信号转换为二进制数码的过程主要包括采样、量化和编码三个核心步骤,具体如下:
一、核心步骤解析
采样 通过采样脉冲序列从连续时间信号中抽取离散样值,形成采样信号。采样间隔为 ( T_s ),采样频率 ( f_s = frac{1}{T_s} )。为保证转换精度,需满足采样定理(奈奎斯特采样定理),即采样频率至少为信号最高频率的两倍。
量化
将采样后的连续信号转换为有限个离散值。通过舍入或截尾方法将信号值映射到离散区间,量化步长为 ( R = frac{A}{D} )(其中 ( A ) 为信号最大值,( D ) 为量化级数)。此过程引入量化误差。
编码
将量化后的离散值转换为二进制码。例如,8级量化需8位二进制(如00000000-11111111),每个二进制数对应一个量化值。编码方式可扩展为更高位数以提升精度。
二、补充说明
采样保持: 在采样后需保持信号值稳定 ( tau ) 时间,确保转换准确性,使采样信号呈阶梯形。 应用场景
通过以上步骤,模拟信号被高效转换为数字二进制码,便于计算机处理与传输。