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數(shù)字量與模擬量的定義與轉(zhuǎn)換原理是什么

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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,只能取幾個分立值,如二進(jìn)制數(shù)字變量只能取兩個值。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

  在時間上和數(shù)量上都是離散的物理量稱為數(shù)字量。把表示數(shù)字量的信號叫數(shù)字信號。把工作在數(shù)字信號下的電子電路叫數(shù)字電路。

  例如:

  用電子電路記錄從自動生產(chǎn)線上輸出的零件數(shù)目時,每送出一個零件便給電子電路一個信號,使之記1,而平時沒有零件送出時加給電子電路的信號是0,所在為記數(shù)??梢?,零件數(shù)目這個信號無論在時間上還是在數(shù)量上都是不連續(xù)的,因此他是一個數(shù)字信號。最小的數(shù)量單位就是1個。

  二、模擬量

  在時間上或數(shù)值上都是連續(xù)的物理量稱為模擬量。把表示模擬量的信號叫模擬信號。把工作在模擬信號下的電子電路叫模擬電路。

  例如:

  熱電偶在工作時輸出的電壓信號就屬于模擬信號,因為在任何情況下被測溫度都不可能發(fā)生突跳,所以測得的電壓信號無論在時間上還是在數(shù)量上都是連續(xù)的。而且,這個電壓信號在連續(xù)變化過程中的任何一個取值都是具體的物理意義,即表示一個相應(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)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號的系統(tǒng),一般用低通濾波即可以實現(xiàn)。數(shù)字信號先進(jìn)行解碼,即把數(shù)字碼轉(zhuǎn)換成與之對應(yīng)的電平,形成階梯狀信號,然后進(jìn)行低通濾波。

  根據(jù)信號與系統(tǒng)的理論,數(shù)字階梯狀信號可以看作理想沖激采樣信號和矩形脈沖信號的卷積,那么由卷積定理,數(shù)字信號的頻譜就是沖激采樣信號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)字信號便可恢復(fù)為采樣信號。由采樣定理,采樣信號的頻譜經(jīng)理想低通濾波便得到原來模擬信號的頻譜。

  一般實現(xiàn)時,不是直接依據(jù)這些原理,因為尖銳的采樣信號很難獲得,因此,這兩次濾波(Sa函數(shù)和理想低通)可以合并(級聯(lián)),并且由于這各系統(tǒng)的濾波特性是物理不可實現(xiàn)的,所以在真實的系統(tǒng)中只能近似完成。

  2、模數(shù)轉(zhuǎn)換器是將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的系統(tǒng),是一個濾波、采樣保持和編碼的過程。

  模擬信號經(jīng)帶限濾波,采樣保持電路,變?yōu)殡A梯形狀信號,然后通過編碼器,

  使得階梯狀信號中的各個電平變?yōu)槎M(jìn)制碼。

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