一、概述

　　模拟信号散布于天然界的各个角落，，，，，如每天温度的变动，，，，，而数字信号是报答的抽象出来的在幅度取值上不陆续的信号。。。。。。。电学上的模拟信号重要是指幅度和相位都陆续的电信号，，，，，此信号能够被模拟电路进行各类运算，，，，，如放大，，，，，相加，，，，，相乘等。。。。。。。模拟信号是指用陆续变动的物理量暗示的信息，，，，，其信号的幅度，，，，，或频率，，，，，或相位随功夫作陆续变动，，，，，如目前广播的声音信号，，，，，或图像信号等。。。。。。。

　　与数字信号的区别和联系

1.模拟信号与数字信号

　　分歧的数据必须转换为相应的信号能力进行传输：模拟数据（模拟量）通常选取模拟信号(Analog Signal)，，，，，例如用一系列陆续变动的电磁波(如无线电与电视广播中的电磁波)，，，，，或电压信号(如电话传输中的音频电压信号)来暗示；；；；；；数字数据（数字量）则选取数字信号(Digital Signal)，，，，，例如用一系列断续变动的电压脉冲(如我们可用恒定的正电压暗示二进造数1，，，，，用恒定的负电压暗示二进造数0)，，，，，或光脉冲来暗示。。。。。。。 当模拟信号选取陆续变动的电磁波来暗示时，，，，，电磁波自身既是信号载体，，，，，同时作为传输介质；；；；；；而当模拟信号选取陆续变动的信号电压来暗示时，，，，，它通常通过传统的模拟信号传输线路(例如电话网、有线电视网)来传输。。。。。。。 当数字信号选取断续变动的电压或光脉冲来暗示时，，，，，通常则必要用双绞线、电缆或光纤介质将通讯双方衔接起来，，，，，能力将信号从一个节点传到另一个节点。。。。。。。

2.模拟信号与数字信号之间的相互转换

　　模拟信号和数字信号之间能够相互转换：模拟信号通常通过PCM脉码调造(Pulse Code Modulation)步骤量化为数字信号，，，，，即让模拟信号的分歧幅度别离对应分歧的二进造值，，，，，例如选取8位编码可将模拟信号量化为2^8=256个量级，，，，，实用中常采取24位或30位编码；；；；；；数字信号通常通过对载波进行移相(Phase Shift)的步骤转换为模拟信号。。。。。。。推算机、推算机局域网与城域网中均使用二进造数字信号，，，，，目前在推算机广域网中现实传送的则寂仔二进造数字信号，，，，，也有由数字信号转换而得的模拟信号。。。。。。。但是更具利用发展远景的是数字信号。。。。。。。

二、信号采集

1．模拟通路选通

　　单片机测控系统有时必要进行多路和多参数的采集和节造，，，，，若是每一路都单独选取各自的输入回路，，，，，即每一路都选取放大、滤波、采样/维持，，，，，A/D等环节，，，，，不仅成本比单路成倍增长，，，，，并且会导致系统体积重大，，，，，且由于模拟器件、阻容元件参数个性不一致，，，，，对系统的校准带来很大难题；；；；；；并且对于多路巡检如128路信号采集情况，，，，，每路单独选取一个回路险些是不成能的。。。。。。。因而，，，，，除特殊情况下选取多路独立的放大、A/D表，，，，，通常选取公共的采样/维持及A/D转换电路(有时甚至可将某些放大电路共用)，，，，，利用多路模拟开关，，，，，能够方便实现共用。。。。。。。

2．信号滤波

　　从传感器或其它接管设备获得的电信号，，，，，由于传输过程中的各类噪声滋扰，，，，，工作现场的电磁滋扰，，，，，前段电路自身的影响，，，，，往往会有多衷斓率成分的噪声信号，，，，，严沉情况下，，，，，这种噪声信号甚至会覆没有效输入信号，，，，，以至测试无法正常进行。。。。。。。为了削减噪声信号对测控过程的影响，，，，，需采取滤波措施，，，，，滤除滋扰噪声，，，，，提高系统的信噪比(S/N)。。。。。。。

　　从前常用模拟滤波电路实现滤波，，，，，模拟滤波的技术较为成熟。。。。。。。模拟滤波可分为有源滤波和无源滤波。。。。。。。设计有源滤波器，，，，，首先凭据所要求的幅频个性，，，，，寻找可实现的有理函数进行逼近设计。。。。。。。常用的逼近函数有：波待瓦兹（Butterworth)函数、切比雪夫(Chebyshev)函数，，，，，贝塞尔(Besel)函数等，，，，，而后推算电路参数，，，，，实现设计。。。。。。。

　　但是模拟滤波电路复杂，，，，，不仅增长了设计成本，，，，，并且还增长系统的功耗，，，，，降低了系统靠得住性。。。。。。。随着电子技术的发展，，，，，此刻好多的场所都利用数字滤波技术。。。。。。。数字滤波技术发展极度迅速，，，，，此刻的手机、PDA等智能设备，，，，，大多选取数字滤波技术。。。。。。。它作为软件无线电的一个处置单元，，，，，有极度辽阔的发展远景。。。。。。。但是，，，，，单片机的处置能力有限，，，，，只能实现比力单一的数字滤波。。。。。。。

在单片机系统中，，，，，首先在设计硬件是对信号采取抗滋扰措施，，，，，而后在设计软件时，，，，，对采集到的数据进行解除滋扰的处置，，，，，以进一步解除附加在数据中的形形色色的滋扰，，，，，使采集到的数据可能真实的反映现场的情况。。。。。。。下面介绍的几种工控中常用的数字滤波技术。。。。。。。

