模拟信号：定义、应用与噪音挑战

模拟信号：定义、应用与噪音挑战

模拟信号是现代通信技术的基础概念之一，广泛应用于音频、视频等多种信号传输场景。本文将从定义、应用实例以及面临的噪音挑战等方面，全面介绍模拟信号的相关知识。

模拟信号

模拟信号是任何连续信号的量，信号的时间变化的特征是一些其它随时间变化的量的表示的，即，类似的另一个时变信号。例如，在模拟音频信号中，信号的瞬时电压随着声波的压力不断变化。

相反，数字信号将原始时变量表示为量化值的采样序列。这对表示施加了一些带宽和动态范围限制，但与模拟信号不同，可以避免进一步的电子噪声和失真。

术语模拟信号通常是指电信号；然而，机械、气动、液压和其他系统也可以传送或被视为模拟信号。

模拟信号的例子

模拟信号使用介质的某些特性来传达信号的信息。例如，无液气压计使用旋转位置作为信号来传达压力信息。在电信号中，可以改变信号的电压、电流或频率来表示信息。

任何信息都可以通过模拟信号传达；这样的信号可能是对物理变量（例如声音、光、温度、位置或压力）变化的测量响应。物理变量由传感器转换为模拟信号。例如，撞击麦克风振膜的声音会引起电磁麦克风线圈产生的电流或电容麦克风产生的电压的相应波动。电压或电流被称为声音的模拟。

模拟信号的噪音

模拟信号会受到通信通道、记录和信号处理操作引入的电子噪声和失真的影响，这会逐渐降低信噪比(SNR)。随着信号的传输、复制或处理，在信号路径中引入的不可避免的噪声将累积为生成损耗，逐渐且不可逆转地降低SNN，直到在极端情况下，信号可能被淹没。噪声会显示为嘶嘶声和互调失真的音频信号，或雪在视频信号.发电损失是不可逆的，因为没有可靠的方法来区分噪声和信号。

相比之下，尽管由于数字系统的分辨率有限，将模拟信号转换为数字形式会在信号中引入低电平量化噪声，但一旦采用数字形式，就可以传输、存储或处理信号，而不会引入显着的附加噪声或失真。

模拟系统中的噪声积累可以通过电磁屏蔽、平衡线路、低噪声放大器和高质量电子元件来最小化。

在模拟系统中，很难检测到这种退化何时发生。然而，在数字系统中，退化不仅可以被检测到，还可以被纠正。