Аналоговый сигнал ( американский английский ) или аналоговый сигнал ( британский и английский Содружества ) — это любой непрерывный во времени сигнал, представляющий некоторую другую величину, т. е. аналогичный другой величине. Например, в аналоговом аудиосигнале мгновенное напряжение сигнала непрерывно изменяется с давлением звуковых волн . [1]
Напротив, цифровой сигнал представляет исходную изменяющуюся во времени величину как выборочную последовательность 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, анероидный барометр использует вращательное положение в качестве сигнала для передачи информации о давлении. В электрическом сигнале напряжение , ток или частота сигнала могут изменяться для представления информации.
Любая информация может быть передана аналоговым сигналом; такой сигнал может быть измеренным ответом 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, создаваемого катушкой в электромагнитном микрофоне, или напряжения, создаваемого конденсаторным микрофоном . Напряжение или ток называются 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 передачи, копирования или обработки сигнала неизбежный шум, вносимый в сигнальный тракт, будет накапливаться как потеря генерации , постепенно и необратимо ухудшая SNR, пока в крайних случаях сигнал не будет подавлен. Шум может проявляться как шипение и интермодуляционные искажения в аудиосигналах или снег в видеосигналах . Потеря генерации необратима, поскольку не существует надежного метода отличить шум от сигнала.
Преобразование аналогового сигнала в цифровую форму вносит в сигнал низкоуровневый шум квантования из-за конечного разрешения цифровых систем. [3] После преобразования в цифровую форму сигнал может передаваться, храниться и обрабатываться без внесения дополнительного шума или искажений с помощью обнаружения и исправления ошибок .
Накопление шума в аналоговых системах можно минимизировать с помощью электромагнитного экранирования , сбалансированных линий , малошумящих усилителей и высококачественных электрических компонентов. [4]