隨著數字技術，特別是計算機技術的飛速發(fā)展與普及，在現代控制、通信及檢測等領域，為了提高系統(tǒng)的性能指標，對信號的處理廣泛采用了數字計算機技術。由于系統(tǒng)的實際對象往往都是一些模擬量（如溫度、壓力、位移、圖像等），要使計算機或數字儀表能識別、處理這些信號，必須首先將這些模擬信號轉換成數字信號；而經計算機分析、處理后輸出的數字量也往往需要將其轉換為相應模擬信號才能為執(zhí)行機構所接受。這樣，就需要一種能在模擬信號與數字信號之間起橋梁作用的電路--模數和數模轉換器。
為確保系統(tǒng)處理結果的精確度，a/d轉換器和d/a轉換器必須具有足夠的轉換精度；如果要實現快速變化信號的實時控制與檢測，a/d與d/a轉換器還要求具有較高的轉換速度。轉換精度與轉換速度是衡量a/d與d/a轉換器的重要技術指標。 隨著集成技術的發(fā)展，現已研制和生產出許多單片的和混合集成型的a/d和d/a轉換器，它們具有愈來愈先進的技術指標。
如果ccd的質量能夠滿足一定色彩位數的要求，為了獲得相應的輸出效果，就要求有相應位數的數模轉換實現數據采樣，才能獲得滿意的效果，如果ccd可以實現36位精度，卻使用了三個8位的數模轉換器，結果輸出出來就只剩下24位的數據精度了，這對于ccd是一種浪費，而如果使用三個16位的數模轉換器，是實現了48位的數據輸出，但效果與36位比較并無改善，對數模轉換器就是一種浪費了。
1. 數模轉換器是將數字信號轉換為模擬信號的系統(tǒng)，一般用低通濾波即可以實現。數字信號先進行解碼，即把數字碼轉換成與之對應的電平，形成階梯狀信號，然后進行低通濾波。
根據信號與系統(tǒng)的理論，數字階梯狀信號可以看作理想沖激采樣信號和矩形脈沖信號的卷積，那么由卷積定理，數字信號的頻譜就是沖激采樣信號的頻譜與矩形脈沖頻譜（即sa函數）的乘積。這樣，用sa函數的倒數作為頻譜特性補償，由數字信號便可恢復為采樣信號。由采樣定理，采樣信號的頻譜經理想低通濾波便得到原來模擬信號的頻譜。
一般實現時，不是直接依據這些原理，因為尖銳的采樣信號很難獲得，因此，這兩次濾波（sa函數和理想低通）可以合并（級聯(lián)），并且由于這各系統(tǒng)的濾波特性是物理不可實現的，所以在真實的系統(tǒng)中只能近似完成。
2. 模數轉換器是將模擬信號轉換成數字信號的系統(tǒng)，是一個濾波、采樣保持和編碼的過程。
模擬信號經帶限濾波，采樣保持電路，變?yōu)殡A梯形狀信號，然后通過編碼器，使得階梯狀信號中的各個電平變?yōu)槎M制碼。
3. 比較器是將兩個相差不是很小的電壓進行比較的系統(tǒng)。最簡單的比較器就是運算放大器。
我們知道，運算放大器在連有深度負反饋的條件下，會在線性區(qū)工作，有著增益很大的放大特性，在計算時往往認為它放大的倍數是無窮大。而在沒有反饋的條件下，運算放大器在線性區(qū)的輸入動態(tài)范圍很小，即兩個輸入電壓有一定差距就會使運算放大器達到飽和。如果同相端電壓較大，則輸出最大電壓，一般是+12v；如果反相端電壓較大，則輸出最小電壓，一般是-12v。這樣，就實現了電壓比較功能。真正的電壓比較器還會增加一些外圍輔助電路，加強性能。