基于数字电路对模拟信号的转化研究

张琦

摘   要：以数字为基础的电路就是数字电路，而数字电路所使用的数字就是“0”和“1”，因此数字电路通常都比较简单，而其所发出的模拟信号也是由“0”和“1”所组成的。而要将模拟信号转化为数字信号，就需要通过设计不同逻辑电路才可以达成这一点。所以，就有必要研究数字电路对模拟信号的转化。因此，本文首先将概述模拟电路放大器，然后分析数字电路对模拟信号的放大，最后详细阐述数字信号在人们日常生活中的具体应用，希望可以为相关工作人员提供有用的参考。

关键词：数字电路  模拟信号  模拟电路放大器  信号转化

中图分类号：TN79                                  文献标识码：A                        文章編号：1674-098X（2019）02（c）-0004-02

众所周知现如今能够发出信号的物体，所发的信号都是模拟信号，而由于现代人们还无法有效的控制模拟信号的变量，这就导致模拟信号无法被有效的应用。因此，为了可以更好的应用模拟信号，就要将模拟信号进行有效的转化，通过了长久的研究后，有相关研究人员就发现了一种转化的有效方式，那就是将模拟信号转化为数字信号，这就为现代人们的生活带来了很大的便利，在实际生活中这种转化的应用也十分的广泛，这也是一种转化模拟信号的有效措施。

1  模拟电路放大器概述

众所周知能够被人耳所听到的声音频率的上限最高不能超过20kHz，一旦声音的频率超过20kHz，那人耳就不能听到声音了。并且，如果声音的频率如果过低的话，那么人耳同样听不到这种频率的声音。而频率超过20kHz的声音叫做超声波，频率太低的声音叫做次声波[1]。

现代人们在日常生活中都会收听CD音乐愉悦身心，通常人们收听的CD音乐唱片通常都是使用超过40kHz的频率开展采样，然后将其作为数字数据处理音乐，这样就能够获取到与原始声音极其接近的音乐，如果需要反复进行，就可以将模拟信号通过专用模拟电路进行放大。通过应用模拟电路进行模拟信号的效率很高，却需要操作人员有较高的技术经验，成本相对来说也要更高。而通过数字电路进行设计，能够有效放大模拟信号，成本也要更加低廉[2]。

2  数字电路对模拟信号的放大分析

正如前文所述，数字电路可以有效的将模拟信号放大，那么数字电路又是如何将模拟信号放大的呢？这是因为研究人员在发现需要处理的信号频率和采样频率有着部分关系时，那么通过数字电路对模拟信号进行数字化的处理，下面本文就将详细阐述数字电路处理模拟信号的原理。

因为数字电路就是众所周知的逻辑电路，所以数字电路也就是“0”和“1”的数字组合的领域。而其中也没有电压的理论，那么如何找到电压和“0”和“1”的联系，就是逻辑电路的核心关键，这也是对数字电路进行设计的重点。而通过数字电路对“0”和“1”的值进行处理，就能够充分的展现数字电路的具体动作，这样就能够有效的提供人们所需要的信息。通过数字电路处理模拟信号其中的具体原理，也比较容易让人理解，数字电路就是将模拟信号转化为数字信号，并将被转化的数字信号再输入到数字电路之中，如果模拟信号再被转为数值之后，所输出的则就是数字电路。

由于人们在获取频率的过程中，偶尔会出现抽样频率变换的问题，之所以会出现这样的问题，主要是因为电路系统会处在“多抽样率”的环境之中进行工作，所以其只有变换抽样频率，才能够更好的满足人们的实际需求、比如，人们在应用多媒体技术时，由于多媒体技术中包含音频、视频、数据以及图像等各种事物的传输，而这些不同的事物其频率也有着很大的差异，而只有将这些不同的事物进行有效的组合，才能够更好的满足人们的实际需求。因此，对不同的频率进行抽样，就要变换抽样率，就可以符合人们的意愿。

3  数字信号在人们日常生活中的具体应用

对模拟信号通过数字信号进行处理，也就是利用数字方法对信号经过分析、变换以及滤波等各个步骤进行处理，所以这属于快速算法的技术学科。而在现代人们的日常生活中，有大部分的人都认为对模拟信号通过数字信号进行处理，主要就是研究谱分析方法、数字滤波技术等。尤其是现代电路系统与数字电路更加的完善，计算机技术也有了长足的进步，这就促使现代的数字信号处理技术也获得了更大的发展，使现代人们不仅生活在信息社会同样也是生活在数字化的社会之中，其中有关技术所应用的范围也是愈发的广泛。

并且，数字滤波器也是一种基于数字信号处理技术所研发的设备，这种设备在现代人们的日常生活应用的方式也比较丰富，而数字滤波器可以分为两大类型，分别是无限冲激响应以及有限冲激响应，而且都可以通过软件以及硬件的方式有效的实现。通过软件实现数字滤波器，则需要通过数字计算机作为载体，根据滤波器的设计算法，开展有效的编程就能够开展数字滤波的计算。而在通过硬件进行实现的过程中，需要由乘法器与加法器等多种单元组成，这就与模拟滤波器有着很大的区别，因为模拟滤波器主要是由电容器、电阻器以及电感器所组成的。通过数字集成电路能够很好的对数字信号处理系统进行设计和制作，能够制作稳定性更强、体积更小以及有着多种优点的数字处理系统[3]。

同时，在谱分析中应用数字信号处理技术也有着十分明显的优势，这是一种能够在一定频率范围之内分析变换信号特性的一种方法。这种方法不仅能够对信号进行确定，还可以对随机的信号进行确定。确定的信号指的就是在任何时刻其数值都是确定的，而随机的信号其数值则是不确定。因此，在处理随机的信号时，就要通过统计方法联合随机过程理论开展处理和分析。而在现代人们的生活中，很容易就会遇到随机过程，通常都是相对较为平稳的随机过程中，可以根据其样本的函数进行决定，还能够结合任意一个样本函数的时间进行确定。但是，平稳随机信号的有着不确定性的特点，然而平稳随机信号的相关函数却是确定的。因此，就可以通过快速变换算法开展处理和计算[4]。

4  结语

总而言之，随着现代科学技术的迅猛发展，数字信号在现代人们的日常生活中，也会得到更加广泛的应用。特别是现如今是信息化时代，也是大数据的时代，这虽然造成模拟信号不仅更加的复杂多变、更加的多样性，然而这些模拟信号都可以通过数字电路进行有效的转化，方便现代人们对模拟信号的处理，更好的节约人们的时间，这也是一种方便有效的转化信号方式，能够使现代人们的生活更加的快捷和方便。

参考文献

[1] 周应全，王良智.数字电路对模拟信号的转化[J].西部广播电视，2017（6）：205-205.

[2] 赵清.数字电路中非正常跳变信号的检测方法研究[J].科技通报，2017（9）：224-227.

[3] 林春耀，刘顺成，杨贤，等.基于高速数字电路的PD UHF信号纳秒级陡脉冲源研制[J]. 电测与仪表，2016， 53（2）：73-77.

[4] 谢建平.PDP电视机多制式数字视频信号转换电路的研究[J].微计算机信息，2016， 22（7Z）：222-224.