模擬信號,模擬信號是什么意思

什么是模擬信號

　　主要是與離散的數字信號相對的連續的信號。模擬信號分布于自然界的各個角落，如每天溫度的變化，而數字信號是人為的抽象出來的在時間上不連續的信號。電學上的模擬信號是主要是指幅度和相位都連續的電信號，此信號可以被模擬電路進行各種運算，如放大，相加，相乘等。
　　模擬信號是指用連續變化的物理量表示的信息，其信號的幅度，或頻率，或相位隨時間作連續變化，如目前廣播的聲音信號，或圖像信號等。

模擬信號與數字信號的區別
　　(1)模擬信號與數字信號
　　不同的數據必須轉換為相應的信號才能進行傳輸：模擬數據一般采用模擬信號(Analog Signal)，例如用一系列連續變化的電磁波(如無線電與電視廣播中的電磁波)，或電壓信號(如電話傳輸中的音頻電壓信號)來表示；數字數據則采用數字信號(Digital Signal)，例如用一系列斷續變化的電壓脈沖(如我們可用恒定的正電壓表示二進制數1，用恒定的負電壓表示二進制數0)，或光脈沖來表示。 當模擬信號采用連續變化的電磁波來表示時，電磁波本身既是信號載體，同時作為傳輸介質；而當模擬信號采用連續變化的信號電壓來表示時，它一般通過傳統的模擬信號傳輸線路(例如電話網、有線電視網)來傳輸。 當數字信號采用斷續變化的電壓或光脈沖來表示時，一般則需要用雙絞線、電纜或光纖介質將通信雙方連接起來，才能將信號從一個節點傳到另一個節點。

　　(2)模擬信號與數字信號之間的相互轉換
　　模擬信號和數字信號之間可以相互轉換：模擬信號一般通過PCM脈碼調制(Pulse Code Modulation)方法量化為數字信號，即讓模擬信號的不同幅度分別對應不同的二進制值，例如采用8位編碼可將模擬信號量化為2^8=256個量級，實用中常采取24位或30位編碼；數字信號一般通過對載波進行移相(Phase Shift)的方法轉換為模擬信號。 計算機、計算機局域網與城域網中均使用二進制數字信號，目前在計算機廣域網中實際傳送的則既有二進制數字信號，也有由數字信號轉換而得的模擬信號。但是更具應用發展前景的是數字信號。

模擬信號的數字傳輸

圖所示為一簡單增量調制的仿真實驗原理圖。圖中的話音信號源采用了一個高斯噪聲源經過3KHz低通濾波器后的輸出來模擬。調整圖中的圖符5的增益可以改變差值Δ的大小。在接收端，解調器未使用與本地解調器一致的電路，直接使用積分器解調輸出。如果希望輸出波形平滑，可在積分器和輸出放大器之間加入一個低通濾波器，以濾除信號中的高頻成分。所示是輸入的模擬話音信號波形。是增量調制后的輸出波形。為經過積分器解調后的輸出波形。觀察可以比較輸入輸出波形之間的失真。
　　由理論分析可知，ΔM的量化信噪比與抽樣頻率成三次方關系，即抽樣頻率每提高一倍則量化信噪比提高9dB。通常ΔM的抽樣頻率至少16KHz以上才能使量化信噪比達到15dB以上。32KHz時，量化信噪比約為26dB左右，可以用于一般的通信質量要求。如果設信道可用的最小信噪比為15dB，則信號的動態范圍僅有11dB，遠遠不能滿足高質量通信要求的35-50dB的動態范圍，除非抽樣頻率提高到100KHz以上采用實用價值。上述理論分析的結論讀者可以通過改變仿真實驗的信號抽樣頻率觀察到。當抽樣頻率低于16KHz時，信號失真已十分明顯，當抽樣頻率為128KHz時失真較小。
　　改進ΔM動態范圍的方法有很多，其基本原理是采用自適應方法使量階Δ的大小隨輸入信號的統計特性變化而跟蹤變化。如量階能隨信號瞬時壓擴，則稱為瞬時壓擴ΔM，記作ADM。若量階Δ隨音節時間問隔（5一20ms）中信號平均斜率變化，則稱為連續可變斜率增量調制，記作CVSD。由于這種方法中信號斜率是根據碼流中連“1”或連“0”的個數來檢測的，所以又稱為數字檢測、音節壓擴的自適應增量調制，簡稱數字壓擴增量調制。圖9.20給出了數字壓擴增量調制的方框圖。
　　數字壓擴增量調制與普通增量調制相比，其差別在于增加了連“1”連“0”數字檢測電路和音節平滑電路。由于CVSD的自適應信息（即控制電壓）是從輸出碼流中提取的，所以接收端不需要發送端傳送專門的自適應信息就能自適應于原始信號，電路實現起來比較容易。對于數字壓擴增量調制感興趣的讀者可以在上述仿真實驗的基礎上加入連“1”連“0”數字檢測電路和音節平滑電路，重新仿真并觀察改善情況。