發布時間:2019-07-24
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模擬信號轉換為數字信號需要經過信號的采樣、信號的保持、信號的量化與信號的編碼四個基本步驟。
采樣是對連續信號在時間上進行離散,即按照特定的時間間隔在原始的模擬信號上逐點采集瞬時值。從效果來看,采樣頻率越高,所得的離散信號就越接近原始的模擬信號,但采樣頻率過高則對實際電路的要求就更高,也會給帶來大量的計算與存儲。采樣頻率過低會導致信息丟失,嚴重時導致信息失真,無法使用。采取其瞬時值后要在原位置保持一段時間,這樣行成的鋸齒型波信號提供給后續信號量化。
對采集得到的離散信號進行量化是將特定幅度的信號轉化為模數轉換器的最小單位的整數倍,這個最小單位也被稱為模數轉換器的量化單位。每個采樣值代表一次采樣所獲得模擬信號的瞬時幅度。通常量化單位都是2的倍數,量化位數越多,量化誤差就越小,量化得到的結果就越好。在實際的量化過程由于需要近似處理,因此一定存在量化誤差,這種誤差在最后數模轉換時又會再現,通常稱這種誤差為量化噪聲。通??梢酝ㄟ^增加量化位數來降低這種量化誤差,但當信號幅度降低到一定值后,量化噪聲與原始模擬信號之間的相關性就更加明顯。
對量化后的離散信號進行編碼是模擬信號轉換為數字信號的最后環節,常見的采用并行比較型路和逐次逼近型電路實現,通過借助一定的電路,可以將量化后的離散信號轉換為對應的數字信號。