信号采集(AD转换)
ad采集原理
ad采集原理
AD采集原理是指模拟信号经过AD转换器转换成数字信号的
过程。
AD（Analog to Digital）转换器是一种将连续模拟信号
转换为离散数字信号的设备。
其采集原理主要涉及采样和量化两个步骤。
首先是采样过程。
采样是指将连续的模拟信号在时间上以一定的时间间隔进行取样，从而得到一系列的采样值。
采样的频率称为采样率，通常以赫兹（Hz）表示。
采样率越高，表示对
原始信号的还原能力越好。
采样是AD采集中的第一步，其目的是将连续信号转换为离散信号。
接下来是量化过程。
量化是指将采样得到的连续信号转换为离散的数字信号。
在进行量化时，需要将连续信号的幅度离散化成一系列的离散值，称为量化级。
量化级的数量由AD转换器的位数决定，位数越高，表示能表示的离散值越多，量化精度越高。
量化级的大小决定了数字信号的分辨率，即能表示的最小变化幅度。
在AD转换中，采样和量化的过程是连续的，相互交替进行的。
通过采样和量化，模拟信号被转换为一系列离散的数值，并储存在计算机中。
这些数字信号可以被计算机处理，从而实现对模拟信号的分析、处理和储存。
ad转换原理
ad转换原理
AD转换原理是将模拟信号转换为数字信号的过程。
模拟信号是连续变化的信号，而数字信号是离散的信号。
AD转换器的主要作用是将模拟信号的幅度（电压、电流等）转换为数字形式，以便于数字电路进行处理和存储。
AD转换的过程包括采样、量化和编码三个步骤。
首先是采样，即将连续的模拟信号在一定时间间隔内取样，得到离散的采样值。
采样定理规定，采样信号的频率要满足最大信号频率的两倍以上，以保证能够完整地还原模拟信号。
接下来是量化，即将采样信号的振幅值量化为一系列离散的取值。
量化的目的是将连续的模拟信号离散化，采用有限的取值范围来表示模拟信号的幅度。
量化的过程中，根据量化精度（即量化位数）确定能表示的离散量化值的个数，位数越多表示的值越精确。
最后是编码，即将量化后的离散信号转换为数字代码。
编码器根据量化值的大小，将其转换为对应的二进制代码，以方便数字电路处理和存储。
编码的方式有多种，常用的编码方式包括二进制编码、格雷码等。
通过以上步骤，AD转换器将模拟信号转换为数字信号，以便于数字电路中进行进一步的处理和分析。
AD转换器在很多电子设备中广泛应用，比如音频设备、通信系统、传感器等。
ad转换的工作原理
ad转换的工作原理AD转换（Analog-to-Digital Conversion）是将模拟信号转换为数字信号的过程。
在现代电子设备中，AD转换是一项非常重要的技术，它广泛应用于通信、音频、视频、传感器等领域。
本文将介绍AD转换的工作原理，并探讨其在实际应用中的重要性和挑战。
一、AD转换的基本原理AD转换的基本原理是通过对连续的模拟信号进行采样和量化，将其转换为离散的数字信号。
这个过程可以分为三个主要步骤：采样、量化和编码。
1. 采样：采样是将连续的模拟信号在时间上进行离散化，以便能够对其进行处理和分析。
采样的频率决定了信号在时间上的离散程度，常用的采样频率有44.1kHz、48kHz等。
2. 量化：量化是将连续的模拟信号转换为一系列离散的取值。
量化的目的是将连续的信号分割为有限个离散级别，以便能够用有限的位数表示。
量化级别的数量决定了数字信号的精度，常用的量化级别有8位、16位、24位等。
3. 编码：编码是将量化后的离散信号转换为二进制码。
编码的目的是将离散的取值映射到对应的二进制数值，以便能够存储和处理。
常用的编码方式有二进制补码、格雷码等。
二、AD转换的重要性AD转换在现代电子设备中具有重要的作用，主要体现在以下几个方面：1. 信息传输：在通信系统中，模拟信号需要经过AD转换后才能被数字设备处理和传输。
例如，在手机通话过程中，声音信号经过手机内部的AD转换器转换为数字信号，然后通过网络传输到对方手机进行解码和播放。
2. 音频处理：在音频设备中，AD转换器将声音信号转换为数字信号后，可以对其进行各种处理，如音量调节、音效处理等。
这样一来，用户可以根据自己的需求调整音频效果，提升听觉体验。
3. 视频处理：在视频设备中，AD转换器将模拟的视频信号转换为数字信号后，可以对其进行压缩、编码、解码等处理，以便能够存储和传输。
这样一来，用户可以通过各种数字设备观看高清视频，享受更好的视觉效果。
