數(shù)字量與模擬量的定義與轉(zhuǎn)換原理是什么
數(shù)字量與模擬量的定義與轉(zhuǎn)換原理是什么
模擬量是指變量在一定范圍連續(xù)變化的量;也就是在一定范圍(定義域)內(nèi)可以取任意值(在值域內(nèi))。數(shù)字量是分立量，而不是連續(xù)變化量，只能取幾個(gè)分立值，如二進(jìn)制數(shù)字變量只能取兩個(gè)值。那么數(shù)字量與模擬量的定義與轉(zhuǎn)換原理是什么呢?下面跟小編一起來(lái)了解一下吧!
數(shù)字量與模擬量的定義與轉(zhuǎn)換原理是什么
一、數(shù)字量
在時(shí)間上和數(shù)量上都是離散的物理量稱(chēng)為數(shù)字量。把表示數(shù)字量的信號(hào)叫數(shù)字信號(hào)。把工作在數(shù)字信號(hào)下的電子電路叫數(shù)字電路。
例如：
用電子電路記錄從自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)上輸出的零件數(shù)目時(shí)，每送出一個(gè)零件便給電子電路一個(gè)信號(hào)，使之記1，而平時(shí)沒(méi)有零件送出時(shí)加給電子電路的信號(hào)是0，所在為記數(shù)?？梢?jiàn)，零件數(shù)目這個(gè)信號(hào)無(wú)論在時(shí)間上還是在數(shù)量上都是不連續(xù)的，因此他是一個(gè)數(shù)字信號(hào)。最小的數(shù)量單位就是1個(gè)。
二、模擬量
在時(shí)間上或數(shù)值上都是連續(xù)的物理量稱(chēng)為模擬量。把表示模擬量的信號(hào)叫模擬信號(hào)。把工作在模擬信號(hào)下的電子電路叫模擬電路。
例如：
熱電偶在工作時(shí)輸出的電壓信號(hào)就屬于模擬信號(hào)，因?yàn)樵谌魏吻闆r下被測(cè)溫度都不可能發(fā)生突跳，所以測(cè)得的電壓信號(hào)無(wú)論在時(shí)間上還是在數(shù)量上都是連續(xù)的。而且，這個(gè)電壓信號(hào)在連續(xù)變化過(guò)程中的任何一個(gè)取值都是具體的物理意義，即表示一個(gè)相應(yīng)的溫度。
三、數(shù)字量與模擬量的轉(zhuǎn)換原理
1、數(shù)模轉(zhuǎn)換器是將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)的系統(tǒng)，一般用低通濾波即可以實(shí)現(xiàn)。數(shù)字信號(hào)先進(jìn)行解碼，即把數(shù)字碼轉(zhuǎn)換成與之對(duì)應(yīng)的電平，形成階梯狀信號(hào)，然后進(jìn)行低通濾波。
根據(jù)信號(hào)與系統(tǒng)的理論，數(shù)字階梯狀信號(hào)可以看作理想沖激采樣信號(hào)和矩形脈沖信號(hào)的卷積，那么由卷積定理，數(shù)字信號(hào)的頻譜就是沖激采樣信號(hào)的頻譜與矩形脈沖頻譜(即Sa函數(shù))的乘積。這樣，用Sa函數(shù)的倒數(shù)作為頻譜特性補(bǔ)償，由數(shù)字信號(hào)便可恢復(fù)為采樣信號(hào)。由采樣定理，采樣信號(hào)的頻譜經(jīng)理想低通濾波便得到原來(lái)模擬信號(hào)的頻譜。
一般實(shí)現(xiàn)時(shí)，不是直接依據(jù)這些原理，因?yàn)榧怃J的采樣信號(hào)很難獲得，因此，這兩次濾波(Sa函數(shù)和理想低通)可以合并(級(jí)聯(lián))，并且由于這各系統(tǒng)的濾波特性是物理不可實(shí)現(xiàn)的，所以在真實(shí)的系統(tǒng)中只能近似完成。
2、模數(shù)轉(zhuǎn)換器是將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的系統(tǒng)，是一個(gè)濾波、采樣保持和編碼的過(guò)程。
模擬信號(hào)經(jīng)帶限濾波，采樣保持電路，變?yōu)殡A梯形狀信號(hào)，然后通過(guò)編碼器，
使得階梯狀信號(hào)中的各個(gè)電平變?yōu)槎M(jìn)制碼。
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