2、采样数据系统基础与应用解析

采样数据系统基础与应用解析

1. 自适应信号处理系统架构

自适应信号处理系统的通用架构如图所示，其输入来源广泛，对于图像处理传感器系统而言，输入数量可能极多。输入主要分为两类：一是来自现实世界的模拟“传感器”输入；二是来自其他计算机或人类通信的数字输入。输出同样可分为两类：数字信息，如识别出的模式；模拟输出，可驱动执行器（有源电气、机械和/或声学源）对外部世界的某些部分进行物理控制。

自适应处理还能从信号中提取重要信息，并自动将其整理到XML（可扩展标记语言）数据库中，便于网络进程广泛使用。

2. 传感器与数据转换

传感器系统会根据电磁或机械波产生电压。不同类型的传感器，其灵敏度单位不同，如麦克风的灵敏度单位是伏特/帕斯卡，摄像机像素传感器是伏特/（流明/平方米），红外成像系统则是伏特/开尔文。传感器产生的电压需经过滤波和放大处理，以充分利用模数转换器（ADC）系统。

大多数自适应信号处理系统使用浮点数进行计算，但ADC转换器通常输出定点（整数）数字样本。这些整数样本会在信号处理器芯片中进一步转换为浮点格式，再进行后续处理。若要输出处理后的信号，浮点样本会重新转换为整数，并通过数模转换器（DAC）系统生成模拟电压，最后进行滤波和放大。

3. A/D转换

自适应信号处理系统常用于动态校准和调整ADC与DAC设备的输入和输出增益。以通用的逐次逼近型8位ADC为例，其工作过程涉及一个内部DAC，它会为“当前”解码的数字输出产生一个模拟电压。若ADC的模拟输入与内部DAC输出不匹配，二进制计数器会进行增减计数以补偿。

在逐次逼近过程中，实际的传感器电压需被采样并保持恒定（在电容器上