「科普」你分得清什么是模拟量、数字量、开关量和脉冲量吗？

数字量是最常用的模拟量。例如，开关量有一个或多个输入信号（如电压、电流、脉冲等）。数字量是一种数字化的数据。它在一个给定的范围内连续变化。这些数字可以由一个或多个传感器或逻辑单元收集。

模拟量和数字量是相对的，即模拟量是指“物理信号”，而数字量是指“数据信息”。我们在这里谈论的是模拟信号的转换过程和数据信息的传输过程。

什么是模拟量？

模拟量是一种由传感器采集的物理信号，如电压、电流、温度等，它们可以被转换成数字信号，再经过采样和处理，得到相应的数字信息，这些数字信息通常都以二进制数形式存在。这些二进制数据通常通过模拟设备生成、传输和处理，例如A/D转换器或数字I/O卡等。

模拟信号不能用来传输或转换为数字信号，因为它们不能被数字化。正如我们将在第二部分中解释的那样，例如开关、按钮等模拟变量在模拟设备中无法被数字化，因为它们没有对应的模拟输出设备和对应的数字输入设备。

模拟量中有些数据也可以用数字来表示。例如：

1.开关量

开关量通常是用一个或多个物理开关来表示，例如，开关接通或断开。开关量通常以二进制数据的形式输入，例如电压、电流等，但它们也可以用数字量表示，例如脉冲。

开关量的类型有很多种。

一些开关量可以直接使用数字输入设备进行模拟操作。例如，门和灯的开关是直接用数字来表示的；或者开关（继电器）可以在模拟设备中被触发（动作）后立即输出。

另一些开关量是通过二进制转换器或数字I/O卡进行模拟操作。如果二进制数据与输入的二进制数据之间的差异很大，那么这种方法就不太可能工作。例如，开关量输入可以被转换成模拟信号，但无法被转换成数字信号，因为开关没有对应的模拟输出设备。但是，开关量可以被转换成二进制数字信号，然后通过数字I/O卡输入到计算机进行处理。

使用开关量作为模拟变量会带来很多问题。当两个变量之间存在很大的差异时，会导致使用转换器或I/O卡进行模拟操作时产生的误差过大；当两个变量之间的差异非常小时，则会导致信号失真、噪声或信号丢失等问题。此外，这些差异可能导致不同传感器或不同输入设备之间产生误差。

将开关量转换为数字信息需要用到A/D转换器或数字I/O卡等设备。但如果要使用模拟输入设备进行数字操作并保持输入数据的完整性，则需要在信号输入前使用合适的前置放大器（例如滤波电路）。同时应避免在 AD转换器中使用过多的增益（例如16- bit）。

2.模拟量

我们把模拟量描述成一系列连续变化的物理量。这意味着它们可以以数字形式被编码或解码，并且可以通过A/D转换器进行处理。

模拟量中的信号通常由两部分组成：传感器和信号转换器，传感器将输入的信号转换为数字信息，信号转换器将数字信息转换为模拟输出信号。

常见的模拟量是电压、电流、温度和压力。模拟量的信号一般可以用一个或多个逻辑单元来表示，例如A/D转换器或数字I/O卡。

模拟量可以从物理设备转换为数字设备，因为它们可以用A/D转换器或数字I/O卡来采集。它们的输出可以是模拟信号，也可以是数字信号，但是大多数情况下它们都是数字信号。因为模拟量没有对应的物理设备，所以它们不能用来传输或处理。相反，模拟量可以通过各种A/D转换器进行转换，但这些A/D转换器不能接收数字信号。

当我们谈论“开关”时，我们通常指的是两个输入之间的开关。这意味着当有一个开关时，它必须打开和关闭以接通或断开它。这种类型的开关也被称为“继电器”。由于继电器有触点（而不是电线），因此它的位置非常重要：如果它没有接触到触点，那么该触点就不会打开或闭合。因此，继电器必须与特定的电路连接才能接通或断开电路。

继电器、电磁阀和其他类型的开关需要特殊的电路连接，称为“接插件”或“接线端子”。尽管接插件通常用于连接器件（如开关、继电器或电磁阀门），但它们也可以用于其他目的。

接插件也称为“模块”，它是由不同类型的电子元器件组成的电路模块、单元或子系统。接插件由电线连接在一起时构成一个电路系统，它们通常连接在一个电路板上。接插件通常可以作为“电路板”来使用，但它们也可以通过接插件、连接器组成的系统来使用。

3.脉冲量

脉冲量也称为脉冲，是一个持续时间为0.1微秒的输入信号，通常以脉冲的形式传输。如果输出端同时存在两个或多个模拟量，则称为多路开关。脉冲通常作为数字输入和输出设备的一部分。

数字信号的传输？

数字信号的传输包括数字信号在传输过程中的转换和处理。数字信号通常以二进制形式进行传输，但也可以使用其他表示形式（如矢量数据）。这些数据通常被称为“码元”（例如： bits, shift, and range）。

在传感器中使用的数字I/O卡中就存在二进制数据格式和字符串格式之间的转换问题。这些转换涉及到数字I/O卡与计算机之间的通信，可能会产生许多其他问题。例如，一些数字I/O卡不支持模拟输入，因为它们没有数字输出设备或接口。如果您想通过计算机访问脉冲量或开关信号，则必须使用转换器（如A/D转换器、串行转换器等）或软件工具来进行转换和处理。

除了数字I/O卡外，一些数字I/O卡还带有一个数字输入端口和一个数字输出端口。对于许多其他设备，则需要将输出端与模拟输入端分开连接以实现独立运行或更简单地使用模拟输入（例如电压）作为驱动。

如何根据需要选择模拟量和数字量？

对于某些应用程序，需要一种设备来进行模拟量和数字量的转换，例如测量温度、压力或振动等。在这种情况下，您可以使用模拟输出设备（例如温度计）来实现转换，或使用数字输出设备（例如继电器或接触器）来实现转换。对于其他应用程序，您可以使用模拟输入设备来生成脉冲信号或用于通信的二进制数据。