成數位訊號的電子電路。

自然界的訊號主要為類比訊號，時間與大小是連續的；ADC負責將類比訊號轉為數位訊號，時間與大小變成離散的。當嵌入式電子產品必須根據週遭環境的物理條件，如溫度、壓力等產生適當反應，就必須由ADC將感測器採得的類比訊號轉換為數位訊號，才能讓CPU進行數據處理。

ADC經常用於通訊、儀器和測量以及電腦系統中，可方便數位訊號的處理和資訊的儲存。大多數情況下，ADC的功能會與數位電路整合在同一晶片上，但部份設備仍需使用獨立的ADC。行動電話是數位晶片中整合ADC功能的例子，而具有更高要求的蜂巢式基地台則需依賴獨立的ADC以提供最佳性能。

ADC具備一些特性，包括：
1. 類比輸入，可以是單通道（single-channel）或多通道（multi-channel）的類比輸入。
2. 參考輸入電壓，該電壓可由外部提供，也可以在ADC內部產生。
3. 時脈輸入，通常由外部提供，用於確定ADC的轉換速率。
4. 電源輸入，通常有類比和數位電源接腳。
5. 數位輸出，ADC可以提供平行或串列的數位輸出。

ADC的技術規格：
根據取樣頻率與解析度，決定產生的數位訊號在時間、大小的離散程度。

取樣頻率（Sampling rate）：
多久對輸入的類比訊號進行一次轉換。取樣頻率越高，所得到的數位訊號越連續，但要求較大的記憶體空間存放資料及較快的資料處理速率。

解析度（Resolution）：
能將當下的類比值轉換為多準確的數位值。解析度越高，所得的訊號越精準，但每筆資料會佔用更多的位元數。

上圖中橫軸表示時間，縱軸表示大小（amplitude）。取樣頻率是對橫軸做切割，解析度則是對縱軸做切割。因為訊號以「二進位」方式儲存，所以通常解析度會以位元（bit）作為單位。

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數位to類比轉換器（Digital-to-Analog Converter，簡稱DAC）

和ADC剛好相反的電路，DAC是一種將數位訊號轉換為類比訊號（通常以電流、電壓或電荷的形式）的設備。在很多數位系統中（例如計算機），訊號以數位方式存儲和傳輸，而數位類比轉換器可以將這樣的訊號轉換為類比訊號輸出，從而使得它們能夠被外界（人或其他非數位系統）識別。

DAC的常見用法是在音樂播放器中將數位形式存儲的音頻訊號，輸出為類比的聲音，有的電視機的顯像也有類似的過程。因為經過轉換的過程，有時會降低原有類比訊號的精確度，因此轉換細節常常需要篩選或者做一些處理，使得失真不易被識別出來，例如人耳聽不出音質的些微降低，或者眼睛看不出影像上些微的畫質損失。只要轉換的失真無法被識別出來或無傷大雅，就可認為它是個優秀的DAC系統。