Az analóg vagy folyamatos jel bármely olyan fizikai mennyiség, amely időben és értékben folytonosan változik, és ezek a változások hordozzák az információt. Matematikailag gyakran egy értékfüggvénnyel, például v(t) feszültség- vagy i(t) áramfüggvénnyel írható le.

Tulajdonságok

  • A jel értékei elméletileg végtelen sok lehetséges szintet vehetnek fel (folytonosság időben és amplitúdóban).
  • Leírhatók idő- és frekvenciatartományban is: az analóg jeleknek spektruma van, amely megadja, milyen frekvenciákból állnak össze.
  • Hajlamosak zajra és torzításra — a fizikai közeg és az eszközök befolyásolják a jel minőségét (attenuáció, csillapítás, frekvenciafüggő válasz).
  • Jellemzők: sávszélesség (milyen frekvenciákat képes átvinni), jelszint (amplitúdó), jel-zaj viszony (SNR) és linearitás vagy nemlinearitás.

Működés, közvetítési módok

A különbség a digitális jelekhez képest az, hogy a jel nagyon kis ingadozásai is értelmezhetőek. Az analóg jel továbbítása az adott közegben fellépő fizikai változásokon alapul: például elektromos áramkörökben feszültség- vagy áramváltozás formájában, mechanikus rendszerekben elmozdulásként vagy erőként, pneumatikus és hidraulikus rendszerekben nyomásváltozásként.

Gyakran gondolunk az elektromos jelre, de mechanikus, pneumatikus és más fizikai rendszerek is képesek analóg információt továbbítani. Az analóg jel a közeg valamely tulajdonságát használja fel a jel információjának kódolására és továbbítására.

Példák és gyakorlat

Bármilyen információt lehet analóg jellel közvetíteni; gyakori források a természeti jelenségek mért változásai, például a hang, a fény, a hőmérséklet, a helyzet vagy a nyomás. Ezeket érzékelők alakítják át analóg elektromos jellé (pl. feszültség vagy áram), amelyet aztán erősítenek, szűrnek vagy továbbítanak.

Például a hangfelvétel során a légnyomás (azaz a hang) változásai a mikrofon membránjára hatnak, ami egy elektromos áramkörben feszültség- vagy áramváltozást okoz. A keletkező feszültség az eredeti hang analógja, amelyet erősíteni és rögzíteni lehet (például magnetofonon, analóg keverőpulton vagy analóg felvevőeszközön).

Gyakorlati példák:

  • Analóg audio: bakelit lemezek, szalagos felvételek, analóg rádióátvitel.
  • Analóg televízió és videójelek (régi rendszerek, VHS stb.).
  • Szenzorok: hőelem, termisztor, potenciométer, piezoelektromos nyomásérzékelő — mind analóg kimenettel.
  • Elektronikus áramkörök: erősítők, oszcillátorok, analóg szűrők.

Átalakítás digitálisra és vissza

Az analóg jelek digitális feldolgozásához szükséges az analóg–digitális átalakítás (ADC): az analóg jel mintavételezésénél először aluláteresztő (anti-aliasing) szűrőt alkalmaznak, majd meghatározott időközönként mintát vesznek és kvantálják az értékeket. A digitális jel visszaalakításához digitális–analóg átalakítót (DAC) és gyakran egy rekonstrukciós szűrőt használnak. A mintavételezés során a Shannon–Nyquist tétel ad iránymutatást: a mintavételezési frekvencia legalább a jel felső frekvenciahatárának kétszerese kell legyen az aliasing elkerüléséhez.

Előnyök és hátrányok

  • Előnyök: egyszerű közvetlen kapcsolat a fizikai jelenséggel, sok mérési és vezérlési alkalmazásban természetes megoldás.
  • Hátrányok: érzékeny zajra, torzításra és jelromlásra; jel minősége a rendszertől és a környezeti hatásoktól függ; nehezebb hosszú távú, hibamentes tárolás és másolás (az analóg másolatoknál zaj gyűrűződik).

Összefoglalva: az analóg jel folyamatos fizikai változásokon alapuló információhordozó. Alkalmazása széles körű, de a modern rendszerekben gyakran találkozunk analóg és digitális technikák kombinációjával — az analóg jeleket digitalizálják feldolgozás, továbbítás vagy tárolás céljából, majd szükség szerint visszaalakítják analóggá.

A digitális és az analóg viszonyáról lásd: digitális.