Et analogt eller kontinuerligt signal er et signal, hvis størrelse (fx spænding, strøm, tryk eller position) kan variere jævnt og uafbrudt over tid eller rum og kan antage alle værdier inden for et område. I praksis betyder det, at også meget små udsving i signalet er meningsfulde og kan bære information.

Hvad adskiller analoge signaler fra digitale?

Forskellen fra et digitalt signal er, at digitale signaler kun kan antage et begrænset sæt diskrete værdier (typisk to niveauer: 0 og 1), mens analoge signaler er kontinuerlige. Det gør analoge signaler særligt velegnede til at repræsentere naturlige fænomener, hvor værdier ændrer sig glidende.

Eksempler og fysiske størrelser

Analoge signaler findes i mange tekniske sammenhænge. Ofte taler man om analoge signaler i en elektrisk sammenhæng, men mekaniske, pneumatiske, hydrauliske og andre systemer kan også overføre analoge signaler.

  • Akustik: Ændringer i lufttrykket (dvs. lyden).
  • Optik: Variation i lys-intensitet eller farve.
  • Temperaturmåling: Kontinuerlig ændring i temperatur.
  • Pozitions- og bevægelsessensorer: Ændring i position eller hastighed.
  • Trykmåling: Ændringer i tryk i hydraulik eller pneumatik.

Illustration: lydoptagelse

Ved lydoptagelser f.eks. rammer ændringer i lufttrykket (dvs. lyden) mikrofonens membran, hvilket medfører ændringer i spændingen eller strømmen i et elektrisk kredsløb. Spændingen eller strømmen siges at være en "analog" til lyden, fordi størrelsen af den elektriske signalværdi er direkte relateret til lufttrykkets øjeblikkelige værdi.

Karakteristika ved analoge signaler

  • Kontinuitet: Værdier ændrer sig glidende uden diskrete spring.
  • Amplitude, frekvens og fase: Et analogt signal beskrives ofte ved disse størrelser, som kan variere kontinuerligt.
  • Båndbredde og støj: Analog overførsel påvirkes af støj og forvrængning; båndbredden bestemmer, hvor hurtige ændringer signalet kan følge.
  • Begrænsninger: På grund af støj og komponenternes ikke-ideelle egenskaber kan præcision og langdistanceoverførsel være udfordrende uden forstærkning, filtrering eller regenerering.

Bearbejdning og konvertering

Analoge signaler behandles med analoge kredsløb som forstærkere, filtre og modulatore/Demodulatorer (fx AM/FM). Når et analogt signal skal behandles digitalt, benyttes en analog-til-digital konverter (ADC), hvor signalet samples og kvantiseres. Samplinghastighed og kvantisering bestemmer, hvor præcist det oprindelige analoge signal kan rekonstrueres; ifølge Nyquist-Shannon princippet må samplinghastigheden være mindst dobbelt så høj som den højeste frekvens i signalet for at undgå aliasing. Omvendt konverterer en DAC (digital-til-analog-konverter) digitale værdier tilbage til et analogt signal.

Fordele og ulemper

  • Fordele: Naturlig repræsentation af fysiske fænomener, ofte simpelt signalflow og ingen nødvendighed for kvantisering ved måling.
  • Ulemper: Følsom overfor støj og forvrængning, sværere at kopiere eller sende over lange afstande uden tab, og mindre fleksibel ved kompleks signalbehandling sammenlignet med digital behandling.

Anvendelser

Analoge signaler benyttes bredt i lyd- og radiosystemer, måle- og reguleringsudstyr, sensorer i industrielle systemer samt i kontroldele i pneumatiske og hydrauliske anlæg. Mange moderne systemer kombinerer analog måling med digital behandling for at udnytte fordelene ved begge teknologier.

Se digital for en diskussion af digital vs. analog.