模拟信号
模拟信号（英语：analog signal）是指在时域上数学形式为连续函数的讯号。与类比讯号对应的是数位讯号，后者采取分立的逻辑值，而前者可以取得连续值。类比讯号的概念常常在涉及电的领域中被使用，不过经典力学、水力学、空气动力学（Pneumatic）等学科有时也会使用类比讯号的概念。
概述
编辑类比讯号利用对象的一些物理属性来表达、传递信息。例如，非液体气压表利用指针螺旋位置来表达压力资讯。在电学中，电压是类比讯号最普遍的物理媒介，除此之外，频率、电流和电荷也可以被用来表达类比讯号。
任何的资讯都可以用类比讯号来表达。这里的讯号常常指物理现象中被测量对变化的响应，例如声音、光、温度、位移、压力，这些物理量可以使用传感器测量。模拟讯号中，不同的时间点位置的讯号值可以是连续变化的；而对于数位讯号，不同时间点的讯号值总是处于预先设定的离散点，因此如果物理量的真实值不能在这些预设值中被找到，那么这时数位讯号就与真实值存在一定的偏差。
分辨率
编辑理论上，类比讯号的分辨率趋近无穷大。不过在实际情况中，类比讯号的分辨率常常会受杂讯和讯号摆率（Slew Rate）的限制。因此，现实中的类比讯号和数位讯号的分辨率和频宽都有一定的限制。在一些非常复杂的类比系统中，诸如非线性问题和杂讯等效应会降低类比讯号的分辨率，以至于此时它的分辨率甚至低于特定的数位讯号系统。类似的，当数位系统变得复杂时，数位资料流里会产生错误。在实际的系统中，往往需要综合应用两种形式的讯号，从而使系统获得最好的工作性能。
优点
编辑模拟信号的主要优点是其精确的分辨率，在理想情况下，它具有无穷大的分辨率。[1]与数字信号相比，模拟信号的信息密度更高。[2]由于不存在量化误差，它可以对自然界物理量的真实值进行尽可能逼近的描述。
模拟信号的另一个优点是，当达到相同的效果，模拟信号处理比数字信号处理更简单。模拟信号的处理可以直接通过模拟电路元件（例如运算放大器等）实现，[3]而数字信号处理往往涉及复杂的算法，甚至需要专门的数字信号处理器。
缺点
编辑类比讯号的主要缺点是容易受到杂讯（讯号中不希望得到的随机变化值）的影响。讯号被多次复制，或进行长距离传输之后，这些随机杂讯的影响可能会变得十分显著。在电学里，使用接地封锁（Shield）、线路良好接触、使用同轴电缆或双绞线，可以在一定程度上缓解这些负面效应。[4]
杂讯效应会使讯号产生失真，失真后的类比讯号几乎不可能再次被还原，因为对所需讯号的放大会同时对杂讯讯号进行放大。如果杂讯频率与所需讯号的频率差距较大，可以透过引入电子滤波器，[5]过滤掉特定频率的杂讯，但是这一方案只能尽可能地降低杂讯的影响。因此，在杂讯在作用下，虽然类比讯号理论上具有无穷分辨率，但并不一定比数位讯号更加精确。
尽管数位讯号处理演算法相对复杂，但是现有的数位讯号处理器可以快速地完成这项任务。[6]电脑等系统逐渐普及也使得数位讯号的传播和处理变得更加方便。诸如照相机等设备都逐渐实现数位化，尽管它们最初必须以类比讯号的形式接收真实物理量的资讯，最后都会透过类比数位转换器转换为数位讯号，以方便电脑进行处理，或透过网际网路进行传输。
将类比讯号数位化的理由
编辑- 类比系统较容易受到杂讯的影响，而数位系统则较不易受杂讯影响。并且，对于长距离传输，可以在路径上的任何位置，无误差的重新产生和原始讯号相同的信号，并且传输通过该位置后所剩下的距离。
- 在类比系统中，要在相同传输架构下整合不同的服务相对数位系统更加困难。所以，实务上，我们一般以数位方式呈现影像以及声音。
- 数位传输系统不须因信号源的性质而有所改变。例如，数位传输系统可以用10kbps的速率来传输声音或者传输电脑资讯，而这是类比系统不易达成的。
- 处理类比信号的电路较不容易复制，并且数位电路对于温度或震动等的影响较不敏感。
- 我们很容易描述数位讯号的特征，而且一般数位讯号的振幅范围与变化都比类比讯号来的更小，所以从硬体设计的角度来看，更加容易。
虽然，几乎所有的传递媒介，例如电缆、无线电波、光纤等，应用在数位或类比讯号上都可以，但是数位技术相较于类比技术，可以更有效的利用这些媒介，例如以下所说的方法，更容易应用在数位技术：
- 媒介分享策略，例如说多工技术，应用于数位传输比起类比传输更加容易。
- 有许多技术，例如对讯号源的编码，可以很好地移除在数位传输系统中的累赘资讯，降低真正的传输资讯量，节省频宽。
- 有许多技术，例如频道编码，可以将累赘资讯加到数位传输中，达到校正接收器端的传输误差的效果。
- 数位技术相较于类比技术，更容易制定出严谨的全球标准与规范。标准与规范可以保证我们即使不同的制造商生产出不同特性的通讯元件，他们之间仍可以有一定的互通性。
- 其他技术，如等化效应之频道补偿技术，相较于类比传输，也更容易应用在数位传输技术上。
调制
编辑利用信号的调变技术，可以将信号转换成所需要的不同性质的模拟信号。例如，可以对正弦载波进行调幅、调频来达到特殊的工作目的。
参见
编辑参考文献
编辑- ^ "Digital Signal Processing: Instant access." Butterworth-Heinemann – Page 3
- ^ "Concise Dictionary of Computing." Penguin Reference – Penguin Books – pages 11–12.
- ^ "Digital Signal Processing: Instant access." Butterworth-Heinemann – pages 2–3
- ^ 章亚明. 嵌入式控制系統應用設計. 北京: 北京邮电大学出版社. 2010年. ISBN 978-7-5635-2359-7.
- ^ 童诗白、华成英 主编. 模拟电子技术基础（第四版）. 高等教育出版社. 2006. ISBN 978-7-04-018922-3.
- ^ Andrew Bateman, Iain Paterson-Stephens. DSP算法、應用與設計（英文名：Algorithms, Applications and Design Techniques）. 机械工业出版社. 2003. ISBN 7-111-12204-6.