類比電路與信號

類比電路與信號類比(Analog)與數(shù)位(Digital)信號類比式信號:CTsignal（連續(xù)時(shí)間式信號）

Physicalmeaning（具有確定單位）

Measurable（可利用某種程序量測之）數(shù)位式信號:DTsignal（離散式時(shí)間信號）Quantized（可以階化）Canbebinaryencoded/decoded(可作二值編碼或解碼)CT/DT、類比/數(shù)位信號DSP（數(shù)位信號處理）類比至數(shù)位變換

(A/D):

CTDTPAM/PTMbinarycode

thenstoredintomemory/processedbyPC數(shù)位至類比變換

(D/A):code

DSPPWMCTsignal弦波函數(shù)信號

(SinusoidalSignal)

連續(xù)時(shí)間信號(CT)弦波之三要素為：振幅、頻率、與相角

離散時(shí)間信號(DT)離散時(shí)間信號，記為x[n]，係由一連續(xù)時(shí)間信號x(t)於每一固定瞬刻抽樣（取樣）而得。

若Ts為抽樣週期(samplingperiod)，則x[n]係為x(t)在t=nTs

瞬刻的抽樣值(sampledvalue)，定義為：

x[n]對於時(shí)刻之整數(shù)序數(shù)(index)n而言，是為一連串的實(shí)係數(shù)，稱之為序列(sequence)，或數(shù)列弦波數(shù)列離散時(shí)間信號(DT)稱為數(shù)位頻率(digitalfrequency)正弦波數(shù)列x[n]=sin(Ωn)，Ω=π/6N=12nx[n]指數(shù)調(diào)制弦波數(shù)列離散時(shí)間信號(DT)N=12nx[n]CT信號與DT信號之變換

CT信號經(jīng)抽樣及持握，變成階梯式CT信號，再經(jīng)由類比至數(shù)位變換器(ADC)轉(zhuǎn)換成為DT信號

CT信號與DT信號之變換數(shù)位信號是一種離散時(shí)間(DT)式，幅度經(jīng)過階位化，並可以進(jìn)一步地做二進(jìn)編碼的二值信號

因此數(shù)位信號可以經(jīng)由數(shù)位計(jì)算機(jī)，或DSP晶片組(chipset)做數(shù)值演算，或資料處理

輸出的數(shù)位信號再經(jīng)數(shù)位至類比變換器(DAC)轉(zhuǎn)換成為一般裝置作用所需的類比式CT信號

CT信號與DT信號之變換類比至數(shù)位變換器(ADC)類比信號先經(jīng)抽樣，變換成為離散時(shí)間式的脈波

DT信號再經(jīng)持握器(hold)積分，成為階梯式信號，近似代表輸入的類比信號

DT信號欲變換成為數(shù)位信號之前還要先階位化(quantized)，然後才能做二進(jìn)編碼(binarycoded)

CT信號與DT信號之變換類比至數(shù)位變換器(ADC)類比信號轉(zhuǎn)換成為二值數(shù)位信號有兩種方式：串流式(serial)ADC:

輸出只有一條數(shù)位線

並位式(parallel)ADC:輸出為同時(shí)8條數(shù)位線（1byte），或16位元(1word)不等

4條數(shù)位線圖示：4位元ADC，可將類比信號轉(zhuǎn)化成4位元數(shù)碼

CT信號與DT信號之變換數(shù)位至類比變換器(DAC)一般裝置係工作於類比式CT信號，因此數(shù)位信號經(jīng)過計(jì)算機(jī)演算或處理後，須再經(jīng)過數(shù)位至類比變換器(DAC)轉(zhuǎn)換成為類比式CT信號

CT信號與DT信號之變換數(shù)位至類比變換器(DAC)數(shù)位信號先由解碼器(decoder)轉(zhuǎn)換成DT數(shù)列

此DT信號再經(jīng)過持握器積分，變換成為分時(shí)段定值的CT階梯式信號

階梯式信號再經(jīng)適當(dāng)?shù)牡皖l通濾波器(low-passfilter)做類比信號處理，即可以產(chǎn)生能夠工作於一般裝置所需要的類比式信號

抽樣定理

連續(xù)時(shí)間與離散時(shí)間系統(tǒng)之間的關(guān)聯(lián)可用抽樣定理(samplingtheorem)描述之。此定理經(jīng)由奈奎斯特(H.Nyquist)、費(fèi)泰克(J.M.Whittaker)、蓋伯

(D.Gabor)、及向農(nóng)

(C.E.Shannon)諸氏發(fā)展定論

實(shí)際信號的分布並非侷促於有限頻寬fmax，因此類比信號須先使用低頻通濾波器處理，使頻率高於fmax的成分能有效地衰減殆盡。這種預(yù)先抽樣濾波器稱為反混疊失真濾波器(anti-aliasingfilter)，用以防止不必要的高頻信號出現(xiàn)在被抽樣的信號中。抽樣定理

若類比信號含有的最高頻率為fmax，欲以等速率抽樣脈波正確地代表此信號，則脈波抽樣頻率fs必須大於2fmax。再者，將這些抽樣脈波經(jīng)過適當(dāng)頻帶寬度的低頻通濾波器處理，即可以重新獲得原來的類比信號。抽樣定理類比信號抽樣處理的正確方針應(yīng)用反混疊失真濾波器，將不要的高頻成分衰減掉。抽樣頻率fs

須遠(yuǎn)大於奈奎斯特頻率2fmax。抽樣定理車輪效應(yīng)

在早期的電影拍攝，每一分鐘約使用20個(gè)連續(xù)動(dòng)作畫面，相當(dāng)於抽樣頻率為：fs=20/min，而人眼視覺暫留的延遲反應(yīng)特性認(rèn)為這是連續(xù)平滑動(dòng)作。因此馬車經(jīng)過時(shí)，我們以為輪子旋轉(zhuǎn)不已。但是，馬車輪子的轉(zhuǎn)速實(shí)際上不只20/min（fmax>20），因此抽樣頻率小於奈氏頻率40，抽樣定理被違反了。於是，當(dāng)馬車經(jīng)過後，我們在銀幕上仍然看到輪子快速地旋轉(zhuǎn)不已。這種反常的現(xiàn)象就稱為是混疊失真，又稱為車輪效應(yīng)。

Thevenin

定理戴維寧等效電路

Norton定理LinearAmplifiers分貝

(dB)分貝(d