2025-08-28

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要学的概念


要学的概念:

调幅/调频

数字信号/模拟信号

蜂窝网络

调频/调幅


调频/调幅

调频-频率调制-frequency modulation-FM

调幅-幅度调制-amplitude modulation-AM

上一次(唯一一次)学习FM是在🔗 [2022-10-11 - Truxton's blog] https://truxton2blog.com/2022-10-11/ 随手学了一点概念


🔗 [信号调制的基本原理_哔哩哔哩_bilibili] https://www.bilibili.com/video/BV1Wa4y1m7d1/ ,这个视频应该是翻译了这个youtube视频:🔗 [Understanding Modulation! | ICT #7 - YouTube] https://www.youtube.com/watch?v=Iyzpt3bKTTI 

1, 一般认为天线的长度和发射的波长(近似地、不严谨地)成正比 image

https://www.zhihu.com/question/456810156

2, 为什么要使用频率调制/调频(FM):

这里考虑的是人耳能直接听到的模拟信号而不是现代数字信号

波长越长=需要的天线长度越长,代入人耳的听觉频率范围就会发现需要很长很长的天线。所以需要调频,先把人耳能听到的频率+高频载波信号 调制成 调制信号,再进行信号传输,最后调制回来变回人耳能听到的信号

3, 幅度调制/调幅(AM)

使用AM的理由和FM几乎完全相同:波长越长=需要的天线长度越长,代入人耳的听觉频率范围就会发现需要很长很长的天线。所以需要调幅,先把人耳能听到的频率+高频载波信号 调制成 调幅信号,再进行信号传输,最后调制回来变回人耳能听到的信号。在这个过程中也是经历了从人耳低频到信号传输的高频(然后再反向解码回去)

同样的这里也只是在讨论模拟信号而不是数字信号

等等,幅度调制看起来和FM的应用场景很重合,那AM和FM的关系是什么(或者说哪个更好)?

🔗 [Whats the difference between AM and FM radio? : r/NoStupidQuestions] https://www.reddit.com/r/NoStupidQuestions/comments/siptvv/whats_the_difference_between_am_and_fm_radio/ 

简单来说,FM=音质好=正规电台=严格监管,AM=随便什么巨魔都可以=质量差一些。有的场景(比如应急收音机/航空通信)反而更应该使用AM(和传输距离/抗干扰等因素有关)。

4, 从模拟信号到数字信号:

模拟信号容易被干扰,而且现代电子设备用的都是数字信号,所以现在已经逐渐放弃了模拟信号,从2G开始往后就全都是数字信号了

https://medium.com/@gauravmoona007/the-journey-from-apache-to-5g-a-network-evolution-5350d17c3606

一个更加具体的对比:

通信原理,P6

5, 幅移键控/Amplitude-shift keying,ASK

现在开始进入数字信号领域了

1代表高振幅,0代表低振幅

6, 频移键控/频率偏移调变/频率键移(FSK,Frequency-Shift Keying )

7, 接下来的内容都是数字信号相关的了,暂时就不学了,反正目前学了就忘


🔗 [超简单理解调频/频谱以及通信的工作原理【油管搬运】【中文字幕】【1080P】_哔哩哔哩_bilibili] https://www.bilibili.com/video/BV17T4y177vp/

也都是数字信号/蜂窝网络相关,暂时不用学


(声卡、扬声器、3.5mm/USB输出接口等设备)模拟信号和数字信号的转换实例

也不是说完全不学数字信号,至少有一些疑惑(比如数字信号打电话这个过程)要搞清楚:

功放/audio power amplifier/power amp:🔗 [音频功率放大器 - 维基百科,自由的百科全书] https://zh.wikipedia.org/zh-cn/音頻功率放大器 

数字模拟转换器(英语:Digital to analog converter,英文缩写:DAC):🔗 [数字模拟转换器 - 维基百科,自由的百科全书] https://zh.wikipedia.org/zh-cn/數位類比轉換器 

模拟数字转换器(英语:Analog-to-digital converter, ADC, A/D 或 A to D):🔗 [模拟数字转换器 - 维基百科,自由的百科全书] https://zh.wikipedia.org/zh-cn/類比數位轉換器 


3.5mm Audio jack(或者类似形状的):传递模拟信号

USB:传递数字信号

功放:把模拟信号功率放大

扬声器的喇叭部分:模拟信号的电流推动喇叭发出声音

3.5mm接口的扬声器:接受模拟信号播放声音(一般还内置一个小型功放),(如果连接电脑)电脑的声卡提供数字信号->模拟信号的转换

USB接口的扬声器:接受数字信号,内置DAC(一般还内置一个小型功放),(如果连接电脑)自己的DAC提供数字信号->模拟信号的转换,相当于内置一个独立声卡

3.5mm接口的麦克风:接收声音,通过3.5mm接口输出模拟信号,(如果连接电脑)电脑的声卡提供模拟信号->数字信号的转换

USB接口的麦克风:接收声音,内置ADC,(如果连接电脑)自己的ADC提供模拟信号->数字信号的转换,相当于内置一个独立声卡

声卡:一般默认一个声卡集成了ADC, DAC和功放。


有了上面的内容,就可以理解之前的一些电子产品购买经历了:贵的声卡贵在哪里;便宜的AUX转USB的小模块质量很差音质全损底噪巨大;为什么便宜的AUX麦克风效果这么好;为什么车机不直接连接汽车喇叭播放声音;为什么macbook用户可以跳过一些便宜声卡的购买;等等。


DSP(重新复习)

DSP是digital signal processing(算法)或者digital signal processor(硬件),而不是discrete signal processing

实际上digital signal processing和discrete signal processing从本质上来说已经非常接近了,所以有的时候会有混淆解释。一般认为digital signal processing(DSP)的领域里除了时间是离散的,振幅也是离散的(reddit);其中振幅不仅是离散的,而且还是量化的(🔗 [Quantization (signal processing) - Wikipedia] https://en.wikipedia.org/wiki/Quantization_(signal_processing) ),而discrete signal processing默认时间是离散的,但振幅可以是连续的。

digital signal processor:🔗 [数字信号处理器 - 维基百科,自由的百科全书] https://zh.wikipedia.org/zh-cn/數位訊號處理器 

应用范围很广的,不仅仅是声卡,但最近几年也有边缘化/小众化的趋势:🔗 [dsp芯片是不是正在不断的边缘化?快被arm gpu碾压了? - 知乎] https://www.zhihu.com/question/34789504 

所以又跑回去补充了以前的一篇笔记:🔗 [(2023-03-29)(新的研究方向)音频,DSP硬件,AI风格迁移,开发板 - Truxton's blog] https://truxton2blog.com/2023-03-29-research-idea-audio-dsp_hardward-ai_music/ 


(没学完)

FM和AM

然后突然就跑去分析cloudflare绕路问题了。🔗 [(2025-08-28)突然跑去测网站TTFB - Truxton's blog] https://truxton2blog.com/2025-08-28-ttfb-and-cloudflare-detour-issue/ 



 Last Modified in 2025-12-31 

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