Computer sind digitale Geräte, dh sie arbeiten mit diskreten Werten (0S und 1s). Analoge Signale hingegen sind kontinuierlich und variieren im Laufe der Zeit reibungslos. Um analoge Signale zu verarbeiten, verwenden Computer Analog-zu-Digital-Konverter (ADCs) .

So funktioniert es:

1. Abtastung: Der ADC hat in regelmäßigen Abständen einen Schnappschuss des analogen Signals. Die Frequenz dieser Schnappschüsse wird die Abtastrate als bezeichnet . Eine höhere Stichprobenrate erfasst mehr Datenpunkte pro Sekunde, was zu einer genaueren digitalen Darstellung führt.

2. Quantisierung: Jedes Probe wird dann einen diskreten digitalen Wert innerhalb eines vordefinierten Bereichs zugewiesen. Dieser Bereich ist in eine feste Anzahl von Ebenen unterteilt, die als Quantisierungsniveaus bekannt sind . Je mehr Ebenen es gibt, desto genauer die Darstellung des analogen Signals.

3. Codierung: Die digitalen Werte werden dann im binären Format codiert, den Computer verstehen und verarbeiten können.

Hier ist eine Analogie: Stellen Sie sich vor, Sie möchten ein Foto eines sich bewegenden Objekts aufnehmen. Sie können seine gesamte Bewegung nicht gleichzeitig erfassen, sodass Sie in regelmäßigen Abständen mehrere Schnappschüsse machen. Diese Schnappschüsse sind wie die von der ADC entnommenen Proben.

Einige gemeinsame ADC -Typen:

* Folge Annäherung ADC: Dieser Typ funktioniert, indem das analoge Signal wiederholt mit einer Referenzspannung verglichen und den digitalen Ausgang angepasst wird, bis es mit dem Signal übereinstimmt.

* Flash ADC: Dieser Typ verwendet eine große Anzahl von Komparatoren, um das analoge Signal gleichzeitig mit einem Satz von Referenzspannungen zu vergleichen. Es ist sehr schnell, kann aber teuer sein.

* Sigma-Delta ADC: Dieser Typ verwendet Überabtast- und Rauschformungstechniken, um eine hohe Auflösung und geringe Rauschen zu erzielen.

Beispiele für analoge Signale, die Computer verarbeiten können:

* Klangwellen: Mikrofone konvertieren Schalldruck in analoge Signale, die dann von ADCs für Audioaufnahmen und Wiedergabe digitalisiert werden.

* Licht: Kameras verwenden Sensoren, die die Lichtintensität in analoge Signale umwandeln, die zur Bildaufnahme und -verarbeitung digitalisiert werden.

* Temperatur: Thermistoren und andere Sensoren wandeln Temperaturänderungen in analoge Signale um, die zur Messung und Kontrolle digitalisiert werden können.

Kurz gesagt, ADCS überbreitet die Lücke zwischen analogen und digitalen Welten und ermöglicht Computern, die kontinuierlichen Informationen aus der realen Welt zu verarbeiten.