劉力：高級工程師；畢業于清華大學無線電系，后進入中國科學院自動化研究所工作；曾參加國家重點科技項目的研發，現任北京利國電子公司總經理。聯系作者：liguo@liguo.com.cn

3、模擬信號與數字信號之間的轉換與損失
　　模擬信號：是指信號的幅度是連續可變的信號，以往常見的包括音頻信號、視頻信號和VGA等信號都是模擬信號。由于電平幅度是連續可變化的，因此可以表現最小的變化。如電壓信號，我們可以精確到0.1V、0.01V、1mV、1μV、1pV等等，只要是有所不同，就可以表現出來。其優點是可以無窮精確地表示一個變量，缺點是：不利于存貯，容易受到干擾（因為有一點不同就已經表現出來了），不利于傳輸等等。
　　數字信號：是用“0”和“1”即2進制代碼表示的狀態，例如對電壓信號而言，我們可以將0V定義為“0”，而將5V定義為“1”。一般以2.5V為分界線,小于2.5V時都認為是“0”，而大于2.5V時都認為是“1”了，這樣做優點便于存貯傳輸，不易被干擾。在數字電路中，TTL電平一般指的5V電平，當前常用的控制電路中，常用的是TTL電平，也有一些芯片內部或對外用3.5V電平,那“0”或“1”的分界線就是在1.75V左右，當然也有一些電路用更高的電平。只要將“0”與“1”分界點定義在電平中間即可。
　　模擬與數字信號之間的轉換： 從數字信號的特點可以看到，用“0”和“1”的狀態來表示信號是極不精確的，以TTL電平為例，它只能表示一個信號大于2.5V或是小于2.5V，它僅將一個規一化了的數值分成了二份，具體值是多少僅用“0”和“1”是表現不出來的，但如果用多個“0”和“1”狀態組合來表示一個數值，精度就會提高。例如用00表示小于1/4的值，01表示大于1/4小于1/2的值用，10表示大于1/2小于3/4的值，11表示大于3/4的值，即用2位數字狀態就可以表現出1/4的精度，同理用3位狀態就能表現1/8精度的值，用8位狀態可表現1/256的精度，用10位狀態可表現1/1024的精度等等，如果用的位數足夠高，就可以表現足夠的精度，這個位數就是對應的bit數，我們一般常用的是8bit10bit、12bit、16bit等。在電子計算機中的發展中，初期是采用的是8bit稱為1Byte，因此現在有很多參數包括存貯器件位數，通道參數等都是以8bit=1Byte的倍數為基準表示。在控制協議等數據應用場合，采用的是16進制碼，這與我們常用的10進制碼是不同的，10進制碼是逢10進1，如9、10、20、30……100等，而16進制碼是逢以16進1，其表示方法如下：（4位數組合可以表現16種狀態）
　　0 0 0 0    0      1 0 0 0    8
　　0 0 0 1    1      1 0 0 1    9
　　0 0 1 0    2      1 0 1 0    A
　　0 0 1 1    3      1 0 1 1    B
　　0 1 0 0    4      1 1 0 0    C
　　0 1 0 1    5      1 1 0 1    D
　　0 1 1 0    6      1 1 1 0    E
　　0 1 1 1    7      1 1 1 1    F
　　當然，如果給出一個代碼是EF，則可對應8個bit狀態，分別是1 1 1 0 1 1 1 1，尤其在控制代碼中，每一個bit都會有相應的準確的物理定義，知道上述這種對應，會便于理解控制協議。
　　在將模擬信號轉換成數字信號時，有幾項主要指標將要考慮，①量化位數，即量化的bit數，即將一個規一化的值分成多少份，如果是8bit量化，即分為了256份，如果是10bit量化，即分成了1024份等等，以8bit量化為例，如果模擬信號之間的差距小于1/256〜4‰的時候，數字化的信號是分辨不出這其中之的差距的，因此對信號是有損失的，②量化速度，因為信號是一個隨時間軸變化的電平（電流等）信號，除了對幅度進行分份量化，還要看其對時間的反應速度，如果1秒鐘采一次樣進行量化，采樣頻率為1Hz，如果一秒鐘采10次，采樣頻率為10Hz等等，現在的采樣頻率在幾十〜幾百MHz是容易實現的。如圖：[Page]