什么是模拟信号什么是模拟信号数字化的第一步

本文主要介绍关于模拟信号的知识点，对【什么是模拟信号】和【什么是模拟信号数字化的第一步】有兴趣的朋友可以看下由【喜欢雨天的我】投稿的技术文章，希望该技术和经验能帮到你解决你所遇的【硬件--硬件基础】相关技术问题。

什么是模拟信号数字化的第一步

模拟信号介绍信号采集模拟信号和数字信号的区别

模拟信号（介绍）

模拟信号(英语：analog signal)是指在时间和数值上均具有连续性，即对应于任意时间值t均有确定的函数值u或i，并且u或i的幅值是连续取值的信号。与模拟信号对应的是数字信号，后者采取分立的逻辑值，而前者可以取得连续值。模拟信号分布于自然界的各个角落，如每天温度的变化，模拟信号的概念常常在涉及电的领域中被使用，不过经典力学、气动力学(pneumatic)、水力学等学科有时也会使用模拟信号的概念。

---

信号采集

介绍下面的信号采集先明确几个重要的概念：
1. V/F转换：

V/F转换器是把电压信号转变为频率信号的器件,有良好的精度、线性和积分输入特点,他的应用电路简单,外围元件性能要求不高,对环境适应能力强,转换速度不低于一般的双积分型A/D器件,且价格较低,因此在一些非快速A/D转换过程中,V/F转换技术倍受青睐。
优点：
1. 接口简单,占用计算机硬件资源少。频率信号可输入微机的任一根I/O线或作为中断源及计数输入等。
2. 抗干扰性能好。V/F转换本身是一个积分过程,且用V/F转换器实现A/D转换,就是频率计数过程,相当于在计数时间内对频率信号进行积分,因而有转强的抗干扰能力。另外可采用光电耦合器连接V/F转换器与计算机之间的通道,实现光电隔离。
3. 易于远距离传输。可通过调制进行无线传输或光传输。基于以上这些特点由V/F转换器构造的系统可以简化电路,降低成本,提高性价比。

A/D转换：A/D转化电路。 亦称“模拟数字转换器”，简称“模数转换器”。将模拟量或连续变化的量进行量化（离散化），转换为相应的数字量的电路。 A/D变换包含三个部分：抽样、量化和编码。一般情况下，量化和编码是同时完成的。 抽样是将模拟信号在时间上离散化的过程； 量化是将模拟信号在幅度上离散化的过程； 编码是指将每个量化后的样值用一定的二进制代码来表示。

---

这里的模拟信号是指电压和电流信号，对模拟信号的处理技术主要包括模拟量的选通、模拟量的放大、信号滤波、电流电压的转换、V/F转换、A/D转换等。模拟通道—-单片机测控系统有时需要进行多路和多参数的采集和控制，除特殊情况下采用多路独立的放大、A/D外，通常采用公共的采样/保持及A/D转换电路。信号滤波—-从传感器或其它接收设备获得的电信号，往往会有多种频率成分的噪声信号，需采取滤波措施，滤除干扰噪声，提高系统的信噪比(S/N)。电流电压—-电压信号可以经由A/D转换器件转换成数字信号然后采集，但是电流不能直接由A/D 转换器转换。在应用中，先将电流转变成电压信号，然后进行转换。电压频率—-V/F转换器适用于一些非快速而需进行远距离信号传输的A/D转换过程。利用V/F变换，还可以减化电路、降低成本、提高性价比。A/D转换—-A/D转换是指将模拟输入信号转换成N位二进制数字输出信号的过程。积分ADC—-积分型ADC又称为双斜率或多斜率ADC，它的应用也比较广泛。在此时间间隔内利用计数器对时钟脉冲进行计数，从而实现A/D转换。压频变换—-压频变换型ADC是间接型ADC，它先输入模拟信号的电压转换成频率与其成正比的脉冲信号，然后在固定的时间间隔内对此脉冲信号进行计数，计数结果即为正比于输入模拟电压信号的数字量。判断采样—-采样/保持器主要用于稳定信号量，实现平顶抽样。对于高频信号的采集，采样/保持器是非常必要的。选择量程—-模拟信号的动态范围较大，有时还有可能出现负电压。在选择时，待测信号的动态范围最好在A/D器件的量程范围内。以减少额外的硬件付出。选择线形—-在A/D采集过程中，线形度越高越好。但是线形度越高，器件的价格也越高。当然，也可以通过软件补偿来减少非线性的影响。输出接口—-A/D器件接口的种类很多，有并行总线接口的，有SPI、I2C、1-Wire等串行总线接口的。它们在原理和精度上相同，但是控制方法和接口电路会有很大差异。在接口上的选择，主要决定于系统要求、已经开发者对于各种接口的熟练程度。

---

模拟信号和数字信号的区别

模拟信号与数字信号的区别在于：不同的数据必须转换为相应的信号才能进行传输：模拟数据一般采用模拟信号，例如用一系列连续变化的电磁波或电压信号来表示;数字数据则采用数字信号，例如用一系列断续变化的电压脉冲或光脉冲来表示。

---

当模拟信号采用连续变化的电磁波来表示时，电磁波本身既是信号载体，同时作为传输介质;而当模拟信号采用连续变化的信号电压来表示时，它一般通过传统的模拟信号传输线路来传输。当数字信号采用断续变化的电压或光脉冲来表示时，一般则需要用双绞线、电缆或光纤介质将通信双方连接起来，才能将信号从一个节点传到另一个节点。

本文《什么是模拟信号》版权归喜欢雨天的我所有，引用什么是模拟信号需遵循CC 4.0 BY-SA版权协议。