signaalconversie

Signaalconversie is het proces waarbij een elektrisch signaal wordt omgezet van de ene vorm naar de andere om de signaalverwerking, opslag of transmissie mogelijk te maken. In de praktijk gaat het vaak om analoog-naar-digitaal omzetten (analoge signalen naar digitale representaties) of digitaal-naar-analoge omzetting. Daarnaast omvat signaalconversie ook omzettingen die de signaalniveaus of impedantie aanpassen, en soms omzetting tussen frequenties in het signaal (frequentieconversie).

Analoge naar digitale omzetting wordt uitgevoerd door een analoog-naar-digitaal converter (ADC). Bij ADC's wordt een continu analoog signaal samples genomen met een bepaalde sampling-snelheid en vervolgens gequantiseerd naar discrete niveaus. Belangrijke specificaties zijn de resolutie (aantal bits), de sampling rate, het dynamisch bereik en de lineariteit. Een anti-aliasing filter en een sample-and-hold-stadium worden vaak toegepast om de kwaliteit te waarborgen.

Digitaal-naar-analoge omzetting gebeurt met een digitaal-naar-analoge converter (DAC) die een discrete digitale representatie omzet in een continu analoog signaal, vaak gevolgd door een reconstructiefilter. Belangrijke eigenschappen zijn lineaire respons, slew-rate en ruis, en de kwaliteit van de reconstructie bepaalt hoe nauwkeurig het oorspronkelijke analoge signaal kan worden teruggehaald.

Signaalconversie omvat ook signaalconditioning zoals level shifting (veranderen van spanningsniveaus), impedantie-matching en galvanische isolatie om compatibiliteit tussen subsystemen te verbeteren, en in sommige systemen frequentieconversie (frequentieomzetting) voor demodulatie of multiplexing.

Toepassingen bevinden zich in meetsystemen, audio en video, telecommunicatie, industriële controlesystemen en medische apparatuur. Belangrijke uitdagingen zijn ruis, jitter, aliasing, niet-lineariteit, en beperkingen van bandbreedte en dynamisch bereik. Doel van signaalconversie is accurate en betrouwbare representatie en verwerking van informatie binnen de beoogde omgeving.