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一、模拟信号“Analog”的由来

模拟 "Analog" 的词源可以追溯到希腊语 "analogos"，意为“比较相似的”或“相对应的”。 对于信号是信息传递的载体，是信息的物理表现形式。所以对于常说的模拟信号（Analog Signal）则是用来表示自然界的各种信号，如声信号、光信号、热信号、电信号、磁信号、湿度信号、压力信号。

人类从第一次工业革命的“蒸汽时代”进入到第二次工业革命的“电气时代”以来，当下所有的科技发展都是以“电”为基础，所以对于声、光、电、热、磁、压力、湿度等等自然界常见的模拟信号经过各种传感器，最终都转换成电信号。对于电模拟信号，指用连续变化的物理量（电压、电流）表示的信息，其信号的幅度、频率、相位随时间作连续变化。

二、模拟信号的转换过程

下图是经典的信号处理过程，先通过运算放大器把电压、电流模拟信号进行调理放大，再使用模数转换器进行模拟量到数字量的转换，数字信号可以更好的借助数字计算机进行数字信号处理，处理之后的信号再经过数模转换器转换到模拟量，最终再通过运算放大器调理到电压、电流模拟信号返回到自然界进行交互。

可以看到，对于整个信号处理的过程，模拟信号的处理非常的重要，主要体现在：

1. 输入的运算放大器

需要更真实对电压、电流模拟信号进行滤波、放大，这里就需要扎实模拟基本功，去设计最佳的电路来尽可能不失真的去处理原始的模拟信号，需要以信号的频率，幅值，以及设计指标的采样精度等为前提条件来选择合适的运放。

2. 输入的模数转换器

对于运算放大器辛辛苦苦调理后的模拟信号，需要利用ADC尽可能的去把模拟量转换到数字量。模拟到数字的转化过程，也是以系统设计的分辨率，模拟信号转换数字信号的转换速率，系统全温度范围内的精度等条件来选择合适的ADC。有的MCU内部也集成了ADC，但是由于MCU内部集成ADC的分辨率不够，内置基准精度，IO口数量不够等等原因，ADC还是被广泛的应用在工业场合。

3. 输出的数模转换器

对于数字处理器处理之后的数字信号，还需要通过数模转换，把信号再还原到模拟信号。

4. 输出的运算放大器

同样需要把数模转换之后的模拟信号放大调理返回到自然界，从而还原一个真实的模拟世界。

5. 电源管理

对于整个模拟信号处理的链路上，都需要一个稳定、可靠的电源。无论是运算放大器还是数模/模数转换的供电，供电电源的质量都会对信号的精度造成影响。可以根据系统设计要求，通过OPA和ADC的PSRR（Power Supply Rejection Ratio） 这一指标计算供电电源的纹波对信号产生的误差。另外关于电源的上电过程中的稳定性、负载变化的响应速度等等都需要加以考量。

由此，可以看到，只有扎实的模拟基本功，设计出的模拟系统才能带我们看这真实的模拟世界，而扎实的模拟基本功涵盖了整个信号链路（即对信号处理过程中涉及到的运算放大器和数据转换器等）和电源管理的部分，这两大部分的相关内容也是本公众号-模拟世界的搬运工的主要内容。本公众号将不断完善真实的模拟世界，与各位共同探索。