Аналоговые и цифровые системы преобразования

Цифровой сигнал может быть последовательным или параллельным. При последовательном кодировании информации сигнал представляет собой последовательность импульсов. При этом измеряемая физическая величина пропорциональна количеству импульсов и/или их частоте (фазе, скважности и т. п.).
При параллельном кодировании измеряемой величины цифровое значение ее представляет собой двоичное слово. Чтобы обеспечить необходимость точного преобразования, следует выбрать необходимое число разрядов в диапазоне изменения физической величины.
Дискретные значения в диапазоне изменения цифровой величины
называются уровнем квантизации. Этот уровень зависит от числа двоичных разрядов в цифровом слове, используемом для представления значения измеряемой величины. Например, в четырехразрядном слове для цифрового представления значений параметра имеется 24 = 16 уровней квантизации.

Выбор времени счета достоверной информации в цифровых системах должен соответствовать теореме Котельникова:
где Тобм — время обмена информацией;
fгарм- частота самой высокочастотной составляющей гармоники в измеряемом параметре.
Из соотношения следует, что для достоверного представления сигнала (параметров самой высокочастотной гармоники) необходимо, чтобы время квантизации было меньше периода гармоники по крайней мере в два раза.

Аналого-цифровой преобразователь последовательного приближения
Аналоговый сигнал сравнивается с преобразованным действительным сигналом на выходе цифровой системы. При совпадении значения измеряемой величины с действительным сигналом происходит считывание цифрового выходного слова.

Аналого-цифровой преобразователь с использованием компараторов
В параллельном преобразователе используются несколько отдельных элементарных компараторов, которые сравнивают входной аналоговый сигнал с опорными напряжениями. Каждое опорное напряжение
соответствует уровню квантования.

Так, для трехразрядного цифрового уровня сигнала необходимо обеспечить восемь опорных напряжений(т. е. 23) и, следовательно, восемь компараторов (или семь, в случае изменения измеряемой величины от нулевого значения).
Опорные напряжения формируются с помощью резистивных делителей. Точность преобразования зависит от точности опорных напряжений.
Современные аналого-цифровые преобразователи выпускаются в виде интегральных микросхем и имеют достаточно высокую разрядность и скорость преобразования.