AD转换器是将模拟量信号转换成数字信号的设备。其中,最重要的部分是采样器和保持电路,AD转换器的工作原理就是通过采样信号得到样本值,然后将其保持,利用量化电路将模拟信号转换为数字信号。
在进行AD转换时,信号一般是以连续的形式存在的,而AD转换器只能处理离散的数字信号。因此,需要对模拟信号进行采样,将其离散化。
采样定理指出,对于一个连续的信号,在经过采样后,需要满足采样频率至少是信号带宽的2倍。这是因为在低于这个频率时,会出现采样间隔内存在频率高于采样频率的信号,使得这部分信号无法还原,产生混叠失真。
例如,人耳最高能听到的频率为20kHz,因此在对声音信号进行AD转换时,采样频率应该大于40kHz。
在现实中,采样频率不是越高越好,因为采样频率过高会导致信号信息冗余,增加计算的复杂度,同时也会增加功耗和芯片成本。因此,需要在满足采样定理的前提下,尽可能降低采样频率,以达到节约资源、提高效率的目的。