换能器和数字信号处理

参考资料:Introduction to Sonar Transducer Design

信号的电子化、数字化

  • 信号的电子化 –> 从原始信号到模拟信号
    • 信号的采集和恢复
      • 麦克风将声能转换为电能,扬声器将电能转换为声能
      • 照相机将光能转换为电能,显示器将电能转换为光能
    • 换能器可以实现不同能量之间的转换,所以麦克风、扬声器、照相机、显示器都是换能器
  • 信号的数字化 –> 从模拟信号到数字信号
    • 信号的采样和重建
      • 模数转换器(Analog-to-Digital Converter,ADC)将模拟信号转换为数字信号
      • 数字电子计算机(Digital Electronic Computer,DEC)进行数字信号处理
      • 数模转换器(Digital-to-Analog Converter,DAC)将数字信号转换为模拟信号
    • 通信系统传输的是模拟信号,计算机处理的是数字信号,所以我们需要使用ADC、DAC进行模数、数模转换
  • 数字信号处理
    • 音频(Audio Frequency)、视频(Video Frequency)是指声音信号、视觉信号占据的频段,比如音频为20Hz~20kHz。我们通常说的音频(Audio)、视频(Video)是指信号本身
    • 因为计算机具有大(集成规模)、快(计算速度)、自动化的优点,所以我们对信号进行电子化、数字化,然后使用计算机进行数字信号处理
    • 使用计算机进行数字信号处理,相当于用数字电路来替代模拟电路。比如,我们可以用数字电路的离散Fourier变换(Discrete Fourier Transform,DFT)来替代模拟电路的连续Fourier变换。此外,我们还可以对数字信号进行压缩,形成标准的文件格式,比如音频的FLAC格式

机械等效电路