4. 传感器应用：在传感器领域，AD转换器可以将各种模拟传感器输出的信号转换为数字信号，以便能够进行数字信号处理和分析。
ad采样电路原理
ad采样电路原理
AD采样电路是一种用于模拟信号转换为数字信号的电路。
它
是一种基于模拟到数字转换（ADC）的原理实现。
在AD采样电路中，模拟信号首先经过一个采样保持电路，该电路用于以固定的时间间隔对模拟信号进行采样，将连续的模拟信号转化为离散的采样信号。
采样保持电路可以通过开关或者电容的方式实现。
通过采样保持电路的工作，我们可以得到一系列离散的采样值。
接下来，采样信号被送入一个模拟到数字转换器（ADC），
用于将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。
ADC使用不
同的方法来实现这个转换，包括逐次逼近法、并行法、闸级转换法等。
最后，转换后的数字信号被送入数字信号处理器或者其他数字电路中进行进一步处理、存储或者传输。
经过ADC的处理，
我们可以得到对原始模拟信号进行数字化的离散信号。
AD采样电路的原理是基于采样定理，即根据奈奎斯特-香农采样定理，对于一个带宽有限的模拟信号，为了完全还原原始信号，采样频率必须大于信号的最高频率的两倍。
通过将连续的模拟信号采样和转换为离散的数字信号，我们可以在数字领域进行进一步的处理，如滤波、压缩等。
总之，AD采样电路是一种将模拟信号转换为数字信号的电路，它基于采样定理和模拟到数字转换器（ADC）的原理实现。
通过使用AD采样电路，我们可以对模拟信号进行数字化处理，从而实现更多的应用。
单片机实验数据采集_AD转换
单片机实验报告姓名： XX班级： XXXXX学号： XXXXXXX专业：电气工程与自动化实验1 名称：数据采集_A/D转换一、实验目的⑴掌握A/D转换与单片机接口的方法；⑵了解A/D芯片0809 转换性能及编程方法；⑶通过实验了解单片机如何进行数据采集。
二、实验设备装有proteus和keil软件的电脑一台三、实验说明及实验原理：A/D 转换器大致分有三类：一是双积分A/D 转换器，优点是精度高，抗干扰性好，价格便宜，但速度慢；二是逐次逼近式A/D转换器，精度、速度、价格适中；三是并联比较型A/D转换器，速度快，价格也昂贵。
实验用ADC0809属第二类，是8位A/D转换器。
每采集一次一般需100μs。
由于ADC0809A/D 转换器转换结束后会自动产生EOC 信号（高电平有效），取反后将其与8031 的INT0 相连，可以用中断方式读取A/D转换结果。
ADC0809 是带有8 位A/D转换器、8 路多路开关以及微处理机兼容的控制逻辑的CMOS组件。
它是逐次逼近式A/D转换器，可以和单片机直接接口。
(1) ADC0809 的内部逻辑结构由图1.1 可知，ADC0809 由一个8 路模拟开关、一个地址锁存与译码器、一个A/D 转换器和一个三态输出锁存器组成。
多路开关可选通8 个模拟通道，允许8 路模拟量分时输入，共用A/D 转换器进行转换。
三态输出锁器用于锁A/D 转换完的数字量，当OE 端为高电平时，才可以从三态输出锁存器取走转换完的数据。
(2) ADC0809 引脚结构ADC0809各脚功能如下：D7 ~ D0：8 位数字量输出引脚。
IN0 ~ IN7：8位模拟量输入引脚。
VCC：+5V工作电压。
GND：地。
REF（+）：参考电压正端。
REF（-）：参考电压负端。
START：A/D转换启动信号输入端。
ALE：地址锁存允许信号输入端。
（以上两种信号用于启动A/D转换）.EOC：转换结束信号输出引脚，开始转换时为低电平，当转换结束时为高电平。
ad转换实验报告
ad转换实验报告AD转换实验报告概述：AD转换（Analog-to-Digital Conversion）是将模拟信号转换为数字信号的过程。
本实验旨在通过实际操作和数据记录，探究AD转换的原理和应用。
实验目的：1. 了解AD转换的基本原理和分类；2. 掌握AD转换器的使用方法；3. 分析AD转换器的性能指标。
实验器材：1. AD转换器模块；2. 信号发生器；3. 示波器；4. 电脑。
