数字信号采用二进制表示的原因主要与数字系统的基本特性和工程实现需求相关，具体分析如下：
一、硬件实现基础
数字信号的自变量和因变量均为离散值，天然适合用二进制的0和1表示。计算机硬件中的基本元件（如晶体管）只能处于两种状态：导通（高电平，表示1）和截止（低电平，表示0）。这种物理特性直接推动了二进制在数字系统中的广泛应用。
简化电路设计
二进制系统仅需要两种电平（高/低），相比多级电压表示法，可显著简化数字电路的设计和实现。例如，8位二进制数可表示256种状态，仅需8个逻辑门即可实现。
二、信号传输优势
抗干扰能力强
数字信号通过离散状态传输，即使传输线路存在噪声，只要信号强度足够强，仍能保证传输准确性。例如，在长距离传输中，模拟信号容易受到电磁干扰而失真，而二进制信号几乎不受干扰影响。
信号完整性保障
数字信号的低电平和高电平状态明确，接收端无需复杂的解调过程即可还原原始数据。即使信号衰减，只要保持在阈值以上，仍能被准确识别。
三、系统性能提升
运算效率优化
二进制系统便于实现逻辑运算（如与、或、非等），且运算规则简单（如加法器只需实现半加器即可）。这不仅提高了计算速度，还降低了硬件复杂度。
扩展性与兼容性
二进制编码方式（如ASCII、Unicode）具有良好的扩展性，可轻松支持大量字符和数据类型。同时，不同设备间的二进制协议便于实现互联互通。
四、其他关键原因
存储与处理效率： 二进制数据可高效存储在内存中，并通过并行处理提升整体运算效率。 标准化与通用性
综上，二进制是数字信号的核心表示方式，其优势源于硬件特性、传输稳定性和系统效率的综合考量，成为计算机科学和数字技术的基石。
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