电子说
最根本的区别:
模拟电路处理的则是连续变化量,不仅要考察有无,还要考察“高低”与“多少”。
数字电路处理的是“数字信号”,只需要考察信号的“有”和“无”即可,这两个状态代表逻辑中的是和非,或者二进制数字中的0和1。
一个实例,四个关键点,更深层次说说两者的区别:
量化:模拟电路就是,去菜市场买半斤猪肉,小贩一切一称就卖给你了;数字电路就是,小贩说对不起我们只有1斤这种规格的卖,你要么不买要么买1斤。
模数转换:模拟电路就是,你钱包有RMB,猪肉也是按照RMB标价的;数字电路就是,你钱包里只有一些大大小小的金块,小贩说对不起,我们不收金块,你得去找地方换。
数字信号抗扰性高:模拟电路就是,你要把半斤猪肉带回家,一路上漫天都飞着苍蝇,这些苍蝇要么来从你的猪肉上啃下来一小块,要么还给你送来一小块粘在上面,回家一看,半斤猪肉要么变成了六两要么变成了四两;数字电路就是,你要把被迫买的1斤猪肉带回家,同时你也学会了小贩的风格,跟苍蝇说,你要么把整块猪肉都拿走,要么拿整块猪肉来,苍蝇照做了,但是苍蝇体力有限,回家发现买的1斤猪肉没多也没少。
模拟信号和数字信号处理器件不同,数字信号处理更灵活多变:模拟电路就是,你想把猪肉做成腊肉放起来,于是用盐腌上,往罐子里一放就搞定了;数字电路就是,你发现居然还要用加法器来加盐,然后要用存储器来放腌肉,同时你发现同样是加盐,你可以选择带不带进位,同样是存储,你可以选择永久存储或者睡一觉醒来腌肉就不见了的存储方法,于是你脑洞很大的开发了很多种腌肉的方法。
如何将模拟信号转换成数字信号呢
在开发设计过程中,我们用到的开发板是数字电路,只能对输入的数字信号进行处理。但是往往我们检测到的物理量都是模拟的,这些模拟量可以通过传感器变成与之对应的数字量,这样单片机才能做出正确的判断和反映。比如手指滑到屏幕,屏幕感受到的是一个模拟量,经过传感器测量——一个重要的模数转换之后,屏幕会亮或者关掉某个程序。
有很多半导体厂商都有非常多的模数转换的芯片产品,比如有积分型的、逐次逼近型的、并行/串行比较型的。
从模拟到数字的转换,必须要经过采样、保持、量化与编码几个过程。简化版的内部工作过程:
选择模数转换芯片的注意事项
对于系统来说我们在选择模数转换芯片的时候,主要关注的几点是:
①模数转换的位数:一个n位的ADC表示这个ADC共有2的n次方个刻度。8位的ADC,输出的是从0~255一共256个数字量,也就是2的8次方个数据刻度。就是说一个连续的信号会被分割成256个0,1来表示。
②基准源:也叫基准电压,是ADC的一个重要指标,要想把输入ADC的信号测量准确,那么基准源首先要准,基准源的偏差会直接导致转换结果的偏差。
③分辨率:分辨率是数字量变化一个最小刻度时,模拟信号的变化量,定义为满刻度量程与2n-1的比值。假定5.10V的电压系统,使用8位的ADC进行测量,那么相当于0~255一共256个刻度把5.10V平均分成了255份,那么分辨率就是5.10/255=0.02V。
④转换速率:每s能进行采样转换的最大次数,单位是sps,有毫秒级、微秒级、纳秒级的。
责任编辑人:CC
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