3．电流电压的转换

　　电压信号能够经由A/D转换器件转换成数字信号而后采集，，，，，但是电流不能直接由A/D 转换器转换。。。。。。。在利用中，，，，，先将电流转造成电压信号，，，，，而后进行转换。。。。。。。电流/电压转换在工业节造中利用极度宽泛。。。。。。。

　　电流/电压转换最单一的步骤是在被测电路中串入精密电阻，，，，，通过直接采集电阻两端的电压来获得电流。。。。。。。A/D器件只能转换肯定领域的电压信号，，，，，所以在电流/电压转换过程中，，，，，必要选择相宜阻值的精密电阻。。。。。。。若是电流的动态领域较多，，，，，还必须在后端参与放大器进行二次处置。。。。。。。经过屡次处置，，，，，会损失丈量的精度。。。。。。。

　　此刻有好多电流/电压转换芯片，，，，，其响应功夫、线性度、漂移等指标均很梦想，，，，，且能适应大领域大电流的丈量。。。。。。。

4．电压频率的转换

　　频率接口有以下特点：

(1)接口单一、占用硬件资源少。。。。。。。频率信号通过任一根I/O口线或作为中断源及计数时钟输入系统。。。。。。。

(2)抗滋扰机能好。。。。。。。V/F转换自身是一个积分过程，，，，，且用V/F转换器实现A/D转换，，，，，就是频率计数过程，，，，，相当于在计数功夫内对频率信号进行积分，，，，，因而有较强的抗滋扰能力。。。。。。。另表可选取光电耦合衔接V/F转换器与单片机之间的通路，，，，，实现隔离。。。。。。。

(3)便于远距离传输。。。。。。？？？？？？？？赏ü髟旖形尴叽浠蚬獯。。。。。。。

由于以上这些特点，，，，，V/F转换器合用于一些非急剧而需进行远距离信号传输的A/D转换过程。。。。。。。利用V/F变换，，，，，还能够减化电路、降低成本、提高性价比。。。。。。。

5．A/D转换

　　A/D转换是指将模拟输入信号转换成N位二进造数字输出信号的过程。。。。。。。伴随半导体技术、数字信号处置技术及通讯技术的飞速发展，，，，，A/D转换器近年也出现高速发展的趋向。。。。。。。人类数字化的海潮推动了A/D转换器不休刷新，，，，，此刻，，，，，在通讯产品、消费类产品、工业医疗仪器甚至军工产品中无一不显露A/D转换器的身影，，，，，能够说，，，，，A/D转换器已经成为人类实现数字化的前锋。。。。。。。自1973年第一只集成A/D转换器问世至今，，，，，A/D、D/A转换器在加工工艺、精度、采样速度上都有长足发展，，，，，此刻的A/D转换器的精度可达26位，，，，，采样速度可达1GSPS，，，，，今后的A/D转换器将向超高速、超高精度、集成化、单片化发展。。。。。。。不论怎么发展，，，，，A/D转换的道理和作用都是不变的。。。。。。。鄙人一节，，，，，将着沉会商A/D转换技术。。。。。。。

三、模拟信号的优弊端

　　利益

　　模拟信号的重要利益是其精确的分辨率，，，，，在梦想情况下，，，，，它拥有无限大的分辨率。。。。。。。与数字信号相比，，，，，模拟信号的信息密度更高。。。。。。。由于不存在量化误差，，，，，它能够对天然界物理量的真实值进行尽可能逼近的描述。。。。。。。

模拟信号的另一个利益是，，，，，当达到一样的成效，，，，，模拟信号处置比数字信号处置更单一。。。。。。。模拟信号的处置能够直接通过模拟电路组件（例如运算放大器等）实现，，，，，而数字信号处置往往涉及复杂的算法，，，，，甚至必要专门的数字信号处置器。。。。。。。

　　弊端

　　模拟信号的重要弊端是它总是受到杂讯（信号中不仅愿得到的随机变动值）的影响。。。。。。。信号被屡次复造，，，，，或进行长距离传输之后，，，，，这些随机噪声的影响可能会变得极度显著。。。。。。。在电学里，，，，，使用接地屏蔽（shield）、线路优良接触、使用同轴电缆或双绞线，，，，，能够在肯定水平上缓解这些负面效应。。。。。。。

噪声效应会使信号产生有损。。。。。。。有损后的模拟信号险些不成能再次被还原，，，，，由于对所需信号的放大会同时对噪声信号进行放大。。。。。。。若是噪声频率与所需信号的频率差距较大，，，，，能够通过引入电子滤波器，，，，，过滤掉特定频率的噪声，，，，，但是这一规划只能尽可能地降低噪声的影响。。。。。。。因而，，，，，在噪声在作用下，，，，，固然模拟信号理论上拥有无限分辨率，，，，，但并不愿定比数字信号越发精确。。。。。。。

只管数字信号处置算法相对复杂，，，，，但是现有的数字信号处置器能够急剧地实现这一工作。。。。。。。另表，，，，，推算机等系统的逐步遍及，，，，，使得数字信号的传布、处置都变得越发方便。。。。。。。诸如拍照机等设备都逐步实现数字化，，，，，只管它们最初必须以模拟信号的大局降真实物理量的信息，，，，，最后城市通过模拟数字转换器转换为数字信号，，，，，以方便推算机进行处置，，，，，或通过互联网进行传输。。。。。。。

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