數(shù)字信號與模擬信號的轉(zhuǎn)換

模擬信號模擬信號信號波形模擬隨著信息的變化而變化，模擬信號其特點(diǎn)是幅度連續(xù)(連續(xù)的含義是在某一取值范圍內(nèi)可以取無限多個(gè)數(shù)值)。模擬信號，其信號波形在時(shí)間上也是連續(xù)的，因此它又是連續(xù)信號。模擬信號按一定的時(shí)間間隔T抽樣后的抽樣信號，由于其波形在時(shí)間上是離散的，但此信號的幅度仍然是連續(xù)的，所以仍然是模擬信號。

電話、傳真、電視信號都是模擬信號。信號抽樣后時(shí)間離散，但輻值不離散。常見的抽樣信號是周期矩形脈沖和周期沖激脈沖抽樣。模擬信號在整個(gè)時(shí)間軸上都是有定義的，在“沒有幅值”的區(qū)域的意義是幅值為零。而離散時(shí)間信號只在離散時(shí)刻上才有定義，其他地方?jīng)]有定義，和幅值為零是不同概念，這兩種信號在時(shí)間軸看上去很相似，其實(shí)是以不同類型的系統(tǒng)為基礎(chǔ)的兩種有本質(zhì)區(qū)別的信號。直觀的說，離散時(shí)間信號的橫軸可以認(rèn)為已經(jīng)不代表時(shí)間了。

模擬信號到數(shù)字信號模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號需要經(jīng)過信號的采樣、信號的保持、信號的量化與信號的編碼四個(gè)基本步驟。采樣是對連續(xù)信號在時(shí)間上進(jìn)行離散，即按照特定的時(shí)間間隔在原始的模擬信號上逐點(diǎn)采集瞬時(shí)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(shí)際電路的要求就更高，也會給帶來大量的計(jì)算與存儲。采樣頻率過低會導(dǎo)致信息丟失，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致信息失真，無法使用。采取其瞬時(shí)值后要在原位置保持一段時(shí)間，這樣行成的鋸齒型波信號提供給后續(xù)信號量化。

對采集得到的離散信號進(jìn)行量化是將特定幅度的信號轉(zhuǎn)化為模數(shù)轉(zhuǎn)換器的最小單位的整數(shù)倍，這個(gè)最小單位也被稱為模數(shù)轉(zhuǎn)換器的量化單位。每個(gè)采樣值代表一次采樣所獲得模擬信號的瞬時(shí)幅度。通常量化單位都是2的倍數(shù)，量化位數(shù)越多，量化誤差就越小，量化得到的結(jié)果就越好。在實(shí)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(shù)模轉(zhuǎn)換時(shí)又會再現(xiàn)，通常稱這種誤差為量化噪聲。通?？梢酝ㄟ^增加量化位數(shù)來降低這種量化誤差，但當(dāng)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(guān)性就更加明顯。

對量化后的離散信號進(jìn)行編碼是模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的最后環(huán)節(jié)，常見的采用并行比較型路和逐次逼近型電路實(shí)現(xiàn)，將量化后的離散信號轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的數(shù)字信號。

數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號更為簡單易懂。實(shí)際上，數(shù)模轉(zhuǎn)換可以看成是對數(shù)字信號譯碼，數(shù)模轉(zhuǎn)換是將輸入的二進(jìn)制數(shù)按其實(shí)際權(quán)值轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的模擬量，然后將各個(gè)位數(shù)對應(yīng)得到的模擬量相加，得到的總模擬量就與輸入的數(shù)字量成正比，這就實(shí)現(xiàn)了數(shù)字信號到模擬信號的轉(zhuǎn)換。

數(shù)字信號處理器是一種專業(yè)的信號處理設(shè)備。它將采集到的原始數(shù)據(jù)信號發(fā)送給數(shù)字信號處理器。通過信號濾波、采樣處理和數(shù)字信號傳輸，根據(jù)實(shí)際需要實(shí)現(xiàn)了信號的轉(zhuǎn)換。該信號處理技術(shù)廣泛應(yīng)用 于醫(yī)療衛(wèi)生、自動(dòng)化工程、雷達(dá)探測、航空航天等領(lǐng)域。在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的過程中，數(shù)字信號技術(shù)受到了企業(yè)的青睞。以其為核心的產(chǎn)品和技術(shù)在電子信息工程中發(fā)揮著不可替代的作用。