模擬信號(hào)的特點(diǎn)和分類

　　模擬信號(hào)是指用連續(xù)變化的物理量所表達(dá)的信息，如溫度、濕度、壓力、長(zhǎng)度、電流、電壓等等，我們通常又把模擬信號(hào)稱為連續(xù)信號(hào)，它在一定的時(shí)間范圍內(nèi)可以有無限多個(gè)不同的取值。而數(shù)字信號(hào)是指在取值上是離散的、不連續(xù)的信號(hào)。

　　實(shí)際生產(chǎn)生活中的各種物理量，如攝相機(jī)攝下的圖像、錄音機(jī)錄下的聲音、車間控制室所記錄的壓力、流t、轉(zhuǎn)速、濕度等等都是模擬信號(hào)。數(shù)字信號(hào)是在模擬信號(hào)的基礎(chǔ)上經(jīng)過采樣、量化和編碼而形成的。具體地說，采樣就是把輸入的模擬信號(hào)按。適當(dāng)?shù)臅r(shí)間間隔得到各個(gè)時(shí)刻的樣本值。量化是把經(jīng)采樣測(cè)得的各個(gè)時(shí)刻的值用二進(jìn)碼制來表示，編碼則是把t化生成的二進(jìn)制數(shù)排列在一起形成順序脈沖序列。

　　模擬信號(hào)傳輸過程中，先把信息信號(hào)轉(zhuǎn)換成幾乎“一模一樣”的波動(dòng)電信號(hào)（因此叫“模擬”），再通過有線或無線的方式傳輸出去，電信號(hào)被接收下來后，通過接收設(shè)備還原成信息信號(hào)

　　模擬信號(hào)的特點(diǎn)是，在時(shí)間上和幅值上均是連續(xù)的，在一定動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)可能取任意值。

　　從宏觀上看，我們周圍的世界大多數(shù)物理量都是時(shí)間連續(xù)、數(shù)值連續(xù)的變量，例如在電子系統(tǒng)實(shí)例1中，光纖拉制塔的控制系統(tǒng)示意圖內(nèi)所示的爐溫、光纖直徑、外涂敷樹脂壓力及溫度、拉絲盤轉(zhuǎn)速等等都是實(shí)際的物理變量，這些變量通過相應(yīng)的傳感器都可轉(zhuǎn)換為模擬電信號(hào)輸入到電子系統(tǒng)中去。

　　光纖拉制塔中的石英預(yù)制棒加熱爐溫度控制系統(tǒng)方框圖如圖1所示。圖2所示的是圖1中高溫計(jì)的輸出電壓波形和放大電路的輸出電壓波形，前者直接模擬爐溫的變化曲線，而后者只不過是電壓幅值放大了1000倍。兩者都稱為模擬信號(hào)。

? ? ? ? ?模擬信號(hào)的分類

　　在信號(hào)分析中，按時(shí)間和幅值的連續(xù)性和離散性把信號(hào)分為4類：

　?。?）時(shí)間連續(xù)、數(shù)值連續(xù)信號(hào)；

　　（2）時(shí)間離散、數(shù)值連續(xù)信號(hào)；

　?。?）時(shí)間離散、數(shù)值離散信號(hào)；

　?。?）時(shí)間連續(xù)、數(shù)值離散信號(hào)。

　　其中第（1）類即前面所述的模擬信號(hào)。

　　處理模擬信號(hào)的電子電路稱為模擬電路，如圖1中的放大電路、濾波電路、電壓/電流變換電路等。

　　模擬信號(hào)優(yōu)點(diǎn)

　　模擬信號(hào)的主要優(yōu)點(diǎn)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(shù)字信號(hào)相比，模擬信號(hào)的信息密度更高。由于不存在量化誤差，它可以對(duì)自然界物理量的真實(shí)值進(jìn)行盡可能逼近的描述。

　　模擬信號(hào)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，當(dāng)達(dá)到相同的效果，模擬信號(hào)處理比數(shù)字信號(hào)處理更簡(jiǎn)單。模擬信號(hào)的處理可以直接通過模擬電路組件（例如運(yùn)算放大器等）實(shí)現(xiàn)，而數(shù)字信號(hào)處理往往涉及復(fù)雜的算法，甚至需要專門的數(shù)字信號(hào)處理器。

　　模擬信號(hào)缺點(diǎn)

　　模擬信號(hào)的主要缺點(diǎn)是它總是受到雜訊（信號(hào)中不希望得到的隨機(jī)變化值）的影響。信號(hào)被多次復(fù)制，或進(jìn)行長(zhǎng)距離傳輸之后，這些隨機(jī)噪聲的影響可能會(huì)變得十分顯著。在電學(xué)里，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(fù)面效應(yīng)。

　　噪聲效應(yīng)會(huì)使信號(hào)產(chǎn)生有損。有損后的模擬信號(hào)幾乎不可能再次被還原，因?yàn)閷?duì)所需信號(hào)的放大會(huì)同時(shí)對(duì)噪聲信號(hào)進(jìn)行放大。如果噪聲頻率與所需信號(hào)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，但是這一方案只能盡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(hào)理論上具有無窮分辨率，但并不一定比數(shù)字信號(hào)更加精確。

　　盡管數(shù)字信號(hào)處理算法相對(duì)復(fù)雜，但是現(xiàn)有的數(shù)字信號(hào)處理器可以快速地完成這一任務(wù)。另外，計(jì)算機(jī)等系統(tǒng)的逐漸普及，使得數(shù)字信號(hào)的傳播、處理都變得更加方便。諸如照相機(jī)等設(shè)備都逐漸實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，盡管它們最初必須以模擬信號(hào)的形式接收真實(shí)物理量的信息，最后都會(huì)通過模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，以方便計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，或通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行傳輸。