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模擬訊號
鎖定
- 中文名
- 模擬訊號
- 外文名
- analog signal
- 別 名
- 模擬信號
- 領 域
- 通信技術
模擬訊號信息介紹
模擬信號利用對象的一些物理屬性來表達、傳遞信息。例如,非液體氣壓表利用指針螺旋位置來表達壓強信息。在電學中,電壓是模擬信號最普遍的物理媒介,除此之外,頻率、電流和電荷也可以被用來表達模擬信號。
任何的信息都可以用模擬信號來表達。這裏的信號常常指物理現象中被測量對變化的響應,例如聲音、光、温度、位移、壓強,這些物理量可以使用傳感器測量。模擬信號中,不同的時間點位置的信號值可以是連續變化的;而對於數字信號,不同時間點的信號值總是處於預先設定的離散點,因此如果物理量的真實值不能在這些預設值中被找到,那麼這時數字信號就與真實值存在一定的偏差。
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模擬訊號分辨率
理論上,模擬信號的分辨率趨近無窮大。不過在實際情況中,模擬信號的分辨率常常會受噪聲和信號擺率(slew rate)的限制。因此,現實中的模擬信號和數字信號的分辨率和帶寬都有一定的限制。在一些非常複雜的模擬系統中,諸如非線性問題和噪聲等效應會降低模擬信號的分辨率,以至於此時它的分辨率甚至低於特定的數字信號系統。類似的,當數字系統變得複雜時,數字數據流裏會產生錯誤。在實際的系統中,往往需要綜合應用兩種形式的信號,從而使的系統獲得最好的工作性能。
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模擬訊號優點
模擬信號的主要優點是其精確的分辨率,在理想情況下,它具有無窮大的分辨率。與數字信號相比,模擬信號的信息密度更高。由於不存在量化誤差,它可以對自然界物理量的真實值進行儘可能逼近的描述。
模擬信號的另一個優點是,當達到相同的效果,模擬信號處理比數字信號處理更簡單。模擬信號的處理可以直接通過模擬電路組件(例如運算放大器等)實現,而數字信號處理往往涉及複雜的算法,甚至需要專門的數字信號處理器。
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模擬訊號缺點
模擬信號的主要缺點是它總是受到雜訊(信號中不希望得到的隨機變化值)的影響。信號被多次複製,或進行長距離傳輸之後,這些隨機噪聲的影響可能會變得十分顯著。在電學裏,使用接地屏蔽(shield)、線路良好接觸、使用同軸電纜或雙絞線,可以在一定程度上緩解這些負面效應。
噪聲效應會使信號產生有損。有損後的模擬信號幾乎不可能再次被還原,因為對所需信號的放大會同時對噪聲信號進行放大。如果噪聲頻率與所需信號的頻率差距較大,可以通過引入電子濾波器,過濾掉特定頻率的噪聲,但是這一方案只能儘可能地降低噪聲的影響。因此,在噪聲在作用下,雖然模擬信號理論上具有無窮分辨率,但並不一定比數字信號更加精確。
儘管數字信號處理算法相對複雜,但是現有的數字信號處理器可以快速地完成這一任務。另外,計算機等系統的逐漸普及,使得數字信號的傳播、處理都變得更加方便。諸如照相機等設備都逐漸實現數字化,儘管它們最初必須以模擬信號的形式接收真實物理量的信息,最後都會通過模擬數字轉換器轉換為數字信號,以方便計算機進行處理,或通過互聯網進行傳輸。
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模擬訊號調製
利用信號的調變技術,可以將信號轉換成所需要的不同性質的模擬信號。例如,可以對正弦載波進行調幅、調頻來達到特殊的工作目的。
模擬訊號參見
- 數字信號
- 參考資料
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- 1. "Concise Dictionary of Computing." Penguin Reference – Penguin Books – pages 11–12.
- 2. "Digital Signal Processing: Instant access." Butterworth-Heinemann – pages 2–3
- 3. Andrew Bateman, Iain Paterson-Stephens. DSP算法、應用與設計(英文名:Algorithms, Applications and Design Techniques). 機械工業出版社. 2003. ISBN 7-111-12204-6.