Принципы преобразования сигнала из аналоговой формы в цифровую

ЦАП и АЦП.

Общие сведения:

Обычно, подаваемый источником сигнал имеет аналоговую форму (речевой, телевизионный).

Аналоговая форма сигнала определяется непрерывной функцией с мгновенными значениями в некотором интервале.

Передача и обработка сигнала может производится в аналоговой форме, однако в настоящее время, получают все большее распространение системы передачи и обработки сигналов, в которых сигнал преобразуется в цифровую форму. Полученные цифровые сигналы передаются или обрабатываются, и только на выходе из системы производится обратное преобразование из цифровой формы в аналоговую.

Преимущества цифровой формы представления информации:

1. Более высокая помехоустойчивость при передаче сигналов;

2. Независимость от времени и влияния изменений в окружающей среде;

3. Возможность построения аппаратуры с использованием последних достижений в микроэлектронике.

4. Компактность, экономичность, гибкость функционирования и изменения.

Микросхемы-преобразователи сигналов, которые по сравнению с обычными цифровыми имеют особенности:

- более высокая точность и стабильный входных и выходных характеристик в широком диапазоне температур.

- более высокие требования к контрольно-измерительной аппаратуре

- сравнительно большое число контролируемых параметров в цикле производства, при контроле готовых схем, при механических и климатических испытаниях.

ЦАП и АЦП

Широкое распространение получили в приеме, обработке и передаче большого объема информации в реальном масштабе времени

Преобразование происходит в три этапа:

1. Дискретизация

2. Квантование

3. Кодирование

На первом этапе из непрерывного сигнала Х(t) берутся отсчеты мгновенных значений через определенные интервалы времени Т (такты).

На втором этапе отсчеты привязываются к одному из уровней квантования.

На третьем этапе полученный уровень кодируется в двоичной форме.

Теоретическая основа этого преобразования является теоремой Котельникова.

Теорема Котельникова: если сигнал имеет ограниченный спектр с максимальной частотой f_max, то для восстановления аналогового сигнала из последовательности его дискретных значений тактовый интервал должен удовлетворять условию:

Т, в следствии этого частота дискретизации:

Fq2f_max.

Сущность операции квантования состоит в следующем: создается сетка уравнений квантования, смещенных на величины, называемую шагом квантования, при этом каждому уровню квантования присваивается порядковый номер, полученный в результате дискретизации отсчеты сигнала заполняются ближайшим к ним уровнем квантования.

Таким образом последовательность отсчетов сигналов в процессе квантования преобразуется в последовательность соответствующих чисел.

Дата добавления: 2013-12-12