模拟信号的处理比数字信号处理更简单 模拟信号是什么

模拟信号是指用持续变动的物理量表示的信息,其信号的幅度,或频率,或相位随时间作持续转变,或在一段持续的时间间隔内,其代表信息的特征量可以在随意瞬间展现为随意数值的信号 。

模拟信号的处理比数字信号处理更简单 模拟信号是什么

文章插图
介绍模拟信号是指用持续变动的物理量要表达的信息,如温度、湿度、压力、长短、电流、电压等等,我们一般又把模拟信号称为持续信号,它在一定的时间范围内能够有无限多个不同的选值 。而数据信号是指在选值上有离散的、不连续的信号 。
具体生产活动中的很多物理量,如摄相机摄下的图像、收录机录下的声响、车间主控室所记载的压力、流速、转速、湿度等都是模拟信号 。数据信号要在模拟信号的基础上经过取样、量化和编号所形成的 。具体地说,取样就是把输入模拟信号按.适度的时间间隔获得每个时刻的样本值.量化是把经取样测得的每个时刻的值用二进码制来描述,编号乃是把量化产生的二进制数排序在一起产生顺序脉冲序列 。
模拟信号传输过程中,先将信息信号转化成几乎“一模一样”的波动电信号(因此叫“模拟”),再通过有线应无线的形式传送出去,电信号被接收下来后,根据接收设备转变成信息信号 。
近百年以来,不论是有线连接的电话,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 。照说模拟信号同原先的信号在波型上几乎“一模一样”,好像应当达到很好的传播价值,然而事实正好相反,以往大家打电话时经常碰到听不见、杂声大的状况;广播电台播出的交响乐,听上去同现场听乐队演奏相比总有较大的缺乏;电视图像上都时会雪花点闪动 。这是因为信号在传送过程中要经过很多的处理传送,这些设备难免要产生一些噪音和影响;此外,假如是有线传输,线路附近的电器设备也要产生干扰信号;假如是无线传输,则更加“开放”,空中的各种影响根本无法抵触 。这些影响很容易引发信号失帧,也会带来一些噪音 。这些失帧和附加的噪音,还会随着传输的距离的增加而积累起来,严重危害通信品质 。对此,大家想了很多办法 。一种是采取各种对策来抗干扰,如提升信息处理设备的品质,尽量减少它产生噪声;亦如给传输线加上屏蔽;又如选用调频载波来代替调幅载波等 。可是,这些方法也不能有效解决影响的问题 。另一种办法是设法除去信号里的噪音,把失确实信号恢复正常,可是,针对模拟信号而言,因为不能从已失确实信号较清晰地推知出原先不失确实信号,因此这种办法难以有效,有些甚至越弄越糟 。
模拟信号关键是和离散的数字信号相对的连续的信号,模拟信号分布在大自然的各个角落,如气温的变化,而数据信号是人为抽象出去的在力度选值上不连续的信号 。电学上的模拟信号主要指力度和相位都持续的电信号,此信号能够被模拟电路进行各种计算,如放大,相加,乘积等 。
模拟信号智能化模拟信号转换为数字信号需经过信号的取样、信号的维持、信号的量化与信号的编号四个基本流程 。
取样是对持续信号在时间上开展离散,即依照特定的时间间隔在原始的模拟信号上逐点收集瞬时值 。从效果来看,采样频率越大,所得的离散信号就越接近原始的模拟信号,但采样频率太高则对实际电路的需求就更高,也能给带来大量计算与存放 。采样频率太低会导致信息遗失,严重时造成信息失帧,不能使用 。采用其瞬时值后应在原位置维持一段时间,那样形成的锯齿型波信号发放给后续信号量化 。
对收集得到的离散信号开展量化是把特定幅度的信号转化为模数转换器的最小单位的整数倍,这个最小单位又被称为模数转换器的量化企业 。每个采样值代表一次取样所获得模拟信号的瞬间力度 。一般量化企业都是 2 的倍率,量化位数越大,量化偏差就越小,量化得到的结果越好 。在实际的量化过程因为必须类似解决,因此一定存有量化偏差,这类偏差最后数模转换时又重现,一般称这类偏差为量化噪音 。一般能通过提升量化位数来减少这类量化偏差,但当信号力度降低到一定值后,量化噪音与初始模拟信号之间的相关性就更加明显 。
对量化后的离散信号开展编号是模拟信号转换为数字信号的最后阶段,常见的选用并行较为型路和逐次逼近型电路完成,根据依靠一定的电路,可以将量化后的离散信号转换成对应的数据信号 。
信号优势【模拟信号的处理比数字信号处理更简单 模拟信号是什么】模拟信号的主要优点则是精准的分辨率,在理想情况下,其具有无穷的分辨率 。与数字信号相比,模拟信号的信息密度更高 。因为不会有量化偏差,它能够对大自然物理量的真实值开展尽量逼近的描写 。
模拟信号的另一个优点是,当达到同样的效果,模拟信号解决比数据信号解决更方便 。模拟信号的处理能够直接通过模拟电路部件(比如运算放大器等)完成,而数据信号解决通常涉及繁杂的算法,甚至需要专门的数据信号Cpu 。