Ako počítače vstupujú analógové signály?

Počítače sú digitálne zariadenia, čo znamená, že pracujú s diskrétnymi hodnotami (0S a 1S). Analógové signály sú na druhej strane nepretržité a v priebehu času sa hladko líšia. Na spracovanie analógových signálov používajú počítače analógy-digitálne prevodníky (ADCS) .

Takto to funguje:

1. Vzorkovanie: ADC robí snímku analógového signálu v pravidelných intervaloch. Frekvencia týchto snímok sa nazýva miera vzorkovania . Vyššia rýchlosť vzorkovania zachytáva viac dátových bodov za sekundu, čo vedie k presnejšej digitálnej reprezentácii.

2. kvantizácia: Každej vzorke sa potom priradí diskrétna digitálna hodnota v preddefinovanom rozsahu. Tento rozsah je rozdelený na pevný počet úrovní, známy ako kvantizačné úrovne . Čím viac úrovní je, tým presnejšie je znázornenie analógového signálu.

3. kódovanie: Digitálne hodnoty sa potom kódujú v binárnom formáte, ktorým počítače môžu porozumieť a spracovať.

Tu je analógia: Predstavte si, že chcete zachytiť fotografiu pohyblivého objektu. Nemôžete zachytiť celý svoj pohyb naraz, takže v pravidelných intervaloch urobíte viac snímok. Tieto snímky sú ako vzorky odobraté ADC.

Niektoré bežné typy ADC:

* následná aproximácia ADC: Tento typ funguje opakovaným porovnaním analógového signálu s referenčným napätím a nastavením digitálneho výstupu, až kým nezodpovedá signálu.

* flash ADC: Tento typ používa veľké množstvo komparátorov na súčasné porovnanie analógového signálu so súborom referenčných napätí. Je to veľmi rýchle, ale môže byť drahé.

* Sigma-delta ADC: Tento typ využíva techniky nadmerného vzorkovania a formovania hluku na dosiahnutie vysokého rozlíšenia a nízkeho hluku.

Príklady analógových signálov, ktoré môžu počítače spracovať:

* zvukové vlny: Mikrofóny prevádzajú zvukový tlak na analógové signály, ktoré sú potom Digitalizované pomocou ADCS na nahrávanie zvuku a prehrávanie.

* svetlo: Kamery používajú senzory, ktoré prevádzajú intenzitu svetla na analógové signály, ktoré sú digitalizované na zachytenie a spracovanie obrazu.

* Teplota: Termistory a ďalšie senzory premenia zmeny teploty na analógové signály, ktoré je možné digitalizovať na meranie a kontrolu.

Stručne povedané, ADCS preklenuje priepasť medzi analógovými a digitálnymi svetmi, čo umožňuje počítačom spracovať nepretržité informácie zo skutočného sveta.

• Predchádzajúca strana: Aké sú tri spôsoby, ako zadávať údaje a na čo použili? 
• Ďalšia strana: Čo sú výstupné zariadenia a vysvetlite aj ich funkcie?