數(shù)字信號(hào)與模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換

模擬信號(hào)模擬信號(hào)信號(hào)波形模擬隨著信息的變化而變化，模擬信號(hào)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(hào)，其信號(hào)波形在時(shí)間上也是連續(xù)的，因此它又是連續(xù)信號(hào)。模擬信號(hào)按一定的時(shí)間間隔T抽樣后的抽樣信號(hào)，由于其波形在時(shí)間上是離散的，但此信號(hào)的幅度仍然是連續(xù)的，所以仍然是模擬信號(hào)。

電話、傳真、電視信號(hào)都是模擬信號(hào)。信號(hào)抽樣后時(shí)間離散，但輻值不離散。常見的抽樣信號(hào)是周期矩形脈沖和周期沖激脈沖抽樣。模擬信號(hào)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(hào)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(hào)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(hào)。直觀的說，離散時(shí)間信號(hào)的橫軸可以認(rèn)為已經(jīng)不代表時(shí)間了。

模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)需要經(jīng)過信號(hào)的采樣、信號(hào)的保持、信號(hào)的量化與信號(hào)的編碼四個(gè)基本步驟。采樣是對(duì)連續(xù)信號(hào)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(hào)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(hào)就越接近原始的模擬信號(hào)，但采樣頻率過高則對(duì)實(shí)際電路的要求就更高，也會(huì)給帶來大量的計(jì)算與存儲(chǔ)。采樣頻率過低會(huì)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(hào)提供給后續(xù)信號(hào)量化。

對(duì)采集得到的離散信號(hào)進(jìn)行量化是將特定幅度的信號(hào)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(hào)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(huì)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(hào)幅度降低到一定值后，量化噪聲與原始模擬信號(hào)之間的相關(guān)性就更加明顯。

對(duì)量化后的離散信號(hào)進(jìn)行編碼是模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)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(hào)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)。

數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)更為簡(jiǎn)單易懂。實(shí)際上，數(shù)模轉(zhuǎn)換可以看成是對(duì)數(shù)字信號(hào)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(duì)應(yīng)的模擬量，然后將各個(gè)位數(shù)對(duì)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(hào)到模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換。

數(shù)字信號(hào)處理器是一種專業(yè)的信號(hào)處理設(shè)備。它將采集到的原始數(shù)據(jù)信號(hào)發(fā)送給數(shù)字信號(hào)處理器。通過信號(hào)濾波、采樣處理和數(shù)字信號(hào)傳輸，根據(jù)實(shí)際需要實(shí)現(xiàn)了信號(hào)的轉(zhuǎn)換。該信號(hào)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(cè)、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(hào)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。