什么是模拟信号 模拟信号的优缺点

模拟信号是指信息参数在给定范围内表现为连续的信号。那么你对模拟信号了解多少呢?以下是由小编整理关于什么是模拟信号的内容，希望大家喜欢!

模拟信号的简介

模拟信号是指用连续变化的物理量所表达的信息，如温度、湿度、压力、长度、电流、电压等等，我们通常又把模拟信号称为连续信号，它在一定的时间范围内可以有无限多个不同的取值。而数字信号是指在取值上是离散的、不连续的信号。

实际生产生活中的各种物理量，如摄相机摄下的图像、录音机录下的声音、车间控制室所记录的压力、流t、转速、湿度等等都是模拟信号。数字信号是在模拟信号的基础上经过采样、量化和编码而形成的。具体地说，采样就是把输入的模拟信号按.适当的时间间隔得到各个时刻的样本值.量化是把经采样测得的各个时刻的值用二进码制来表示，编码则是把t化生成的二进制数排列在一起形成顺序脉冲序列。

模拟信号传输过程中,先把信息信号转换成几乎“一模一样”的波动电信号(因此叫“模拟”),再通过有线或无线的方式传输出去,电信号被接收下来后,通过接收设备还原成信息信号。

近百年以来,无论是有线相连的电话,还是无线发送的广播电视,很长的时间内都是用模拟信号来传递信号的。照说模拟信号同原来的信号在波形上几乎“一模一样”,似乎应该达到很好的传播效果,然而事实恰恰相反,过去我们打电话时常常遇到听不清、杂音大的现象;广播电台播出的交响乐,听起来同在现场听乐队演奏相比总有较大的欠缺;电视图像上也时有雪花点闪烁。这是因为信号在传输过程中要经过许多的处理和转送,这些设备难免要产生一些噪音和干扰;此外,如果是有线传输,线路附近的电气设备也要产生电磁干扰;如果是无线传送,则更加“开放”,空中的各种干扰根本无法抗拒。这些干扰很容易引起信号失真,也会带来一些噪声。这些失真和附加的噪声,还会随着传送的距离的增加而积累起来,严重影响通讯质量。对此,人们想了许多办法。一种是采取各种措施来抗干扰,如提高信息处理设备的质量,尽量减少它产生噪音;又如给传输线加上屏蔽;再如采用调频载波来代替调幅载波等。但是,这些办法都不能从根本上解决干扰的问题。另一种办法是设法除去信号中的噪声,把失真的信号恢复过来,但是,对于模拟信号来说,由于无法从已失真的信号较准确地推知出原来不失真的信号,因此这种办法很难有效,有的甚至越弄越糟。

主要是与离散的数字信号相对的连续的信号。模拟信号分布于自然界的各个角落，如气温的变化，而数字信号是人为的抽象出来的在幅度取值上不连续的信号。电学上的模拟信号主要是指幅度和相位都连续的电信号，此信号可以被模拟电路进行各种运算，如放大，相加，相乘等。

模拟信号是指用连续变化的物理量表示的信息，其信号的幅度，或频率，或相位随时间作连续变化，广播的声音信号，电视的图像信号等。

模拟信号与数字信号的区别联系

(1)模拟信号与数字信号

不同的数据必须转换为相应的信号才能进行传输：模拟数据(模拟量)一般采用模拟信号(Analog Signal)，例如用一系列连续变化的电磁波(如无线电与电视广播中的电磁波)，或电压信号(如电话传输中的音频电压信号)来表示;数字数据(数字量)则采用数字信号(Digital Signal)，例如用一系列断续变化的电压脉冲(如我们可用恒定的正电压表示二进制数1，用恒定的负电压表示二进制数0)，或光脉冲来表示。 当模拟信号采用连续变化的电磁波来表示时，电磁波本身既是信号载体，同时作为传输介质;而当模拟信号采用连续变化的信号电压来表示时，它一般通过传统的模拟信号传输线路(例如电话网、有线电视网)来传输。 当数字信号采用断续变化的电压或光脉冲来表示时，一般则需要用双绞线、电缆或光纤介质将通信双方连接起来，才能将信号从一个节点传到另一个节点。

(2)模拟信号与数字信号之间的相互转换

模拟信号和数字信号之间可以相互转换：模拟信号一般通过PCM脉码调制(Pulse Code Modulation)方法量化为数字信号，即让模拟信号的不同幅度分别对应不同的二进制值，例如采用8位编码可将模拟信号量化为2^8=256个量级，实用中常采取24位或30位编码;数字信号一般通过对载波进行移相(Phase Shift)的方法转换为模拟信号。计算机、计算机局域网与城域网中均使用二进制数字信号，21世纪在计算机广域网中实际传送的则既有二进制数字信号，也有由数字信号转换而得的模拟信号。但是更具应用发展前景的是数字信号。

模拟信号的优点

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。与数字信号相比，模拟信号的信息密度更高。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组件(例如运算放大器等)实现，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。

模拟信号的缺点

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。

噪声效应会使信号产生有损。有损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，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。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。