ADC数据转换

　　无处不在的模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC）是DSP的基础设施。如图1所示的基本ADC由两部分组成。级完成采样保持操作，该级实际上将模拟信号x（t）变换为离散时间信号x［k］，而第工级由量化器构成，它将离散时问的采样值x[k]映射为一个等价的数字样本xD[k]。n位的ADO将x[k]量化为2n个可能的离散值之一。将数字信号还原为模拟信号的过程始于DAC，它将数字转换为一个等价的模拟电平。这一般由零阶保持操作来完成，即将一个模拟电平保持整个采样间隔。之后离散时间的样值序列被传给连续时间插值滤波器，再由插值滤波器产生连续时问输出x'（t）。

　　图1 基于ADC的数字转换系统

　　ADC和DAC的参数包括（按位计）、速度（每秒样本数或Sa／s）、线性以及其他一些性能指标。有一些DAC可以由内置的模拟乘法器代替，这样通过调制作用可以实现额外的波形整形。压扩型ADC利用“mu”（μ）律或A律压缩算法对转换器的动态范围进行非线性的再分配。对于高端应用，有时会使用外加扰动来减小量化带来的统计误差。有些ADC为了欠采样应用会装配宽带的采样保持电路。在商业产品中有丰富的ADO和DAC可供选用，涵盖了很宽范围的成本、和带宽选择。可选的ADO结构有slgmadelta（Σ△）、flash、逐次逼近（SAR）、子带、流水线和折叠型。图2中给出它们的速度和外延的比较。尽管ADC工业在不懈地追求高速、低功耗和高ADC这一目标（他们理想中的“圣杯”），然而其进展仍然很慢。尽管主流数字工业的Moore定律表明数字电子器件的密度每18个月翻一番，但是特定速度的ADO的仅以每9年1.5位的速度在改善。按照这个模型，如果在额定的转换速度上存在12位的ADC，那么需要24年才能达到16位的。由Moore定律可知，在同样的时间间隔中，ADC配套的主流数字电路可以改进64K倍。

　　图2 不同类别的ADC