[科普中国]-模拟数据

模拟数据（Analog data）也称为模拟量，相对于数字量而言，指的是取值范围是连续的变量或者数值。模拟数据是指在某个区间产生的连续值，例如，声音、图像、温度、压力。

模拟数据的表示方法模拟数据一般采用模拟信号(Analog Signal)，例如用一系列连续变化的电磁波(如无线电与电视广播中的电磁波)，或电压信号(如电话传输中的音频电压信号)来表示；数字数据则采用数字信号(Digital Signal)，例如用一系列断续变化的电压脉冲(如我们可用恒定的正电压表示二进制数1，用恒定的负电压表示二进制数0)，或光脉冲来表示。 当模拟信号采用连续变化的电磁波来表示时，电磁波本身既是信号载体，同时作为传输介质；而当模拟信号采用连续变化的信号电压来表示时，它一般通过传统的模拟信号传输线路(例如电话网、有线电视网)来传输。 当数字信号采用断续变化的电压或光脉冲来表示时，一般则需要用双绞线、电缆或光纤介质将通信双方连接起来，才能将信号从一个节点传到另一个节点。

模拟数据数字信号编码技术模拟数据数字信号编码技术：包括采样、量化和编码等过程。

采样：由于一个模拟信号在时间上是连续的，而数字信号要求在时间上是离散的，这就要求系统每经过一个固定的时间间隔对模拟信号进行测量。这种测量就叫做采样。这个时间周期就叫做采样周期。

量化：对采样得到的测量值进行数字化转换的过程。一般使用A/D转换器。

编码：将取得的量化数值转换为二进制数数据的过程。1

与数字数据区别数字数据在时间上和数量上都是离散的物理量称为数字量，也叫数字数据。把表示数字量的信号叫数字信号。把工作在数字信号下的电子电路叫数字电路。

例如：用电子电路记录从自动生产线上输出的零件数目时，每送出一个零件便给电子电路一个信号，使之记1，而平时没有零件送出时加给电子电路的信号是0，所在为记数。可见，零件数目这个信号无论在时间上还是在数量上都是不连续的，因此他是一个数字信号。最小的数量单位就是1个2。

转换原理1. 数模转换器是将数字信号转换为模拟信号的系统，一般用低通滤波即可以实现。数字信号先进行解码，即把数字码转换成与之对应的电平，形成阶梯状信号，然后进行低通滤波。

根据信号与系统的理论，数字阶梯状信号可以看作理想冲激采样信号和矩形脉冲信号的卷积，那么由卷积定理，数字信号的频谱就是冲激采样信号的频谱与矩形脉冲频谱（即Sa函数）的乘积。这样，用Sa函数的倒数作为频谱特性补偿，由数字信号便可恢复为采样信号。由采样定理，采样信号的频谱经理想低通滤波便得到原来模拟信号的频谱[1]。

一般实现时，不是直接依据这些原理，因为尖锐的采样信号很难获得，因此，这两次滤波（Sa函数和理想低通）可以合并（级联），并且由于这各系统的滤波特性是物理不可实现的，所以在真实的系统中只能近似完成。

2. 模数转换器是将模拟信号转换成数字信号的系统，是一个滤波、采样保持和编码的过程。 模拟信号经带限滤波，采样保持电路，变为阶梯形状信号，然后通过编码器， 使得阶梯状信号中的各个电平变为二进制码2。

研究领域一般模拟数据一般模拟数据是指现场的水井水位、水塔水位、泵出口压力和出口流量等模拟数据,需要通过多路复用芯片完成多路数据的采集和模数转换器完成模拟量和数字量的转换,再将采集的数据给CPU处理2。

模拟电子技术模拟电子技术研究的是连续信号称为模拟量.数字电子技术研究的是断续信号称为数字量.根据这一点提出问题：大家非常熟悉也都会用的算盘它的数据是连续的还是断续的。2

AD转换器AD转换器(模数转换器)的作用是从信号加工放大器输入的0~5V的直流电信号通常称为模拟量,可用无限长的数字来表示,如4.8213.…(V),计算机处理这些模拟量,只能处理有限长度的量,我们称之为数字量。2

量测压量测值电压值、有功功率、无功功率、温度和变压器抽头位置等均用量测值表示与状态量（也称逻辑量）对照也称为模拟量。因日立仪器吸取试剂时并不是按参数设置的体积吸取,而是要多吸一部分(此部分称为模拟量),此种设计的目的是为了防止试剂被稀释。工作模式比较人们把连续变化的物理量称为模拟量.指针式万用表的指针偏转可随时间作连续变化,并与输入量保持一种对应关系,故称之为模拟式万用表(VOM)2。

遥测遥测——反映电力系统及设备的运行状态如有功功率、无功功率、电压、电流及频率等也称为模拟量.电量——这是功率对时间的积分量主要用于统计与记帐2。

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于仁业 - 高级工程师 - 中航工业哈尔滨飞机工业集团有限责任公司