模数转换器中的量化器和编码器有什么区别?


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将模拟信号转换为数字信号需要三个步骤。 第一个是必须对信号进行采样。 必须对采样的信号进行量化,然后将其编码为二进制代码,以便可以在该阶段进行进一步的处理。

以一个1位数字转换器为例(因为这是最简单的情况)。 标准样品保持电路如下所示:

根据时钟的速度,当开关为“ ON”时,来自端子AI的信号将存储在电容器中。 当它为OFF时,电容器放电,因此存储在电容器中的电压(以一定的增益)出现在输出AO上。

现在,下一步,可以想象量化是在“幅度”域中进行采样。 为简单起见,我们假设一个1位量化器,可以归结为比较器电路:

现在,如果有人破坏了采样过程,它的近似方式如下:

输出= 1 * t = n * ts时的电压

输出= 0 *其他时间的电压。

如果仔细记下,您会发现仅在积分时刻,输出才等于输入电压。

现在,将其应用于我们的1位量化器。 由于量化器只有一位,因此最多只能有2个等级。 因此,简单的量化器就是比较器电路。 当输入大于0时,它输出高电压,该电压等于比较器的电源电压。 输入<0时接地。现在,您已确保输入电压保持为这两个电压之一。 换句话说,您已经量化了。 但是,该信号仍处于离散时域中,尚未转换为“纯”数字信号。 对于数字系统,信号链中的数字系统必须采用二进制代码形式的纯数字信号才能对其进行进一步处理。

该步骤在编码器中完成。 在1位的情况下,量化器也可以兼作编码器,因为它只能直接提供二进制输出。 但是在稍微复杂一点的2位4电平系统中,将有两个比较器,将输入与3个不同的电平进行比较,并将其量化为4个可接受的“量化”之间的电压电平。 然后,这些信号将在组合逻辑的帮助下进行编码,以产生4个二进制代码,每个二进制代码的级别从00到11。

同样的概念也适用于更高比特分辨率的ADC。