实验步骤：1. 连接实验器材：将信号发生器的输出端与AD转换器的输入端相连，将AD转换器的输出端与示波器的输入端相连，将示波器与电脑连接；2. 设置信号发生器：调整信号发生器的频率、幅度和波形，生成不同的模拟信号；3. 设置AD转换器：根据实验要求，选择合适的AD转换器工作模式，并设置采样率和分辨率；4. 进行AD转换：通过示波器监测AD转换器输出的数字信号，并记录下相应的模拟输入信号值；5. 数据分析：将记录的数据输入电脑，进行进一步的数据分析和处理。
实验结果：在实验过程中，我们通过改变信号发生器的频率、幅度和波形，观察到AD转换器输出的数字信号的变化。
根据示波器的显示和记录的数据，我们得到了一系列的AD转换结果。
通过对这些结果的分析，我们可以得出以下结论：1. AD转换器的分辨率对转换精度有重要影响。
分辨率越高，转换结果的精度越高；2. AD转换器的采样率对转换结果的准确性有影响。
采样率过低可能导致信号失真或丢失；3. 不同的模拟信号在AD转换过程中可能会产生不同的失真现象，如量化误差、采样误差等；4. AD转换器的性能指标包括分辨率、采样率、信噪比等，这些指标对于不同应用场景有不同的要求。
实验总结：通过本次实验，我们深入了解了AD转换的原理和应用。
实验结果表明，AD转换器在现代电子设备中具有重要的作用，广泛应用于音频处理、图像处理、传感器数据采集等领域。
了解和掌握AD转换的基本原理和性能指标，对于我们理解和设计数字系统具有重要意义。
什么是AD转换器及其在电子电路中的应用
什么是AD转换器及其在电子电路中的应用在电子电路中，AD转换器（Analog-to-Digital Converter）是一种电子设备，用于将模拟信号转换为对应的数字信号。
模拟信号是连续变化的信号，例如声音、光线强度等，而数字信号是离散的，由一系列二进制数字表示。
AD转换器的主要作用是将模拟信号转换为数字信号，以便于电子设备对其进行处理、存储和传输。
AD转换器在电子电路中具有广泛的应用。
下面将介绍一些常见的应用场景及其相关原理。
1. 传感器信号处理传感器是将物理量转换为电信号的装置，例如温度传感器、气压传感器等。
传感器通常输出的是模拟信号，而大多数的电子设备需要数字信号进行处理。
因此，在传感器信号处理中，AD转换器起到了至关重要的作用。
它可以将传感器输出的模拟信号转换为数字信号，并通过数字电路进行信号处理。
2. 数据采集系统在数据采集系统中，AD转换器用于将模拟信号转换为数字信号，以便于存储和处理。
例如，在工业自动化领域，AD转换器可以将传感器采集到的模拟信号转换为数字信号，然后通过串行通信或存储设备传输给控制系统。
3. 音频处理音频信号的处理常常需要数字信号进行。
AD转换器可将音频信号转换为数字信号，以便于数字音频设备进行处理和存储。
例如，音频采集卡中的AD转换器将麦克风捕捉到的声音转换为数字信号，然后传输给计算机进行进一步处理，例如音频合成、降噪等。
4. 显示器的驱动电路在液晶显示器等数字显示设备中，AD转换器用于将输入信号转换为适合驱动电路的数字信号。
由于显示器通常需要显示分辨率较高的图像或视频，因此需要高精度的AD转换器来确保信号的准确度和稳定性。
5. 无线通信系统在无线通信系统中，AD转换器用于将模拟信号（例如音频信号）转换为数字信号，以便于传输。
数字化的信号可以通过调制和解调的方式进行传输，提高传输信号的可靠性和质量。
AD转换器在无线通信系统中起到了关键作用，使得通信信号的数字处理更为方便和高效。
ad工作原理
ad工作原理
AD（Analog-to-Digital）转换是将模拟信号转换为数字信号的
过程，其工作原理如下：
1. 采样：模拟信号是连续变化的，在进行AD转换前需要将其进行离散采样。
采样率决定了采集到的样本数，且采样定理要求采样率至少是信号最高频率的两倍。
采样时，连续模拟信号会在一段时间内以一定频率进行测量，得到一系列模拟样本。
2. 量化：采样后得到的模拟样本还是模拟信号，需要将其转化为数字信号。
量化过程将样本的连续幅度值映射为离散的数字值。
通常使用的量化方法是将模拟信号范围划分为若干个等间隔的区间，每个区间对应一个数字值。
量化的精度由比特数（bit）表示，比特数越大，表示的数字值范围越广，精度越高。
3. 编码：量化后的样本需要进行二进制编码，以便存储和传输。
最常用的编码方式是二进制补码编码，其中用一串二进制数字表示每个量化级的数值。
编码后，每个样本就被转换为一个固定长度的二进制码字。
