信號的基本概念

信號的基本概念

1 信號的增益與衰減

    有些出傳感器的電壓值非常小，例如麥克風產生的電壓量級為10-6V,在記錄信號或者重構信號時，會將信號線性放大的一個合適的值，通常用dB表示這個值。

AdB=10log(Po/Pi)=10log[(Vo^2/R)/(Vi^2/R)]=20log(Vo/Vi);

麥克風經過放大器放大後的電壓為10-2V，也就是Vo/Vi=10000,也就是功率放大80dB。

2 信號的諧波

    從高等數學中分析可知：任何周期性波形均可分解為一個基頻正弦波加上許多高次頻率的正弦波，高次頻率是基頻的整倍數（N，只能為整數），直流成分稱為0次諧波，基波稱為1次諧波，二次以上的波形稱為高次諧波，其中偶次頻率的波形稱為偶次諧波，奇次頻率的波形稱為奇次諧波。例如一個基頻為200 HZ的波形，其基波為200HZ，當它的波形不是純正的正弦波時，便有失真存在，其200HZ以上的波形稱為高次諧波，400HZ為二次諧波，600HZ為三次諧波，如此類推。

3 諧波失真測量（THD）

總諧波失真（total harmonic distortion）是指輸出信號比輸入信號多出的諧波成分。諧波失真是系統不是完全線性造成的。所有附加諧波電平之和稱為總諧波失真。總諧波失真與頻率有關。

具體計算可參見https://en.wikipedia.org/wiki/Total_harmonic_distortion。

4 噪聲

    一般採集信號都含有噪聲信號分量，不同的信號處理技術用於消除或者衰減噪聲。在大多數情況下，將噪聲認為是加性的（疊加的），這樣就可以通過線性濾波器技術來處理噪聲信號。數位訊號處理的主要任務之一就是從採集的信號中將所感興趣的信號分離出來。

5 信噪比（SNR）

信噪比（Signal-to-noise ratio  or SNR or S/N），即放大器的輸出信號的功率，與同時輸出的噪聲功率的比值，常常用分貝數表示。設備的信噪比越高表明它產生的雜音越少。一般來說，信噪比越大，說明混在信號裡的噪聲越小，聲音回放的音質量越高，否則相反。

具體計算可參見：https://en.wikipedia.org/wiki/Signal-to-noise_ratio。

6 THD+N

理想的音頻功率放大器沒有諧波失真及噪聲，所以THD+N=0%。 輸出功率在100mW左右的音頻功率放大器常用THD+N=0.1%作為額定輸出功率的條件。 例如，某立體聲耳機的音頻功率放大器，在THD+N=0.1%，輸出功率為80mW。

 

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