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在电子系统中，信号可以分为两大类：模拟信号和数字信号。模拟信号是连续变化的，就像正弦波一样，它的幅值可以是任意值。而数字信号只有高电平和低电平两个状态，呈现阶梯状的特征。理解这两种信号的区别是学习模数转换和数模转换的基础。
模数转换器，简称ADC，是将连续变化的模拟信号转换为离散数字信号的电路。转换过程包含两个关键步骤：首先是采样，按固定时间间隔对模拟信号进行取样；然后是量化，将连续的幅值转换为有限个离散数值，并用二进制编码表示。这样就完成了从模拟到数字的转换。
采样和量化的参数直接影响转换质量。根据奈奎斯特采样定理，采样频率必须至少是信号最高频率的两倍，才能完整重建原始信号。量化位数决定了精度：8位ADC有256个量化级别，而16位ADC有65536个级别。上图显示高采样率和高精度量化的效果，下图显示低采样率和低精度量化造成的失真。
数模转换器DAC执行与ADC相反的操作，将数字信号转换回模拟信号。DAC接收二进制数字码，输出对应的电压级别，形成阶梯状波形。由于阶梯波包含高频谐波成分，通常需要通过低通滤波器进行平滑处理，最终得到连续的模拟信号。这个过程在音频播放、信号发生器等设备中广泛应用。
ADC和DAC在现代电子设备中无处不在。在音频系统中，麦克风将声音转为电信号，ADC将其数字化，经过数字信号处理后，DAC再将数字信号转回模拟信号驱动扬声器。数字相机使用ADC将光传感器的模拟信号转换为数字图像数据。温度计、血压计等医疗设备也依赖ADC将传感器信号数字化显示。