Аналоговый сигнал — это любой непрерывный сигнал, представляющий некоторую другую величину, т. е. аналог другой величины. Например, в аналоговом аудиосигнале мгновенное напряжение сигнала постоянно меняется в зависимости от давления звуковых волн . [1]
Напротив, цифровой сигнал представляет собой исходную изменяющуюся во времени величину в виде выборочной последовательности квантованных значений. Цифровая выборка накладывает некоторые ограничения на полосу пропускания и динамический диапазон представления и добавляет ошибку квантования . [2]
Термин «аналоговый сигнал» обычно относится к электрическим сигналам; однако механические , пневматические , гидравлические и другие системы также могут передавать или считаться аналоговыми сигналами.
Аналоговый сигнал использует некоторые свойства среды для передачи информации сигнала. Например, барометр-анероид использует положение вращения в качестве сигнала для передачи информации о давлении. В электрическом сигнале напряжение , ток или частота сигнала могут изменяться для представления информации.
Любая информация может передаваться аналоговым сигналом; такой сигнал может быть измеренной реакцией на изменения физической переменной, такой как звук , свет , температура , положение или давление . Физическая переменная преобразуется в аналоговый сигнал преобразователем . Например, звук, ударяющий о диафрагму микрофона, вызывает соответствующие колебания тока, вырабатываемого катушкой электромагнитного микрофона, или напряжения, вырабатываемого конденсаторным микрофоном . Говорят, что напряжение или ток являются аналогом звука.
Аналоговый сигнал подвержен электронному шуму и искажениям , вносимым каналами связи , операциями записи и обработки сигнала , которые могут постепенно ухудшать отношение сигнал/шум (SNR). По мере того, как сигнал передается, копируется или обрабатывается, неизбежный шум, вносимый в тракт сигнала, будет накапливаться в виде потерь генерации , постепенно и необратимо ухудшая SNR, пока в крайних случаях сигнал не будет подавлен. Шум может проявляться в виде шипения и интермодуляционных искажений в аудиосигналах или снега в видеосигналах . Потери генерации необратимы, поскольку не существует надежного способа отличить шум от сигнала.
Преобразование аналогового сигнала в цифровую форму вносит в сигнал шум квантования низкого уровня из-за конечного разрешения цифровых систем. [3] В цифровой форме сигнал может передаваться, храниться и обрабатываться без внесения дополнительного шума или искажений с помощью обнаружения и исправления ошибок .
Накопление шума в аналоговых системах можно свести к минимуму с помощью электромагнитного экранирования , симметричных линий , малошумящих усилителей и высококачественных электрических компонентов. [4]