计算机控制系统,就必须首先解决模拟量和数字量之间的转换问题。转换过程大体上要解决如下3个问题:采样(sample);量化(quantity);编码(coding)
1.信号的采样
把时间连续的信号转换为一连串时间不连续的脉冲信号,这个过程称为“采样”,又称为“抽样”、“取样”。采样后的脉冲信号称为采样信号,采样信号在时间轴上是离散的,但在函数轴上仍是连续的。
图1 信号的采样
香农(shannon)采样定量:若信号的最高频率为fmax,只要采样频率f ≥ 2 fmax,采样信号就能唯一复现原信号。实际应用中, f>=(5~10)fmax
2.量化
采样信号经过整量化成为数字信号的过程称为整量化过程。整量化过程是一个数值分层过程。即四舍五入过程。量化单位 q 是a/d转换器最低位二进制位(lsb)所代表的物理量,量化误差(精度)为±q/2。
图2 信号的量化
3.编码
把量化信号转换为二进制代码的过程称为编码。