数字信号与模拟信号的转换

模拟信号模拟信号信号波形模拟随着信息的变化而变化，模拟信号其特点是幅度连续(连续的含义是在某一取值范围内可以取无限多个数值)。模拟信号，其信号波形在时间上也是连续的，因此它又是连续信号。模拟信号按一定的时间间隔T抽样后的抽样信号，由于其波形在时间上是离散的，但此信号的幅度仍然是连续的，所以仍然是模拟信号。

电话、传真、电视信号都是模拟信号。信号抽样后时间离散，但辐值不离散。常见的抽样信号是周期矩形脉冲和周期冲激脉冲抽样。模拟信号在整个时间轴上都是有定义的，在“没有幅值”的区域的意义是幅值为零。而离散时间信号只在离散时刻上才有定义，其他地方没有定义，和幅值为零是不同概念，这两种信号在时间轴看上去很相似，其实是以不同类型的系统为基础的两种有本质区别的信号。直观的说，离散时间信号的横轴可以认为已经不代表时间了。

模拟信号到数字信号模拟信号转换为数字信号需要经过信号的采样、信号的保持、信号的量化与信号的编码四个基本步骤。采样是对连续信号在时间上进行离散，即按照特定的时间间隔在原始的模拟信号上逐点采集瞬时值。从效果来看，采样频率越高所得的离散信号就越接近原始的模拟信号，但采样频率过高则对实际电路的要求就更高，也会给带来大量的计算与存储。采样频率过低会导致信息丢失，严重时导致信息失真，无法使用。采取其瞬时值后要在原位置保持一段时间，这样行成的锯齿型波信号提供给后续信号量化。

对采集得到的离散信号进行量化是将特定幅度的信号转化为模数转换器的最小单位的整数倍，这个最小单位也被称为模数转换器的量化单位。每个采样值代表一次采样所获得模拟信号的瞬时幅度。通常量化单位都是2的倍数，量化位数越多，量化误差就越小，量化得到的结果就越好。在实际的量化过程由于需要近似处理，因此一定存在量化误差，这种误差在最后数模转换时又会再现，通常称这种误差为量化噪声。通常可以通过增加量化位数来降低这种量化误差，但当信号幅度降低到一定值后，量化噪声与原始模拟信号之间的相关性就更加明显。

对量化后的离散信号进行编码是模拟信号转换为数字信号的最后环节，常见的采用并行比较型路和逐次逼近型电路实现，将量化后的离散信号转换为对应的数字信号。

数字信号转换为模拟信号更为简单易懂。实际上，数模转换可以看成是对数字信号译码，数模转换是将输入的二进制数按其实际权值转换成对应的模拟量，然后将各个位数对应得到的模拟量相加，得到的总模拟量就与输入的数字量成正比，这就实现了数字信号到模拟信号的转换。

数字信号处理器是一种专业的信号处理设备。它将采集到的原始数据信号发送给数字信号处理器。通过信号滤波、采样处理和数字信号传输，根据实际需要实现了信号的转换。该信号处理技术广泛应用 于医疗卫生、自动化工程、雷达探测、航空航天等领域。在科学技术不断发展的过程中，数字信号技术受到了企业的青睐。以其为核心的产品和技术在电子信息工程中发挥着不可替代的作用。