AD转换在现代电子设备中广泛应用，例如音频设备、图像处理、传感器信号处理等领域。
通过AD转换，模拟信号可以被数字系统处理、存储和传输。
在数字系统内部，可以进行各种数字信号处理算法，然后再通过DA（Digital-to-Analog）转换
将数字信号转换回模拟信号，以输出给外部设备或人类感知。
信号采集电路工作原理
信号采集电路工作原理信号采集电路是一种用于将外部信号转换为数字信号的电路。
它的工作原理是通过传感器将物理量转换为电信号，然后经过滤波、放大和模数转换等过程，将信号转换为数字形式，以便于数字系统的处理和分析。
信号采集电路的工作原理主要包括信号传感、信号调理和信号转换三个环节。
首先是信号传感环节。
信号传感器是信号采集电路的核心组成部分，它的作用是将非电信号转换为电信号。
常见的传感器包括温度传感器、压力传感器、光传感器等。
传感器根据不同的物理量，采用不同的工作原理，将物理量转换为电信号输出。
例如，温度传感器通过测量温度对电阻或电压的影响，将温度转换为电信号输出。
接下来是信号调理环节。
信号调理是为了提高信号质量和适应数字系统要求而进行的处理过程。
信号调理包括滤波、放大和增益调节等操作。
滤波的目的是去除噪声和干扰，保留有效信号。
放大是将传感器输出的微弱信号放大到适合后续处理的范围。
增益调节是为了调整信号幅度，使其适应后续处理的要求。
最后是信号转换环节。
信号转换是将模拟信号转换为数字信号的过程。
模数转换器（ADC）是信号转换的核心设备，它将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。
ADC将模拟信号进行采样和量化，然后通过编码将量化值转换为二进制数字信号。
转换后的数字信号可以通过数字处理器进行处理和分析。
总结起来，信号采集电路的工作原理是通过信号传感、信号调理和信号转换等环节，将外部的非电信号转换为数字信号，以便于数字系统的处理和分析。
这种电路的应用非常广泛，例如在工业自动化、医疗仪器、环境监测等领域都有重要的应用。
信号采集电路的设计和优化对于保证数据准确性和系统性能至关重要，因此需要充分理解其工作原理，并根据实际应用需求进行合理设计。
ad切换信号层处理 参数
ad切换信号层处理参数AD切换信号层处理是指在数字信号处理中，使用AD（模数转换器）进行信号层的切换处理。
AD切换信号层处理在通信、音频、视频等领域中具有重要的应用价值。
一、AD切换信号层处理的原理和作用AD切换信号层处理是将模拟信号转换为数字信号的过程。
它通过采样、量化和编码等步骤，将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。
在信号处理中，AD切换信号层处理可以实现信号的数字化、传输和存储等功能。
AD切换信号层处理的主要原理是根据奈奎斯特采样定理，将模拟信号按照一定的频率进行采样，然后将采样后的信号进行量化和编码，最终得到数字信号。
这样可以保证信号在数字领域中的可靠性和准确性。
AD切换信号层处理在通信领域中起到了至关重要的作用。
在传统的模拟通信中，信号受到噪声和衰减的影响，容易失真和干扰。
而通过AD切换信号层处理，可以将信号转换为数字信号，利用数字信号处理的方法进行误码纠正、信号增强等操作，从而提高通信质量和可靠性。
二、AD切换信号层处理在音频领域中的应用AD切换信号层处理在音频领域中有着广泛的应用。
在传统的模拟音频中，信号质量容易受到噪声和失真的影响，音频信号的传输距离也有限。
而通过AD切换信号层处理，可以将音频信号转换为数字信号，并利用数字信号处理的方法进行降噪、滤波和均衡等操作，提高音频信号的质量和保真度。
AD切换信号层处理还可以实现音频信号的压缩和解压缩。
通过对音频信号进行采样和编码，可以将音频信号压缩成较小的数据量，从而节省存储空间和传输带宽。
在解压缩时，再通过AD切换信号层处理将数字信号转换为模拟信号，从而恢复原始的音频信号。
三、AD切换信号层处理在视频领域中的应用AD切换信号层处理在视频领域中也有着重要的应用。
在传统的模拟视频中，视频信号容易受到噪声、失真和干扰的影响，画质较差。
而通过AD切换信号层处理，可以将视频信号转换为数字信号，并利用数字信号处理的方法进行去噪、增强和压缩等操作，提高视频信号的质量和清晰度。
3.3 AD信号转换
