数据采集是一个广泛应用于工程实践和科学研究领域的技术。它是指通过各种传感器、计量仪器等装置获取某种被测物理量的数值,进而进行计算、统计、分析等处理。在数据采集过程中,我们需要运用到AD/DA技术,本文将从数字和模拟两个角度来阐述为什么数据采集要使用AD/DA。
数据采集的核心就是信号的采集和处理。采集下来的数据信号一般为模拟信号,需要再进行处理后,采用数字信号进行传输,储存和处理。而大多数现代数字控制系统都是基于反馈控制,而反馈控制的核心是DA模块。也就是说需要AD进行采集,然后通过计算,产生控制信号,经过DA转换成模拟量用于执行器中进行调整。在数值处理过程中,数字信号要回归模拟信号进行处理,通过AD转换模拟信号转换成对应采样值的数字信号,并将数字信号传到存储器和处理器中,供下一步运算。
数字信号处理的核心还在于采集出来的模拟信号需要转换成数字信号,即AD模块。采集的信号会因为信号源的漂移、杂波、放大器滞后等原因而失真,如果数字转换的位数不够,将引发精度降低。而高精度的信号处理是我们追求的目标,这就需要采用精度更高的AD转换器。现代AD芯片已经达到16位、24位、32位甚至40位精度,完美地解决了信号采集精度不足的问题。在数据采集与信号处理中,样点的采集精度和频率的大小都决定了采集数据的质量和计算处理速度。
在现实应用中,AD和DA除了在数据采集与数字信号处理之外,还应用在许多领域。比如医学设备、音视频信号转换、工业控制、机器人控制等领域,在这些领域中也需要采用AD转换器把模拟信号转换成数字信号,然后再通过DA将数字信号转换成模拟信号。例如在音乐播放器中,本质上是把数字信号转换成模拟信号来抵达听觉效果。又如智能家居领域,通过AD芯片采集传感器信息,通过DA芯片输出控制信号,实现自动化控制。
AD/DA已成为数字技术发展的重要分支,数据采集的精度和质量都与AD/DA息息相关。AD/DA芯片不仅仅应用于数据采集,也被广泛应用于音视频转换、工业控制、医疗设备等领域。AD/DA将数字信号和模拟信号进行了很好的转换,为科学实验和工程实践带来了便利。