信号传感器的电压幅度非常小,如麦克风产生的电压量级为10 -6 V。同样,ECG传感器和振动传感器也存在非常类似的情况。
在记录信号或者对信号重构之前,应该将信号线性放大到一个合适的值,通常用dB表示这个值。例如,经过放大器将信号放大1000倍,则信号放大60dB,其增益为60dB
。
一个系统,如果其输出y(t)是输入x(t)和系统冲激响应函数h(t)的卷积,即
则这个系统可以被视为线性系统。
注 :*为卷积符号,而不是乘号。
通常对于一个线性系统,y(t)=f[x(t)],如果:
则叠加后得到下面的关系:
测量系统线性的一种最简单的方法就是输入一个单频正弦波,如果在所有的频率上,输出只是一个在输入频率上的正弦信号(没有谐波产生),则系统是纯线性的。
对于较大的线性动态范围,放大量通常被表示为功率放大比率(P out /P in )的对数值,因为功率(P)与电压的平方(V 2 )呈正比关系,因此:
因此,如果放大倍数A=1000,则功率放大是60dB。类似地,1000倍的衰减(增益为0.001)对应于-60dB的增益或者60dB的衰减。