2.6 A/D转换器2.6.1 A/D转换器的种类模拟信号在时间和数值上都是连续的，而数字信号在时间和数值上都是离散的，所以进行模数转换时只能在一些选定的瞬间对输入的模拟信号进行采样，使它变成时间上离散的采样信号，然后将采样信号保持一定的时间，以便在此时间内对其进行量化，使采样值变成数值上离散的量化值，再按一定的编码形式转换成数字量。
完成一次A/D转换通常需要经历采样、量化和编码三个步骤。
不同的量化和编码过程对应不同原理的A/D转换器。
A/D转换器的种类繁多，仪器系统中应用较多的主要有并联比较型、双积分型、逐次逼迫型、Σ-Δ调制型等。
1、并联比较型A/D转换器并联比较型A/D转换器由分压电阻链、电压比较器、寄存器和优先编码器四部分组成，各级同时进行比较，各级输出码同时并行产生，转换速度与输出码的位数无关，所以最大优点是转换速度快。
但缺点是随着输出位数的增加，所需器件数增加速度很快。
所以这种ADC 适合速度快、分辨度低的场合。
2、逐次逼近型A/D转换器逐次逼近型A/D转换器是由比较器、控制电路、逐次逼迫寄存器和DAC等部分组成，工作原理是将输入模拟电压与不同的基准电压多次比较，比较时从DAC输入数字量的高位到低位逐次进行，依次确定各位数码的“0”、“1”状态，使转换所得的数字量在数值上逐次逼近输入模拟量的对应值。
逐次逼近型A/D转换器的转换时间取决于输出数字的位数和时钟频率，位数越多则时间频率越低，转换所需要的时间越长。
在输出相同位数的情况下，该转换方式的转换速度是除并联比较型A/D转换器外最快的一种，而且当输出位数较多时电路规模较小，所以它是目前集成A/D转换器产品中使用较为普遍的一种。
逐次逼近型A/D转换器在转换期间，输入信号的值不可发生变化，否则将出现转换错误，因而逐次逼近型A/D转换器抗干扰能力较差，所以在A/D转换器前一般要加采样/保持锁定电压。
3、双积分型A/D转换器双积分型A/D转换器在积分期间如果有干扰叠加到输入信号中，由于干扰一般是对称的，积分器的输出将取其平均值，从而起到了滤波的作用，提高了抗干扰能力，实际应用较广。
ad转换器的基本原理
ad转换器的基本原理ad转换器的基本原理什么是ad转换器？ad转换器（Analog-to-Digital Converter），简称ADC，是一种电子设备，用于将模拟信号转换为数字信号。
模拟信号是连续变化的，而数字信号则是离散的。
ad转换器在现代电子设备中扮演着非常重要的角色，如音频设备、计算机、通信设备等。
ad转换器的作用ad转换器的作用是将模拟信号转换为数字信号，使得我们可以对信号进行数字化处理。
数字信号可以方便地进行存储、传输和处理，因此ad转换器在现代电子技术中非常重要。
ad转换器的原理ad转换器的基本原理如下：1.采样（Sampling）：ad转换器对模拟信号进行采样，即每隔一定时间间隔对信号进行取样。
采样需要保证采样频率足够高，以保证采样到的信号能够准确还原原始信号。
2.量化（Quantization）：在采样的基础上，ad转换器对采样到的信号进行量化。
量化是将连续变化的模拟信号转换为离散的数字信号的过程。
量化过程中，ad转换器将信号的幅值划分为若干个级别，然后将每个采样值映射到最接近的级别。
3.编码（Encoding）：经过量化的信号被编码为数字信号，以便于存储和处理。
ad转换器使用不同的编码方式，如二进制、十进制等，将量化后的信号转换为数字形式。
4.输出（Output）：ad转换器最终输出的是一个数字序列，表示了原始模拟信号在不同时间点的幅值。
这个数字序列可以被传输、存储或直接用于数字信号处理。
ad转换器的应用ad转换器广泛应用于各种电子设备中，包括但不限于以下领域：•音频设备：ad转换器将声音信号转换为数字信号，使得我们可以使用数字音频处理软件对声音进行剪辑、混音等操作。
•通信设备：ad转换器将模拟语音信号转换为数字信号，并将其压缩、传输至目标设备，再由目标设备的da转换器将数字信号还原为模拟信号，使人们能够进行远程通讯。
•传感器网络：ad转换器将传感器采集到的模拟信号转换为数字信号，实现对环境参数的监测和数据采集。
AD转换知识
