在 1970 年代后期，您可以拥有的最令人兴奋的东西之一是 数字 看。而不是试图从中找出时间 慢慢旋转的手，就像你不得不做旧式一样 模拟 观看时，您只需从数字显示屏上读取数字即可。从那以后， 我们已经更习惯了数字技术的概念。现在很漂亮 很多东西似乎都是数字化的，从电视和广播到 音乐播放器、相机、手机，甚至书籍。什么是 模拟技术和数字技术的区别?哪个最好? 让我们仔细看看!

　　照片：模拟还是数字?这款优雅的瑞士手表通过指针在表盘上移动来显示时间，因此它是我们所说的模拟技术的一个例子。

　　什么是模拟技术?

　　人们很容易接受数字事物，通常是通过思考它们 如 电子的，计算机化，甚至可能不值得 试图理解。但模拟技术的概念往往看起来更多 令人困惑——尤其是当人们试图在这样的页面中解释它时 这。那么这到底是怎么回事呢?

　　模拟到底是什么意思?

　　如果你有一个模拟手表，它用扫来扫去的指针来报时 拨盘：指针的位置是 测量 的时代。如何 手的移动与时间直接相关。所以如果 时针扫过表盘的两个部分，它表明 与只移动一个相比，经过的时间是其两倍 段。这听起来非常明显，但它要微妙得多。 比最初看起来的要好。关键是手在 表盘是一种方式 代表 打发时间。不一样 事物作为时间本身：它是一种表示或 类比 的时间。当您用尺子测量某物时也是如此。如果 您测量手指的长度并将其标记在 木尺，那一小条带 木 或您正在查看的塑料 (尺子的一小段)与手指的长度相同。它 当然，不是你的手指——它是你手指的表示： 另一个类比。这就是模拟一词的真正含义。

　　照片：此表盘温度计通过指针和表盘显示温度。如果你更喜欢 微妙的定义，它使用其指针来显示温度的表示(或类比) 表盘。

　　模拟测量

　　直到 计算机 早期开始称霸科技 在20世纪的几十年里，几乎每一台测量仪器都是 模拟。如果您想测量 电流，你做到了 一个 动圈计 有一个小指针在表盘上移动。越多 指针向上移动，电路中的电流越高。 指针是电流的类比。各种其他 测量设备以类似的方式工作，从 称重机 和 车速表 自 声级计 和地震仪 (地震-绘图机)。

　　模拟信息

　　然而，模拟技术不仅仅是测量物体或使用刻度盘。 和指针。当我们说某事是模拟的时，我们通常只是简单地表示 它不是数字化的：它所做的工作，或者它的信息 句柄，不涉及以电子方式处理数字。一 旧式 胶片相机 有时被称为模拟示例 科技。您在一块透明片上捕获图像 塑胶 涂有银基化学品的“薄膜”，可与 光.什么时候 薄膜是显影的(在实验室中化学处理)，用于 打印您拍摄的场景的表示形式。换句话说， 你得到的图片是一个 类比 您想要的场景 记录。用老式的录制声音也是如此 盒式录音机。您制作的录音是 磁化 长卷塑料胶带上的区域。他们一起 表示一个 类比 您最初听到的声音。

　　什么是数字技术?

　　数字化则完全不同。而不是存储文字、图片和声音 作为塑料薄膜或磁带等东西的表示，我们 首先将信息转换为数字(数字)并显示或 改为存储数字。

　　数字测量

　　照片：袖珍计算器上的小型LCD显示屏。最数字化 设备现在使用这样的LCD显示器，制造成本低廉且易于阅读。

　　许多科学仪器现在以数字方式(自动 显示读数 液晶显示器) 而不是使用模拟指针 和表盘。 温度计, 血压计、万用表(用于测量电流和电压)和浴室秤 只是一些常见的测量设备 现在可能会为您提供即时数字阅读。数字 显示器通常比模拟显示器更快、更容易阅读; 它们是否更准确取决于测量方式 实际制作和展示。

　　数字信息

　　相片： 电子书 它们的优势归功于数字技术：它们可以将相当于数千本纸质书籍存储在适合您书籍的薄型电子设备中。不仅如此，他们还可以从互联网上下载数字图书，从而节省到当地书店或图书馆的模拟跋涉!

　　各种日常技术也使用数字而不是 模拟技术。 手机，例如，发送和接收 通过将一个人的声音转换为数字来呼叫 然后将数字从一个地方发送到另一个地方，以以下形式 无线电波. 以这种方式使用，数字技术具有许多优势。更容易 以数字形式存储信息，通常占用更少 房间。您需要多个架子来存储 400 个黑胶唱片，模拟 LP唱片，但与 一 MP3播放器 您可以投入相同的金额 口袋里的音乐!电子书(ebook)阅读器是相似的：通常，他们可以 在一个较小的空间中存储几千本书(大约 50 个书架) 比一本平装本!数字信息 通常更安全：手机通话 加密 以前 传输 — 当信息为数字时，这很容易做到 形式开始。您还可以使用数字进行编辑和播放 信息非常容易。我们中很少有人有足够的才华 重绘伦勃朗或达芬奇的画作略有不同 风格。但是任何人都可以在 计算机图形学 程序，它通过操纵数字来工作 代表 图像而不是图像本身。

　　相片：大型数字时钟对跑步者来说既快速又容易地阅读。照片由Jhi L. Scott提供，由美国海军和 维基共享资源.

