Biến đổi A/D lă biến đổi tớn hiệu tương tự thănh tớn hiệu số. Biến đổi A/D cú sơ đồ khối như sau:
Lấy mẫu vă giải mẫu (Sampling and hold)
Lấy mẫu lă quỏ trỡnh biến đổi liờn tục(tương tự) sang tớn hiệu rời rạc. Cú nhiều cỏch để lấy mẫu một tớn hiệu liờn tục. Trong đú, thụng dụng nhất lă cỏch lấy mẫu tuần hoăn (periodic sampling), cũn gọi lă lấy mẫu đều (uniform sampling). Đú lă cỏch lấy những mẫu biờn độỹ tớn hiệu liờn tục tại những thời điểm rời rạc cỏch đều nhau một khoảng thời gian TS, mă ta gọi lă chu kỳ lấy mẫu. Nếu xa(t) lă tớn hiệu tương tự ở ngừ văo bộ lấy mẫu thỡ tớn hiệu rời rạc ở ngó ra của bộ lấy mẫu lă xa(nTS) (Gọi tắt lă tớn hiệu lấy mẫu), n lă số nguyờn. Mụ hỡnh vật lý của bộ lấy mẫu được minh họa trong hỡnh 1.14.
Trong đú, bộ phận lấy mẫu được mụ tả như lă một bộ khúa được điều khiển đúng mở bởi tớn hiệu xung đồng hồ Ck cú tần số lă FS= 1/TS. Để xử lý bằng kỹ thuật số hoặc bằng mỏy tớnh, thụng thường tớn hiệu rời rạc cần phải được lượng tử húa để cú thể biểu diễn biờn độ của cỏc mẫu bằng một tập hữu hạn cỏc mó nhị phõn. Tuy nhiờn, việc lượng tử húa vă mó húa khụng thể thực hiện tức thời. Thụng thường, tiến trỡnh lượng tử húa vă mó húa một mẫu được thực hiện trong khoảng thời gian TS. Vỡ vậy, giỏ trị của của một mẫu phải được duy trỡ trong thời gian TS. Đõy lă chức năng của bộ giữa mẫu. Bộ giữa mẫu tiờu biểu lă Zero-order-hold. Bộ lấy mẫu vă giữ mẫu kiểu zero-order-hlod năy tương đương với một bộ điều chế dóy xung chữ nhật theo sau bởi một bộ lọc tuyến tớnh, mă tớn hiệu ở ngó ra của nú (Gọi tắt lă tớn hiệu giữ mẫu) cú dạng bậc thang hỡnh 1.15.
Lượng tử húa vă mó húa (Quantizer and Coder)
Đõy lă bộ biến đổi tớn hiệu rời rạc sang tớn hiệu số cú biờn độ được biểu diễn bằng cỏc mó nhị phõn. Giỏ trị mỗi mẫu của tớn hiệu lấy mẫu được gỏn bởi một giỏ trị được lựa chọn từ một tập hữu hạn cỏc gớa trị. Trong tiến trỡnh mó húa, mỗi giỏ trị rời rạc được gỏn bởi một mó nhị phõn m bit, tương ứng cú 2m mức lượng tử. Nếu biờn độ của tớn hiệu lấy mẫu được chuẩn húa trong khoảng -X0Í x(n) Í X0thỡ
bước lượng tử húa (khoảng cỏch giữa hai mức lượng tử kề nhau) sẽ lă:
D = 2X0/2m = X0/2m - 1 (1.86)
Vớ dụ1.19: Với X0 = 1volt vă m =3 bit, ta cú 8 mức lượng tử vă:
D = 1/4 = 0,25 volt
Cỏc mức lượng tử cú thể được mó húa theo hai loại mó nhị phõn: Two’s -complement code vă Offset binary code như sau:
Giỏ trị của cỏc mức lượng tử
Two’s -complement
code
Offset binary code
0.75 011 111 0.50 010 110 0,25 001 101 0 000 100 -0,25 111 011 -0,50 110 010 -0,75 101 001 -1 100 000
Độ sai biệt giữa những mẫu x(n) của tớn hiệu rời rạc chưa được lượng tử húa vă tớn hiệu lượng tử húa xq(n) gọi lă sai số lượng tử (quantization eror). Số bớt mó húa căng lớn thỡ số mức lượng tử căng nhiều, sai số lượng tử căng nhỏ.