ADC&DAC基础解析：采样与奈奎斯特准则

"ADC&DAC基础教程是一篇适合新手阅读的文章，主要讲解了ADC（模拟到数字转换器）和DAC（数字到模拟转换器）的工作原理及转换过程。该教程共分为五个部分，涵盖了采样理论、奈奎斯特采样准则、欠采样与抗混叠滤波器的应用等内容。由Walt Kester和James Bryant，来自Analog Devices的专业人士撰写。" ADC和DAC是数字信号处理中的核心组件，它们在模拟和数字世界之间起着桥梁作用。ADC将连续的模拟信号转换为离散的数字信号，而DAC则执行相反的操作，将数字信号还原为模拟信号。 文章的首部分介绍了采样这一概念，采样是将模拟信号转化为数字信号的第一步。根据奈奎斯特采样定理，采样频率至少应为原始信号最高频率成分的两倍，以避免信号失真，这被称为“无混叠”条件。图2-1展示了典型的采样数据系统的结构，包括前端的信号调理电路，如放大器和滤波器，用于预处理模拟信号，防止混叠的发生。 在ADC之前，模拟信号通常需要通过低通或带通滤波器进行预处理，去除不需要的频率成分。一旦通过ADC，数字信号就可以在数字信号处理器(DSP)上进行处理，如数字滤波或快速傅里叶变换(FFT)。在实时系统中，DSP必须在每个采样间隔内完成计算并准备好新的输出样本，以供DAC使用。 在某些应用中，如CD播放器，信号会经过DSP处理后再送到DAC，以恢复为模拟信号。而在其他应用中，信号可能保持数字形式，不需经过DAC。如果使用DAC，通常还需要一个抗镜像滤波器来消除由采样引起的镜像频率。 ADC和DAC的转换过程中，两个关键概念是离散时间采样和量子化。离散时间采样意味着模拟信号在固定时间间隔内被捕捉，而量子化则是指由于数字表示有限精度导致的幅度分辨率限制。理解这两个概念对于深入掌握数字信号处理至关重要。 ADC&DAC基础教程提供了深入浅出的介绍，有助于初学者了解这两个关键硬件组件的基本工作原理及其在数字信号处理系统中的重要性。