自適應性之取樣技術

Abstract

數位系統中，通常使用高且固定之取樣頻率以取樣頻比信號。但是，這種取樣方式， 往往造成不必要的資料，而其效果也總是不令人滿意。一個有效的取樣系統應該是能 以最少的取樣，又可以非常近似於它的輸入信號。由於一個時變信號的微分量是隨著 信號變化量的大小而改變，所以，取樣信號的頻率可以適應性的隨著信號的變化率而 變化。也就是說，假設信號的改變是使其微分量變小，即信號變化得慢，則取樣器之 取樣間隔時間可以拉長。反之，假若信號的改變是使其微分量變大，即信號變化得快 ，則取樣器應有較短的取樣間隔。 本論文主要在研究類比信號在任意時間區間之斜率（即當時之微分量）與取樣頻率之 關係，結果證明，當取樣頻率由類比輸入信號的一階微分的絕對值控制時，將比固定 的取樣頻率有效率。同時，我們也發現，在自適應性的取樣系統中，只需要比固定頻 率取樣較少的取樣，卻可以保持相同的性能。 系統硬體主要由微分器，絕對值，電壓控制頻率振盪器 (VCO)，及一塊包含取樣器， 類比數位轉換器，計數器…等之個人電腦介面卡。再配合軟體，控制資料之讀取及儲 存，即可達到適應性取樣之目的。 本論文中，除了以模擬電路之軟體，SPICE ，來模擬外，並以實際電路來實現自適應 性之取樣技術，以驗證其理論。另外，本論文也實證和討論了不同的自適應性之取樣 方法。