　　模拟和数字哪个更好?

　　仅仅因为数字技术具有优势，并不意味着它是 总是比模拟好。模拟手表可能更准确 比数字的，如果它使用高精度运动(齿轮 和 弹簧) 来测量时间 传球，如果它有一个扫荡的秒针，它将代表 时间比显示屏仅显示的数字手表更精确 小时和分钟。令人惊讶的是，模拟手表也可以保持时间 比石英更好：机械模拟手表的日常变化往往 相互抵消，而电子石英表中的那些往往会复合一个 另一个(原因如下). 一般来说，世界上最昂贵的手表是模拟手表(当然，这部分是因为人们更喜欢 他们看起来的方式)，虽然世界上最准确 原子钟 显示 数字显示时间。

　　照片：1949 年的早期模拟计算机：这样的机器 用模拟刻度盘、杠杆、皮带和齿轮表示数字，而不是存储在 电子存储器。图片由 美国宇航局在下议院.

　　一个有趣的问题是，信息是否以数字形式存储 持续时间与模拟信息一样长。博物馆还有纸 数千份文件(以及写在粘土或石头上的文件) 岁月，但没有人拥有第一封电子邮件或手机 谈话。打开任何关于历史的书籍 摄影 你会 查看尼埃普斯，达盖尔和 福克斯-塔尔博特。但是你不会看到第一个数字的任何图片 照片：尽管它是最近的，但可能没有人知道 它是什么或谁拿走了它!很多人拥有并珍惜塑料 LP唱片 几十年前，但没有人同样重视 到一次性 .MP3 音乐文件。早期记录的很多信息 电脑内存 设备完全不可能用更新的设备读取 计算机;即使是软盘，最近也很常见 1990 年代中期，在不再有现代计算机上无法阅读 具有内置软盘驱动器。

　　这就是为什么，尽管未来可能是数字化的，但模拟技术将永远有其 地方!

　　什么是抽样?

　　将模拟信息转换为数字信息很容易：每次制作时都会这样做 数码照片、在计算机上录制声音或通过 手机. 该过程称为 模数转换 (ADC) 或者，更非正式地说， 采样. 采样只是意味着“定期测量”——通过一个例子最容易理解。

　　假设我正在用手机和你说话。这 声音 我的声音真的是一波又一波 能源 通过空中传播到手机的 麦克风，将它们转换为 电信号。声波和信号都是连续变化的波形——它们是模拟信息—— 它们看起来像图中的上图。

　　图稿：上图：粗略的模拟声波。中间：低采样率会产生原始波的粗略数字近似值。下图：采样率加倍会产生更准确的波的数字版本，但生成的数字信息(数据)是我们需要存储和传输的两倍。

　　手机以数字形式传输声音，因此这些模拟波需要转换为数字。如何 发生这种事?手机内部称为模数转换器的电路每秒多次测量波的大小 并将每个测量值存储为数字。你可以在中间的图中看到，我已经把第一个图表变成了 一个非常近似的条形图。如果每个柱线代表一秒的时间，我们可以用九来表示这个图表 数字(每个条形的高度对应一个数字)：5-7-7-5-1-1-3-3-5。因此，通过每秒对声波进行一次采样(测量)，我们成功地将模拟声波转换为数字信息。我们可以将这些数字作为无线电波通过空气发送到另一部手机，这将反向运行该过程，并将数字变回我们可以听到的声音。

　　但是你看到问题了吗?在将声音转换为数字并返回的过程中，某些信息会丢失 同样，因为我所做的测量并不能精确地捕捉到原始波的形状：它只是一个粗略的 近似值。我能做些什么呢?我可以做 更多测量，通过测量两倍的频率来测量声波。 这意味着将所谓的 采样率.现在，正如你在下面的图表中看到的，我得到了两倍的测量值，我的声波由十八个数字表示：6-7-7-8-8-7-7-5-2-1-1-2-3-3-4-4-4。我越是提高采样率，我对声音的数字表示就越准确，但我创建的数字信息就越多，并且 我需要存储它的空间就越大。

　　采样率和比特率

　　当您下载数字音乐时，您可以选择在 什么叫不同 比特率.从广义上讲，比特率是 每次对音乐进行采样时捕获的信息。因此，更高的比特率意味着捕获的信息越多，并且 模拟信息更准确地转换为数字信息。更高质量的音乐曲目可能具有更高的 比特率，但曲目将占用您计算机上的更多空间，并且需要更长的时间来下载。

　　通常，音乐以 44.1kHz(每秒约 44，000 次)的采样率为 CD 和 MP3 曲目进行数字转换。为什么这么高的利率?由于技术原因，我不会在这里讨论，采样率需要大约是波中最高声音频率的两倍，并且由于人类的听力限制在20kHz左右，这表明我们需要至少40kHz的采样率。 MP3 轨道的典型比特率约为 128kbps(每秒 128，000 个二进制数字或比特)，但质量更高 比特率介于 128kbps 和 256kbps 之间(最高每秒 256，000 位)。