噪声和信号的区别

在通信领域，我们经常遇到两种类型的数据：噪声和信号。这两个术语经常被互换使用，但它们并不相同。噪声是指信号中出现的任何不需要的或随机的干扰，而信号则是要传输的所需信息。在这篇文章中，我们将详细讨论噪声和信号之间的区别。

什么是噪声？

噪声被描述为任何被认为过于响亮且干扰听觉的噪音。从物理学的角度来看，噪声被认为与信号无法区分，因为两者都是通过介质（如空气或水）发生的振动。两者之间的主要区别在于大脑接收和感知声音时，会根据周围环境和当时的活动对其进行分类。

不同类型的噪声

噪声可以被归类为任何声音、大小和形状。它是我们日常生活中的一部分，但在人们能够准确测量它之前，他们需要了解它的各种类型。类型如下所示：

• 连续噪声 - 这是由连续流产生的噪声，例如，由不间断运行的机器产生。

• 间歇噪声 - 此类别是指噪声水平不断增加和降低。这种噪声是由诸如头顶飞机、循环运行的工厂设备或火车经过某个地方等因素产生的。

• 脉冲噪声 - 脉冲噪声通常与建筑和拆迁领域相关。它通常是由于突然的爆发而产生的，由于其快速且令人惊讶的性质，可能会惊吓到附近的任何人。

• 低频噪声 - 低频噪声与我们的日常声景相关。这种噪声可能是来自背景中嗡嗡作响的发电厂或以低频率轰鸣的大型柴油发动机。

什么是信号？

信号可以采用不同的形式，从运动到动作、运动和声音。在这种情况下，我们寻找信号的声音含义。

从物理学的角度来看，信号是任何用于将数据从一点传送到另一点的电磁场或电流。在更深入的通信系统、电气工程和信号处理方面，它被定义为一个函数，用于传达有关某些现象的属性或行为的信息。它也可以理解为任何可量化实体中任何可观察的变化。

不同类型的信号

信号分为两类，即模拟信号和数字信号。主要类型使用各种信号进行量化。类型解释如下：

• 运动 - 当物体运动时，可以认为它是一个信号。它也可以使用各种传感器进行监控以提供信号。

• 声音 - 声音是通过介质（如空气）的振动。它将压力值与时间和三个空间坐标的值相关联。通常，为了使声音有资格成为信号，它必须由麦克风转换为电信号。

• 图像 - 图像或图片由颜色信号或亮度组成。物体以反射或发射的电磁波（一种电子信号）的形式出现。

• 其他信号类型包括视频和生物膜电位。

差异：噪声和信号

噪声和信号之间的一个关键区别在于，信号是有意的并且携带有意义的信息，而噪声是无意的并且不携带任何信息。换句话说，信号是为了传输特定信息而创建的，而噪声是不需要的附加信息，可能会干扰信息。信号通常是特定频率或模式，可以被解码，而噪声是不可预测且随机的。

信号和噪声之间的另一个区别是，信号通常比噪声强。信号需要足够强才能克服可能存在的任何干扰。如果信号微弱，噪声可能会压倒它，从而难以解码信息。因此，强信号对于确保信息准确传输至关重要。

此外，信号和噪声可以使用不同的参数进行测量。信号通常以幅度、频率和相位来衡量，而噪声则以信噪比 (SNR) 来衡量。SNR 是信号功率与噪声功率之比。较高的 SNR 表示信号强于噪声，而较低的 SNR 表示噪声强于信号。

此外，信号和噪声会影响传输信息的准确性和可靠性。噪声可能会扭曲或破坏信号，从而导致接收到的信息出现错误。为了最大程度地减少噪声对信号的影响，使用了各种技术，例如纠错码、滤波和调制。这些技术可以帮助提高传输信息的准确性和可靠性。

下表突出显示了噪声和信号之间的主要区别：

结论

总之，噪声和信号是通信系统中的两个关键概念。虽然两者都与信息的传输有关，但它们并不相同。信号是要传输的所需信息，而噪声是任何可能影响信号质量的不需要的或随机的干扰。

强信号对于克服可能存在的任何干扰至关重要，并且使用了各种技术来最大程度地减少噪声对信号的影响。了解噪声和信号之间的区别对于设计和实施有效的通信系统至关重要。

Vineet Nanda

更新于： 2023年4月19日

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