模拟信号

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小技巧~

维基百科有个有意思的功能：

因为很多词条是从英文的维基百科自动翻译成中文的，为了用词准确，在每个中文词条右上方有一个词汇的转换说明

点击可以看到很多翻译规则，例如：

• 原文：A.I.；大陆：人工智能；香港：人工智能；台灣：人工智慧；
• 原文：access；大陆：访问；台灣：存取；
• 原文：Access control list；大陆：访问控制表；台灣：存取控制串列；
• 原文：activation；大陆：激活；台灣：啟用；
• 原文：adapter；大陆：适配器；台灣：介面卡；
• 原文：add-on；大陆：附加组件；台灣：附加元件；

这样在看英文资料时，尤其是一些专业词汇不太明白时，来查看这个说明非常方便。

概述

模拟信号利用对象的一些物理属性来表达、传递信息。例如，非液体气压表利用指针螺旋位置来表达压强信息。在电学中，电压是模拟信号最普遍的物理媒介，除此之外，频率、电流和电荷也可以被用来表达模拟信号。

任何的信息都可以用模拟信号来表达。这里的信号常常指物理现象中被测量对变化的响应，例如声音、光、温度、位移、压强，这些物理量可以使用传感器测量。模拟信号中，不同的时间点位置的信号值可以是连续变化的；而对于数字信号，不同时间点的信号值总是处于预先设定的离散点，因此如果物理量的真实值不能在这些预设值中被找到，那么这时数字信号就与真实值存在一定的偏差。

分辨率

理论上，模拟信号的分辨率趋近无穷大。不过在实际情况中，模拟信号的分辨率常常会受噪声和信号摆率（slew rate）的限制。因此，现实中的模拟信号和数字信号的分辨率和带宽都有一定的限制。在一些非常复杂的模拟系统中，诸如非线性问题和噪声等效应会降低模拟信号的分辨率，以至于此时它的分辨率甚至低于特定的数字信号系统。类似的，当数字系统变得复杂时，数字数据流里会产生错误。在实际的系统中，往往需要综合应用两种形式的信号，从而达使系统获得最好的工作性能。

优点

模拟信号的主要优点是其精确的分辨率，在理想情况下，它具有无穷大的分辨率。^[1]与数字信号相比，模拟信号的信息密度更高。^[2]由于不存在量化误差，它可以对自然界物理量的真实值进行尽可能逼近的描述。

模拟信号的另一个优点是，当达到相同的效果，模拟信号处理比数字信号处理更简单。模拟信号的处理可以直接通过模拟电路元件（例如运算放大器等）实现，^[3]而数字信号处理往往涉及复杂的算法，甚至需要专门的数字信号处理器。

缺点

模拟信号的主要缺点是它总是受到杂讯（信号中不希望得到的随机变化值）的影响。信号被多次复制，或进行长距离传输之后，这些随机噪声的影响可能会变得十分显著。在电学里，使用接地屏蔽（shield）、线路良好接触、使用同轴电缆或双绞线，可以在一定程度上缓解这些负面效应。^[4]

噪声效应会使信号产生失真。失真后的模拟信号几乎不可能再次被还原，因为对所需信号的放大会同时对噪声信号进行放大。如果噪声频率与所需信号的频率差距较大，可以通过引入电子滤波器，^[5]过滤掉特定频率的噪声，但是这一方案只能尽可能地降低噪声的影响。因此，在噪声在作用下，虽然模拟信号理论上具有无穷分辨率，但并不一定比数字信号更加精确。

尽管数字信号处理算法相对复杂，但是现有的数字信号处理器可以快速地完成这一任务。^[6]另外，计算机等系统的逐渐普及，使得数字信号的传播、处理都变得更加方便。诸如照相机等设备都逐渐实现数字化，尽管它们最初必须以模拟信号的形式接收真实物理量的信息，最后都会通过模拟数字转换器转换为数字信号，以方便计算机进行处理，或通过互联网进行传输。

调制

利用信号的调变技术，可以将信号转换成所需要的不同性质的模拟信号。例如，可以对正弦载波进行调幅、调频来达到特殊的工作目的。