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模拟信号如何转为数字信号?

发布时间:2019-06-25 09:18 来源:未知 编辑:admin

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  即让模拟信号的不同幅度分别对应不同的二进制值,例如采用8位编码可将模拟信号量化为2^8=256个量级,实用中常采取24位或30位编码;数字信号一般通过对载波进行移相(Phase Shift)的方法转换为模拟信号。 计算机、计算机局域网与城域网中均使用二进制数字信号。

  模拟数据一般采用模拟信号(Analog Signal),例如用一系列连续变化的电磁波(如无线电与电视广播中的电磁波),或电压信号(如电话传输中的音频电压信号)来表示。

  数字数据则采用数字信号(Digital Signal),例如用一系列断续变化的电压脉冲(如我们可用恒定的正电压表示二进制数1,用恒定的负电压表示二进制数0),或光脉冲来表示。

  通常是指一个将模拟信号转变为数字信号的电子元件。 通常的模数转换器是将一个输入电压信号转换为一个输出的数字信号。由于数字信号本身不具有实际意义,仅仅表示一个相对大小。

  故任何一个模数转换器都需要一个参考模拟量作为转换的标准,比较常见的参考标准为最大的可转换信号大小。而输出的数字量则表示输入信号相对于参考信号的大小。 模数转换器最重要的参数是转换的精度,通常用输出的数字信号的位数的多少表示。

  转换器能够准确输出的数字信号的位数越多,表示转换器能够分辨输入信号的能力越强,转换器的性能也就越好。

  模拟信号一般通过PCM脉码调制(Pulse Code Modulation)方法量化为数字信号,即让模拟信号的不同幅度分别对应不同的二进制值,例如采用8位编码可将模拟信号量化为2^8=256个量级,实用中常采取24位或30位编码。

  模拟信号是指用连续变化的物理量所表达的信息,如温度、湿度、压力、长度、电流、电压等等,我们通常又把模拟信号称为连续信号,它在一定的时间范围内可以有无限多个不同的取值。而数字信号是指在取值上是离散的、不连续的信号。

  二进制数字脉冲完全依靠它们自己就可以显现出一长串的1和0,这对人类观察者来说并没有明显的意义。但是当DAC被用于对二进制数字信号进行解码,输出的丰富含义就显现出来了。这个输出也许是语音、图片、音乐小调,或者是机械动作。

  DAC和ADC在一些处理数字信号的应用程序中非常重要。模拟信号的可理解性或者保真性都可以得到改善,通过使用ADC将模拟的输入信号转换为数字的形式,然后数字信号再经过“清理”,最终的数字脉冲再通过使用DAC重新转换为模拟信号。

  模拟信号一般通过PCM脉码调制(Pulse Code Modulation)方法量化为数字信号,即让模拟信号的不同幅度分别对应不同的二进制值,例如采用8位编码可将模拟信号量化为2^8=256个量级,实用中常采取24位或30位编码。

  模拟信号是指用连续变化的物理量所表达的信息,如温度、湿度、压力、长度、电流、电压等等,我们通常又把模拟信号称为连续信号,它在一定的时间范围内可以有无限多个不同的取值。而数字信号是指在取值上是离散的、不连续的信号。

  数字模拟转换是计算机采集控制系统与模拟量控制对象之间紧密联系的桥梁。D/A转换器的作用是将离散的数字信号转换为连续变化的模拟信号;

  一个常见的例子就是以下的这个处理过程:通过调制解调器,将计算机上数据转换为音频(AF)品质,然后通过双绞电话线来传输。执行这个功能的电路就叫做数字模拟转换器(DAC)。对于应用计算机采集系统的工业控制领域,D/A转换器是其不可缺少的重要组成部分。

  调制解调器是一种计算机硬件,它能把计算机的数字信号翻译成可沿普通电话线传送的模拟信号,而这些模拟信号又可被线路另一端的另一个调制解调器接收,并译成计算机可懂的语言。这一简单过程完成了两台计算机间的通信。

  由于数字电路是采用脉冲的“有”和“无”这个码值来表示的,其计数方式就必须实行二进制方式。二进制数由“1”和“0”两位数组成,“1”对应脉冲“有”,“0”对应脉冲“无”。

  要将模拟信号转化为数字信号,首先应将模拟信号进行换码,下图所示为模拟信号的换码过程。

  它是将输入模拟信号的波形按适当时间来测量,把各个时刻波形的幅度用二进制数读出,并把这些二进制排成顺序脉冲序列,这样就达到了模拟信号数字化的目的。

  即使光盘在记录或重放过程中有失真和噪声,重放时根据识别码的长短或脉冲的有无,即可使原来的信号再现。

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