有些特殊的应用或量程范围很大时，A/D转换器要求更多的位数，平滑性的要求来考虑，可用一段模拟量化过程的程序，在计算机上逐步改变位数，计算数学模型的动态曲线，然后根据曲线的平滑程度来确定位数。通常，满足静态精度要求的位数也能满足动态平滑的要求。但对动态平滑性要求较高的系统，还需要硬件（模拟滤波）或软件（数字滤波）进行平滑处理。一般8位以下的A/D转换器称为低分辨率A/D转换器，9~12位的称为中分辨率，13位以上的称为高分辨率。
由干转换器必须在采样间隔Ts内完成一次转换工作，因此转换器能处理的最高信号频率就受到转换速度的限制。如50us内完成10位A／D转换的高速转换器，这样，其采样频率可高达20kHz。
查看文章 面对设计如何选择和使用A/D转换器1
2008年04月28日 星期一 07:50
1、 如何确定A/D转换器的位数
3) 转换速度
转换速度是指完成一次转换所用的时间，即从发出转换控制信号开始，直到输出端得到稳定的数字输出为止所用的时间。转换时间越长，转换速度就越低。转换速度与转换原理有关，如逐位逼近式A／D转换器的转换速度要比双积分式A／D转换器高许多。除此以外，转换速度还与转换器的位数有关，一般位数少的（转换精度差）转换器转换速度高。目前常用的A／D转换器转换位数有8位、10位、12位、14位、16位等，其转换速度依转换原理和转换位数不同，一般在几微秒至几百毫秒之间。
AD_DA转换基本原理
AD_DA转换基本原理AD-DA转换是模拟信号与数字信号之间的转换过程，AD是模拟信号转换为数字信号的过程，DA是数字信号转换为模拟信号的过程。
模拟信号是连续变化的电信号，而数字信号是离散的电信号。
AD-DA转换器在很多领域中被广泛应用，如通信、音频处理、图像处理等。
AD转换的基本原理是使用采样和量化的方法将连续变化的模拟信号转换为离散的数字信号。
采样是指将连续的信号在时间上进行离散化，将信号在一定的时间间隔内进行采集。
量化是指对采样后的信号进行离散化处理，将连续的信号值映射到一组离散值。
采样和量化的间隔称为采样周期和量化间隔，采样周期越小，量化间隔越小，转换精度越高。
在AD转换过程中，首先需要选择一个足够高的采样率，以保证对原始信号的采样能够准确还原。
然后将连续的模拟信号用采样周期将其分为离散的信号样本，每一个样本对应一个离散时间点。
接下来，在每一个采样时间点，通过量化器将信号的幅度映射为一个离散的数字值。
量化的精度决定了数字信号的分辨率和动态范围，一般以位表示，如8位、16位等。
DA转换的基本原理是将离散的数字信号转换为连续变化的模拟信号。
在DA转换过程中，首先需要进行数字信号的解码，将离散的数字值转换为连续的数值。
然后使用保持电路（sample-and-hold）将这些连续的数值保持为恒定的电压信号。
接着，使用模拟滤波器对保持的数值进行平滑处理，去除高频分量和其他干扰。
最后，通过放大器将平滑后的信号放大到合适的幅度，得到模拟输出信号。
在DA转换过程中的重要环节是数字信号的解码和模拟滤波器的设计。
解码过程需要将离散的数字值映射为一组连续的数值，这通常通过查表或者插值的方式实现。
模拟滤波器的设计目的是对离散的数字信号进行平滑处理，去除不需要的高频分量和噪声。
滤波器的选择取决于系统的需求，可以是低通滤波器、带通滤波器等。
AD-DA转换器的性能主要由转换精度、抖动、信噪比和带宽等参数决定。
转换精度越高，代表着数字信号与模拟信号的差距越小。
ad转换(热敏电阻测温)实验原理
ad转换(热敏电阻测温)实验原理
AD转换（模数转换）在热敏电阻测温实验中起着关键作用。
其原理是将电
阻值转换为相应的数字数值，并通过计算或其他算法得到温度值。
具体来说，这个过程可以分为以下几个步骤：
1. 电路连接：首先，将热敏电阻与一个合适的电路连接起来。
这个电路通常包括一个电源供电电路和一个ADC采样电路。
电源供电电路为热敏电阻提
供工作电压，而ADC采样电路用于采集热敏电阻上的电压信号。
2. 温度变化：当环境温度发生变化时，热敏电阻的阻值会随之改变，从而引起其上电压信号的变化。
3. AD转换：随后，ADC采样电路将这个变化的电压信号转换为数字信号。
这个转换过程涉及到一定的算法，通常是将电压信号与一个参考电压相比较，并将结果编码为一个二进制数字。
4. 计算温度：最后，通过一定的计算或算法，将这个数字信号转换为对应的温度值。
这通常涉及到对热敏电阻的特性曲线进行查表或拟合等操作，以将数字信号映射到温度值。
