Analoginis arba analoginis signalas - tai bet koks nepertraukiamas signalas.

Skirtumas nuo skaitmeninio signalo yra tas, kad ir labai maži signalo svyravimai yra reikšmingi. Kalbant apie analoginį signalą, dažnai turimas omenyje elektrinis kontekstas, tačiau mechaninės, pneumatinės, hidraulinės ir kitos sistemos taip pat gali perduoti analoginius signalus. Analoginis signalas yra nepertraukiamas laiko ir dažnai amplitudės atžvilgiu — tai reiškia, kad jo vertės gali kisti bet kurioje laiko smulkmėje ir gali įgyti begalybę reikšmių ribose.

Pagrindinės savybės

  • Nepertraukiamumas: reikšmė egzistuoja visose laiko taškuose.
  • Tęstinė amplitudė: signalas gali įgyti realių (ne tik diskretinių) reikšmių.
  • Jautrumas smulkiems pokyčiams: net maži triukšmo pokyčiai gali turėti įtakos informacijai.
  • Priklausomybė nuo signalo srovės/įtampos ar fizinės savybės: informacija koduojama naudojant tam tikrą laikmenos parametrą (pvz., įtampą, slėgį, šviesos intensyvumą).
  • Triukšmas ir iškraipymai: analoginiai signalai yra linkę į triukšmą ir degradaciją per perdavimą ir stiprinimą.

Pavyzdžiai ir taikymai

Analoginis signalas naudoja tam tikrą laikmenos savybę, kad perduotų signalo informaciją. Analoginiu signalu galima perduoti bet kokią informaciją, dažnai toks signalas yra išmatuotas fizikinių reiškinių, tokių kaip garsas, šviesa, temperatūra, padėtis ar slėgis, pokytis.

Pavyzdžiui, įrašant garsą oro slėgio pokyčiai (t. y. garsas) veikia mikrofono diafragmą, o tai sukelia atitinkamus įtampos arba srovės pokyčius elektros grandinėje. Sakoma, kad įtampa arba srovė yra garso "analogas". Tokie analoginiai garso signalai naudojami studijose, radijo transliacijose (AM, FM), vinilinėse plokštelėse, magnetinėje juostoje (kasetėse) ir garso įrangoje, kur kiekvienas grandinės komponentas gali pridėti triukšmą ar iškraipymus.

Kiti praktiniai panaudojimo pavyzdžiai:

  • Sensorių išėjimai: termoporahos, termistorų ar fotodetektorių analoginiai įtampų ar srovių signalai perduoda temperatūrą, šviesos intensyvumą ir pan.
  • Valdymo sistemos: PID reguliatoriai ir kitos pramoninės valdymo grandinės dažnai dirba su analoginiais signalais tarp jutiklių ir aktuatorių.
  • Telekomunikacijos ir radijas: tradicinė telefonija ir radijo transliacijos naudoja analoginius moduliacijos metodus.
  • Instrumentinė elektronika: matavimo prietaisai, oscilloskopai ir matuokliai dažnai tikrina ir apdoroja analoginius signalus.

Signalo apdorojimas ir konversija

Analoginius signalus dažnai reikia stiprinti, filtruoti ir apsaugoti nuo triukšmo. Filtrai (žemo ir aukšto dažnio) leidžia pašalinti nepageidaujamus dažnius, o stiprintuvai padidina signalą iki pageidaujamo lygio. Daugeliu atvejų analoginis signalas yra konvertuojamas į skaitmeninį formatą, naudojant analogiškai-skaitmeninį keitiklį (ADC), kad būtų galima toliau apdoroti kompiuteriuose ar skaitmeniniuose įrenginiuose. Atvirkščiai, skaitmeninis signalas gali būti paverstas į analoginį per skaitmeninis-analoginį keitiklį (DAC), pavyzdžiui, garso atkūrimui.

Triukšmas, kokybė ir ribos

Analoginių signalų kokybė dažnai vertinama pagal signalo ir triukšmo santykį (SNR), dinaminį diapazoną ir dažninį atsaką. Kiekvienas perdavimo ar stiprinimo etapas gali pridėti triukšmą arba iškraipymus, todėl ilgų nuotolių perdavimuose ir daugybėje kopijų analoginės informacijos kokybė gali mažėti. Dėl šių priežasčių daug sistemų perėjo prie skaitmeninio perdavimo, kur signalo atkūrimas gali būti tikslesnis ir mažiau jautrus nuostoliams.

Privalumai ir trūkumai

  • Privalumai: paprastesnė įranga kai kuriais atvejais, tiesioginis ryšys su realiomis fizinėmis reikšmėmis, dažnai geresnė rezoliucija žemo dažnio diapazone be kvantizacijos artefaktų.
  • Trūkumai: jautrumas triukšmui ir degradacijai, jautrumas komponentų netobulumams, sunkesnė nuosekli daugkartinė kopija be kokybės praradimo, dažnai platesnis reikalaujamas perdavimo juostos plotis.

Geriausia analoginių signalų praktika apima tinkamą ekranavimą, žemės schemų valdymą, filtravimą prieš stiprinimą ar konversiją bei aukštos kokybės komponentų naudojimą, kad sumažintumėte triukšmą ir iškraipymus.

Apie skaitmeninį ir analoginį signalus žr. "Skaitmeninis".