返回基础:数据转换细节

模数转换器是一种电子或设备，它将一个连续的量转换成与输入大小成比例的数字。在评估模数转换器的规格时，了解比特率和频率的基础知识是有用的，因为它们与数据采集有关。

对于比特率，想象一下用尺子测量硬币的直径。你把尺子放在硬币上，注意到它略多于11/16英寸。实际在11/16到3/4英寸之间。你可以用肉眼观察测量结果，并在脑海中进行插值——但机器在这方面不如你擅长。让一台机器进行测量需要将模拟输入转换为数字输入。

由于数字数据处理高和低(开或关，1或0，等等)，您必须将读数分成离散的部分。对于一台机器，模拟测量可能以电压的形式给出，例如0到10v。为了数字化测量，你可以使用一个比较器，当电压达到5v时，比较器从关闭到打开。使用它，您已经创建了一个1位的a -to- d转换器。把这个应用到上面例子中使用的尺子上，你可以说任何小于1/2英寸的东西。小于5v，大于1/ 2in。大于5v。

不幸的是，这不是很精确。但如果你很聪明，你会意识到如果你添加第二个比较器，你可以有效地将标尺上的标记数量增加一倍。你现在有一个2位的设备，它给你25美分的标记。添加另一个比较器就变成了一个3位设备，得到的是8位。每增加一位，就会得到两倍的除法数，所以十六位的尺子相当于四位的设备。

A-to-D转换器的规格会说它是8位或12位设备。通过扩展数学，您会发现一个12位转换器提供了4,096个单位;这意味着，无论你处理的测量范围是4096个独立单位。在尺子的例子中，每英寸分为0.00024414英寸。增量。无论你测量的是什么:压力、温度、尺寸、流量、水位、重量等，都适用同样的数学方法。总范围跨度将被划分相同。因此，对于给定的范围，12位转换(有4,096个单位)可以比仅提供256个单位的8位转换更精确。

最后，如果您试图确定特定应用程序所需的比特数，则必须询问测量必须有多精确。如果在大范围内需要高精度，比如机器人或坐标测量机，12位可能无法满足要求。另一方面，如果你试图测量0到100 psi之间的压力，±5 psi已经足够接近了，即使是8位分辨率也太过了。

如果比特率是图形的垂直轴或y轴，频率是水平轴或x轴。比特率表示你有多少个单位，频率表示你做标记的频率。假设你需要画一系列平行线，长度为1/8英寸。分开。。如果你有一把尺子和一支尖头的铅笔，那就没问题。但如果你只有一个凿子记号笔，可以画出1/4英寸粗的线。宽，你会过得很艰难。你的绘图工具必须比线与线之间的距离更细。

将模拟数据转换为数字数据时也是如此。正如您必须有足够的比特率来复制模拟波形中的细微之处一样，您的频率也必须能够胜任这项任务。数字频率应该至少是你必须转换的最高模拟频率的两倍。

做数学

这篇“回归基础”是基于彼得·韦兰德的一篇“问控制工程”博客文章，控制工程;编辑通过蕾妮·r·巴塞特他是一名技术作家控制工程．联系她的邮箱是renee.bassett@gmail.com。

教程频道:www.globalelove.com/tutorials。

问控制工程博客上www.globalelove.com/blogs。

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