通过以上步骤，我们就可以通过AD转换和适当的算法，从热敏电阻的电压信号中得到精确的温度值。
这种方法的优点在于它可以实现高精度的温度测
量，并且可以通过数字信号传输和处理，方便地实现远程监控和数据记录等功能。
关于AD转换采样时间、采样周期、采样频率和转换时间关系
关于AD转换采样时间、采样周期、采样频率和转换时间
关系
⾸先，我们提到采样要⾸先意识到⼀点，是将连续信号即模拟量进⾏数字化（离散化）。
我们知道我们的cpu都是数字信号，即使普通的IO⼝对输⼊电平的判断，也都是通过采集实现的！
采样频率，也称为采样速度或者采样率，定义了每秒从连续信号中提取并组成离散信号的采样个数。
通俗的讲就是每秒采集多少样本。
采样频率
采样周期，也就是多久采集⼀个样本。
⽽采样频率的倒数称为采样周期
有的地⽅将采样时间和采样周期等同得看具体地⽅了，实际上两者是不同的。
AD转换
为将时间连续、幅值也连续的模拟量转换为时间离散、幅值也离散的数字信号，A/D转换一般要经过取样、保持、量化及编码4个过程。
在实际电路中，这些过程有的是合并进行的，例如，取样和保持，量化和编码往往都是在转换过程中同时实现。
一、A/D转换的一般工作过程1.取样与保持取样是将随时间连续变化的模拟量转化为时间离散的模拟量。
取样过程示意图如图7.16所示。
图a中，传输门受取样信号控制，在的脉宽t期间，传输门导通，输出信号为输入信号，而在期间,输出信号。
电路中各信号波形如图b所示。
图7.16取样过程通过分析可以看出，取样信号的频率愈高，所取得信号经低通滤波器后愈能真实的复现输入信号。
合理的取样频率由取样定理（详见信号与系统教材）决定。
将取样电路每次得到的模拟信号转换为数字信号都需要一定的时间，为了给后续的量化编码过程提供一个稳定值，每次取得的模拟信号必须通过保持电路保持一段时间。
取样与保持过程往往是通过取样—保持电路同时完成的。
取样—保持电路的原理图及其输出波形如图7.17所示。
(a)原理图 (b)波形图图7.17 取样－保持电路电路由输入放大器A1、输出放大器A2、保持电容CH和开关驱动电路组成。
电路图中要求A1具有很高的输入阻抗，以减小对输入信号源的影响。
为使保持阶段CH上所存电荷不易泄放，A2也应具有较高输入阻抗，A2还应具有较低的输出阻抗，这样可以提高电路的带负载能力。
一般还要求电路中。
结合图7.17来分析取样—保持电路的工作原理。
在t=t0时，开关S闭合，电容被迅速充电，由于，因此，在时间间隔内是取样阶段。
当t=t1时刻S断开。
若A2的输入阻抗为无穷大、S为理想开关，这样就可认为电容CH没有放电回路，其两端电压保持为不变，图7.17b中的平坦段即为保持阶段。
取样保持电路已有很多种型号的单片集成电路产品。
如双极型工艺的有AD585、AD684；混合工艺的有AD1154、SHC76等。
2. 量化与编码量化为数值量化的简称，就是将取样—保持电路的输出电压，按某种近似方式规划到与之相应的离散电平上的转化过程。
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量化噪声的有效值
eRMS 0.35mV
A/D转换器的位数越长则量化噪声越小，精度越高。
量化中的信噪比
即输入信号幅度与量化噪声的有效值之 比。 在A/D的位数确定的情况下，使输入信 号的幅值尽可能接近A/D的输入范围 Vmax，就可能获得尽可能大的信噪比。 这就是为什么需要根据采样的要求来确 定生物电放大器的增益。
心电导联
标准导联
单极肢体导联
I = (VR-Vw)/R + (VL-Vw)/R + (VF-Vw)/R = 0 Vw = (VR+VL+VF)/3 VR = VR –(VR+VL+VF)/3 ； VL = VL –(VR+VL+VF)/3 ； VF = VF –(VR+VL+VF)/3 VR + VL + VF = 0；
生物电放大器的技术指标和测量
生物电放大器的技术指标
共模抑制比 频率响应 时间常数 灵敏度 噪声 输入阻抗 其它：走纸速度、线性度、阻尼、电安全性 能。
共模抑制比
可表示为CMRR=Ad/Acm，其中Ad 为系统总的差模增益，Acm为系统总的 共模增益。 共模抑制比常用分贝（dB）表示， 即CMRR=20lg(Ad/Acm)，该值体现了仪 器的抗共模干扰的能力。心电图机的共 模抑制比至少要求为60dB，现在一般 都能做到100dB以上。
