15、模拟滤波器：信号、技术与应用全解析

模拟滤波器：信号、技术与应用全解析

1. 信息与信号基础概念

在日常语境中，“信息”有着丰富的含义。比如在电话交谈里，信息可以是交谈的内容，而非说话者的身份；但在另一些场景下，说话者的身份也可能成为关键信息。

在信号处理系统中，信息通常以信号的形式呈现。信号主要分为以下几种类型：
- 模拟信号 ：其幅度和时间都是连续的，且变化方式与信息一致。例如，麦克风输出的信号会随着声压的变化而呈相似变化。
- 连续时间信号 ：这类信号虽然在幅度和时间上连续，但与信息并非一一对应的变化关系。信息以更复杂的方式嵌入其中，如调频（FM）发射机输出信号的频率代表信息，频率随信息（语音、音乐等）变化。模拟信号其实是连续时间信号的一个子集。在很多情况下，信号可被视为确定性的，能用函数(x(t))描述；但对于像电话线噪声这类包含随机变化的随机信号，则需用统计方法分析。

信号是抽象概念，与信号载体相关联。对于连续时间或离散时间信号，信号载体通常是物理量，常见的有电路中的电流、电压、电荷，以及晶体的机械振动和应力等。压电材料可实现电和机械量的转换。

在相关文献中，有电压模式和电流模式电路。电压模式电路利用负反馈减少元件误差和失真影响，但不适用于高频；电流模式电路反馈量少，能用于高频，但对元件误差更敏感，信号失真也更大。因此，区分包含信息的信号和信号载体很重要。

现代信号处理系统常使用只在离散时间点定义的信号，即离散时间信号。这类信号通常通过对连续时间信号采样获得，一般采用均匀采样，即采样时间间隔相同。离散时间信号又可分为值连续的和经过量化的。若信号不仅在离散时间定义，值也经过