初步了解信號鏈中的數據轉換器

信號鏈由多個組件構成，如放大器、數據轉換器、接口、時鐘和定時等。信號鏈的用途是采集和處理數據，或者根據對實時信息的分析應用系統控制。

本文中，我們將關注信號鏈的一部分：數據轉換器（參見下圖1），但首先必須了解模擬和數字世界。

圖1：采用外部基準電壓的基本ADC

信號需要經過處理，才能顯示其中所含的信息、進行信號分析或轉換成另一種能夠使用的信號類型。在實際應用中，模擬產品檢測聲、光、溫度或壓力等信號，然后進行操作處理。接著由模數轉換器（ADC）等轉換器接收真實信號，將其轉換為1和0的數字格式。隨后，由數字信號處理器捕獲數字化信息并加以處理，最后反饋供現實世界使用。這個過程可通過兩種方式來實現，一是數字方式，二是經過數模轉換器（DAC），轉成模擬格式。二者均以高速完成。模擬信號是連續信號，而數字信號僅捕捉部分信號。

在學習數據轉換器（ADC或DAC）時，需要了解一些基本知識。

例如，為什么首先要對模擬信號進行數字化？原因有多個，其中包括：改善信號分析能力、更魯棒的存儲和更精確的傳輸。但另一方面，信號變得更為復雜，而且需要更長的處理時間。有利就有弊，但好消息是：高性能轉換器有助于消除復雜性并增強性能。

ADC的用途涉及輸入信號的量化，這意味著轉換器會引入少量誤差。ADC的整體性能涉及許多參數，如熱噪聲、抖動和量化噪聲-即指定帶寬（BW）內的信噪比（SNR）。轉換器數據手冊中報告的信噪比可為設計人員提供實際的期望，幫助其了解轉換器在被采樣信號中的最低可分辨步長. ADC并非僅執行一次轉換，而是周期性地執行轉換，即采樣。最終獲得的是將連續模擬信號轉換為離散或不連續信號的信號樣本或數字值序列。你會看到，這一過程對捕捉到的信號質量有重大影響。

圖2.采樣數據系統：采樣和量化。此處，采樣是時域上的影響，而量化則是幅度域上的影響。采樣這一行為導致二者同時發生，并把信號分為兩個軸。