满量程
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简介
在电子学和信号处理中,满量程表示一个系统可以表示的最 大振幅。在数字系统中,当一个信号的幅度达到最 大可表示的值时,它就被称为数字满刻度。
一旦信号达到数字满量程,所有的余量都被利用了,任何进一步增加的幅度都会导致一个被称为削波的错误。
数字信号的振幅可以用百分比、满刻度或分贝、满刻度(dBFS)表示。在模拟系统中,满量程可以由可用的最 大电压来定义,或者由模拟仪器的最 大挠度(满量程挠度或FSD)或指示来定义,如动圈计或电流计。
二进制表示法
由于二进制整数的表示范围是不对称的,满刻度是用可以表示的最 大正值来定义的。例如,16位PCM音频的中心值是0,可以包含从-32,768到+32,767的值。如果一个信号达到了从-32,767到+32,767的范围,就是满量程。(这意味着-32,768,可能的最低值,稍微超过了满量程)。
数字音频工作站的信号处理经常使用浮点运算,它可以包括超过满刻度的值,以避免中间处理阶段的削波。
在浮点表示中,满刻度信号通常被定义为从-1.0到+1.0。
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满量程的处理
信号经过抗混叠、重采样或重建滤波器,可能会因为振铃而使峰值振幅略有增加。
数字数据所代表的模拟信号有可能超过数字满量程,即使数字数据没有,反之亦然。转换到模拟域,只要D/A模拟电路设计得好,就不存在削波问题。在数字域,这些转换不会产生峰值。
如果一个满量程的模拟信号通过A/D转换为有足够样本的数字信号,然后通过D/A重新转换为模拟信号,奈奎斯特定理保证在模拟域中不会出现由于峰值问题而产生的问题,因为恢复的模拟信号将是原始模拟信号的精确拷贝。(然而,如果信号在数字域中被归一化,它可能包含采样间的峰值,这些峰值在模拟重建后会超过满刻度)。
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