計算機(jī)控制系統(tǒng),就必須首先解決模擬量和數(shù)字量之間的轉(zhuǎn)換問題。轉(zhuǎn)換過程大體上要解決如下3個問題:采樣(sample);量化(quantity);編碼(coding)
1.信號的采樣
把時間連續(xù)的信號轉(zhuǎn)換為一連串時間不連續(xù)的脈沖信號,這個過程稱為“采樣”,又稱為“抽樣”、“取樣”。采樣后的脈沖信號稱為采樣信號,采樣信號在時間軸上是離散的,但在函數(shù)軸上仍是連續(xù)的。
圖1 信號的采樣
香農(nóng)(shannon)采樣定量:若信號的最高頻率為fmax,只要采樣頻率f ≥ 2 fmax,采樣信號就能唯一復(fù)現(xiàn)原信號。實際應(yīng)用中, f>=(5~10)fmax
2.量化
采樣信號經(jīng)過整量化成為數(shù)字信號的過程稱為整量化過程。整量化過程是一個數(shù)值分層過程。即四舍五入過程。量化單位 q 是a/d轉(zhuǎn)換器最低位二進(jìn)制位(lsb)所代表的物理量,量化誤差(精度)為±q/2。
圖2 信號的量化
3.編碼
把量化信號轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制代碼的過程稱為編碼。