噪聲和訊號的區別

在通訊領域，我們經常遇到兩種型別的資料：噪聲和訊號。這兩個術語經常被互換使用，但它們並不相同。噪聲是指訊號中出現的任何不需要的或隨機的干擾，而訊號則是要傳輸的所需資訊。在這篇文章中，我們將詳細討論噪聲和訊號之間的區別。

什麼是噪聲？

噪聲被描述為任何被認為過於響亮且干擾聽覺的噪音。從物理學的角度來看，噪聲被認為與訊號無法區分，因為兩者都是透過介質（如空氣或水）發生的振動。兩者之間的主要區別在於大腦接收和感知聲音時，會根據周圍環境和當時的活動對其進行分類。

不同型別的噪聲

噪聲可以被歸類為任何聲音、大小和形狀。它是我們日常生活中的一部分，但在人們能夠準確測量它之前，他們需要了解它的各種型別。型別如下所示：

• 連續噪聲 - 這是由連續流產生的噪聲，例如，由不間斷執行的機器產生。

• 間歇噪聲 - 此類別是指噪聲水平不斷增加和降低。這種噪聲是由諸如頭頂飛機、迴圈執行的工廠裝置或火車經過某個地方等因素產生的。

• 脈衝噪聲 - 脈衝噪聲通常與建築和拆遷領域相關。它通常是由於突然的爆發而產生的，由於其快速且令人驚訝的性質，可能會驚嚇到附近的任何人。

• 低頻噪聲 - 低頻噪聲與我們的日常聲景相關。這種噪聲可能是來自背景中嗡嗡作響的發電廠或以低頻率轟鳴的大型柴油發動機。

什麼是訊號？

訊號可以採用不同的形式，從運動到動作、運動和聲音。在這種情況下，我們尋找訊號的聲音含義。

從物理學的角度來看，訊號是任何用於將資料從一點傳送到另一點的電磁場或電流。在更深入的通訊系統、電氣工程和訊號處理方面，它被定義為一個函式，用於傳達有關某些現象的屬性或行為的資訊。它也可以理解為任何可量化實體中任何可觀察的變化。

不同型別的訊號

訊號分為兩類，即模擬訊號和數字訊號。主要型別使用各種訊號進行量化。型別解釋如下：

• 運動 - 當物體運動時，可以認為它是一個訊號。它也可以使用各種感測器進行監控以提供訊號。

• 聲音 - 聲音是透過介質（如空氣）的振動。它將壓力值與時間和三個空間座標的值相關聯。通常，為了使聲音有資格成為訊號，它必須由麥克風轉換為電訊號。

• 影像 - 影像或圖片由顏色訊號或亮度組成。物體以反射或發射的電磁波（一種電子訊號）的形式出現。

• 其他訊號型別包括影片和生物膜電位。

差異：噪聲和訊號

噪聲和訊號之間的一個關鍵區別在於，訊號是有意的並且攜帶有意義的資訊，而噪聲是無意的並且不攜帶任何資訊。換句話說，訊號是為了傳輸特定資訊而建立的，而噪聲是不需要的附加資訊，可能會干擾資訊。訊號通常是特定頻率或模式，可以被解碼，而噪聲是不可預測且隨機的。

訊號和噪聲之間的另一個區別是，訊號通常比噪聲強。訊號需要足夠強才能克服可能存在的任何干擾。如果訊號微弱，噪聲可能會壓倒它，從而難以解碼資訊。因此，強訊號對於確保資訊準確傳輸至關重要。

此外，訊號和噪聲可以使用不同的引數進行測量。訊號通常以幅度、頻率和相位來衡量，而噪聲則以信噪比 (SNR) 來衡量。SNR 是訊號功率與噪聲功率之比。較高的 SNR 表示訊號強於噪聲，而較低的 SNR 表示噪聲強於訊號。

此外，訊號和噪聲會影響傳輸資訊的準確性和可靠性。噪聲可能會扭曲或破壞訊號，從而導致接收到的資訊出現錯誤。為了最大程度地減少噪聲對訊號的影響，使用了各種技術，例如糾錯碼、濾波和調製。這些技術可以幫助提高傳輸資訊的準確性和可靠性。

下表突出顯示了噪聲和訊號之間的主要區別：

結論

總之，噪聲和訊號是通訊系統中的兩個關鍵概念。雖然兩者都與資訊的傳輸有關，但它們並不相同。訊號是要傳輸的所需資訊，而噪聲是任何可能影響訊號質量的不需要的或隨機的干擾。

強訊號對於克服可能存在的任何干擾至關重要，並且使用了各種技術來最大程度地減少噪聲對訊號的影響。瞭解噪聲和訊號之間的區別對於設計和實施有效的通訊系統至關重要。

Vineet Nanda

更新於： 2023年4月19日

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