4.9.2　A/D采样以及A/D转换模块的调试

4.9.2　A/D采样以及A/D转换模块的调试

从信号理论易知，只要是满足采样定理条件，采样过程几乎不会产生失真，理论上意味着量化编码后的信号序列可以完全无失真地恢复原来的模拟信号。但量化过程中必然会产生失真，因为它改变了采样信号序列中各取样值的值，这种误差被称为量化失真或量化误差。量化通常有均匀量化与非均匀量化两种。均匀量化是把输入的信号按等距离分隔来量化，对于均匀量化，如果输入信号的最大幅度确定，则数字信号的位数越多，精度便越高，量化失真越小，表示该A/D转换的分辨越高。若输入模拟信号的最大幅度为A，数字信号的数据为N，即可以用N 个码元来表示取样值，那么该数字信号有2N 个离散值，它能够准确表示数值之间的间隔，可由式(4.36)表示：

量化所产生的量化误差由式(4.37)表示：

非均匀量化是根据信号的不同区间来确定间隔的，对于信号取值小的区间，其量化间隔也小；反之，量化间隔就大。同均匀量化相比，其有两个优点：首先，当输入量化器的信号具有非均匀分布的概率密度时，非均匀量化器的输出端可以得到较高的平均信号量化噪声功率比；其次，非均匀量化时，信号抽样值与量化噪声功率的均方根值基本成反比。所以，量化噪声对大、小信号的影响基本一样，即非均匀量化改善了小信号时的信号量噪比。本系统采用的是均匀量化。(https://www.daowen.com)

本节将理论的A/D转换值与实际测得的模拟量值进行比较。用matlab作出理论的A/D 转换值与模拟量值的折线。所画的测试数据图如图4.61所示。

图4.61　A/D转换理论值与实际值比较

由图4.61可知，A/D转换后的模拟值近似于实际的模拟值，偏差较小，验证了本系统中A/D的转换模块有较好的精度，并且满足设计要求。