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)可以取無限多個數(shù)值)。模擬信號,其信號波形在時間上也是連續(xù)的,因此它又是連續(xù)信號。模擬信號按一定的時間間隔T抽樣后的抽樣信號,由于其波形在時間上是離散的,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。模擬信號在整個時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。而離散時間信號只在離散時刻上才有定義,其他地方?jīng)]有定義,和幅值為零是不同概念,這兩種信號在時間軸看上去很相似,其實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,離散時間信號的橫軸可以認(rèn)為已經(jīng)不代表時間了。
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基本步驟。采樣是對連續(xù)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(dǎo)致信息丟失,嚴(yán)重時導(dǎo)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(xù)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(zhuǎn)化為模數(shù)轉(zhuǎn)換器的最小單位的整數(shù)倍,這個最小單位也被稱為模數(shù)轉(zhuǎn)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(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)換是將輸入的二進制數(shù)按其實際權(quán)值轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的模擬量,然后將各個位數(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)實際需要實現(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。