单极和加压肢体导联的关系
Vw’ = (VL+VF)/2 aVR = VR –(VL+VF)/2 2aVR = 2VR –VL – VF 3VR = 3VR –(VR+VL+VF) = 2VR –VL – VF
aVR:VR = 3:2
同理 aVR+aVL+aVF=0
胸导联
特殊胸导联
监护电极及其安放
信号采集（A/D转换）
ADC中的两个主要过程：
采样 量化。
采样率必须符合相农(Shannon)采样定理 对采样率的限制：
ADC转换时间； 存储空间。 ADC的位长 转换信号的幅值是否与转换范围匹配
量化误差和信噪比：
量化和量化误差
量化就是用有限长度的 二进制数来逼近离散的 模拟信号 由于量化的结果是把尾 数按四舍五入处理，对 于有m位、输入电压范 围是Vmax的A/D转换器， 有0至2m-1共2m个等级， 当输入信号的电压范围为10V， 8位A/D转换器的分辨率是： 每个等级的增量为 δ=Vmax/2m-1，那么， 输入电压范围 10V 量化的最大误差就是 位数 2 1 255 emax(nT)= δ/2。 0.0392V / 位 39.2mV / 位
心电记录的频响要求
临床使用要求/环境 诊断 监护(Monitor) 使用电刀(ESU) 频响要求 0.05 – 100Hz 0.5 – 40Hz 0.5 – 20Hz
时间常数
时间常数反映的是仪器的低频截止频率 （fL），由于频率低的信号要几秒钟、甚至 十几秒才一周，难以测定，实际测定时是将 生物电测量系统的低频特性看作一阶高通， 用记录一个标准的阶跃信号幅度下降到 λ=37%时所需的时间（t）来反映fL，
24位ADC，如果Vmax=10V δ=来自max/2m-1=0.6μV。
它能够给我们带来什么？
生物电放大器技术特点
采用差分放大器 高增益 低噪声 高输入阻抗 合适的通频带 电气隔离和保护
生物电放大器基本要求
不影响所检测部位的生理功能； 测得的信号不能有畸变； 必须能将有用信号和干扰分离开来； 必须对可能的电击伤害提供有效的防护； 放大器本身应能经受得起除颤器、电刀 等产生的大电流的冲击。
RA、LA分别对 应右上肢和左 上肢，置于胸 骨两侧第一或 笫二肋间。RL、 LL分别对应右 下肢和左下肢， 置于腋前线的 剑状软骨水平。 V对应胸导联。
量化噪声的方差和有效值
假设量化噪声与被量化的模拟信号是统计独立的，而 且概率密度是均匀分布的，则量化噪声的方差为：
2
/2
/2
e pe de
2
/2
e2
/2
de
2
12
12 2 m 1
2 Vmax
2
如果用12位A/D，Vmax=5V，那么，
输入阻抗
输入阻抗应该至少是信号源内阻的10 倍以上。由于提高输入阻抗有利于提 高信噪比，很多生物电放大器能够将 输入阻抗做到100MΩ。 由于微电极阻抗可达5~40MΩ，微电极 前置放大器的输入阻抗应大于1000 MΩ。
习题
根据心电图的一般要求，设计确定上述 电路中元器件的参数。 完成右腿驱动和屏蔽驱动电路的设计。 讨论如何进行频率响应的测量。需要什 么设备和如何使用？ 假定把生物电测量系统看作具有高通作 用的一阶系统，推导fL和t之间的关系。
频率响应
频率响应反映的是仪器对不同频率的信号的 不同的灵敏度，要求心电图机对0.1到25Hz的 频率范围内的信号，频率响应曲线必须是平 坦的（<±0.5dB），截止频率是指灵敏度下 降到70.7%（-3dB）时的频率。 频（率）响（应）范围是指高频端截止频率 （fH）和低频端截止频率（fL）之间的通频带 范围。对于诊断用的心电图机的频响要求是 0.05－100Hz，对监护用的心电图机则频响 要求可低些，如0.1－40Hz。
ln 0.16 fL 2 t t
对于心电图机，用1mv的标准信号测量，要 求t >3.2秒。
灵敏度
对心电图机至少分三档：×0.5， ×1，×2，即5mm/mv，10 mm/mv， 20 mm/mv三档。
噪声
放大器的噪声一般是指在输出端测得 的、折合到输入端的噪声幅度。通常 是在输入端为0电平时（输入接地）测 量输出端的噪声峰–峰值或有效值，除 以放大器的增益极为放大器的噪声。 噪声与放大器的通频带大小有关。选 用噪声小的前置放大器，可以做到在 0.5- 100Hz 范围内噪声小于lV p-p。