第六課 數(shù)字信號(hào)

1、第三章 電子控制系統(tǒng)的信號(hào)處理第一節(jié) 數(shù)字信號(hào)復(fù)習(xí)引入1、常見在傳感器有哪些？2、傳感器的作用？獲得外界的輸入信息，并通過它將非電量信息轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出。3、電子控制系統(tǒng)的主要組成部分？輸入傳感器控制（處理）電子電路輸出執(zhí)行器等說明：對(duì)信號(hào)的分析、比較、判斷、放大、運(yùn)算、傳輸、變換等過程統(tǒng)稱為處理。電子控制系統(tǒng)對(duì)信號(hào)的處理過程是用電子電路完成的電子電路處理的信號(hào)有兩類：1、模擬信號(hào)(analog signal) 2、數(shù)字信號(hào)(digital signal) 一、模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)1.事物變化的規(guī)律：連續(xù)變化和非連續(xù)變化（離散）連續(xù)變化的量離散的量例如：環(huán)境的溫度、水面的高度隨時(shí)間發(fā)生連續(xù)變化。

2、 某個(gè)單位人數(shù)、家電商城的貨物數(shù)是非連續(xù)變化的說明：非連續(xù)變化：通常是1個(gè)人或1個(gè)貨物等，計(jì)數(shù)單位是整數(shù)討論：判斷連續(xù)與非連續(xù)野外環(huán)境的亮度與地下倉庫中的亮度人的血壓與人的脈搏運(yùn)動(dòng)員滑冰的軌跡與走相同距離所用的步數(shù)時(shí)光的流逝與數(shù)字時(shí)鐘所顯示的時(shí)間的變化說明：連續(xù)變化的量，用連續(xù)的曲線或直線表示。 非連續(xù)變化的量，用柱狀圖或數(shù)字表示。例如：體溫變化、氣溫變化等用連續(xù)曲線。 客車月度產(chǎn)量、售票處剩余票數(shù)用柱狀圖或數(shù)字表示連續(xù)變化的量采用模擬信號(hào)方法 電子控制系統(tǒng)需要處理的信息必須轉(zhuǎn)化成電信號(hào)聲音由話筒轉(zhuǎn)換成電壓波形（信號(hào)），電壓波形與聲音波形一致，才能模擬聲音的原貌，這種模擬聲音的信號(hào)稱為模擬信號(hào)

3、。 通常模擬信號(hào)泛指那些數(shù)值可連續(xù)變化的信號(hào)。模擬信號(hào)數(shù)字信號(hào)高電平低電平非連續(xù)變化的量可以直接用數(shù)字表示表達(dá)的方法就是二進(jìn)制用高和底兩個(gè)電平（level）代表二進(jìn)制中的1和0，高、底電平之間來回跳變的電信號(hào)就是數(shù)字信號(hào)。馬上行動(dòng) 在右圖所示數(shù)字信號(hào)中， “1”代表高電平， “0”代表低電平（每1格代表1位二進(jìn)制數(shù)，共5位），則該信號(hào)代表二進(jìn)制數(shù)_，它相當(dāng)于十進(jìn)制數(shù)_。數(shù)字信號(hào)1001018說明： 電平：在數(shù)字電路中，電壓（或電流）的大小分為高、底兩級(jí)，通常 將這兩個(gè)高、底不同的電壓級(jí)（電流級(jí)）分別稱為高電平和底電平。例如在TTL電路中把2.45V的稱高級(jí)，00.8V稱底級(jí)。思考：下列信號(hào)中，

4、哪些是模擬信號(hào)，哪些是數(shù)字信號(hào)？220V交流電的電壓（交流正弦波電壓）海洋上船只與船只之間的燈光聯(lián)絡(luò)信號(hào)手機(jī)短信息信號(hào)“1”和“0”的推廣應(yīng)用 1.古代的烽火臺(tái)點(diǎn)火信號(hào)(點(diǎn)與不點(diǎn)) 2.開關(guān)的開與關(guān) 3.燈的亮與滅 4.數(shù)學(xué)命題的真與假 5.信號(hào)的有和無馬上行動(dòng)：請(qǐng)判斷下列各例中哪些適合用1和0表示舉重比賽中試舉成功與否自主招生面試的合格與不合格學(xué)生的考試成績等第（分A,B,C,E四等）二、數(shù)字信號(hào)的優(yōu)點(diǎn)1.容易處理 數(shù)字信號(hào)只有高、低兩個(gè)電平，容易識(shí)別，失真和干擾對(duì)數(shù)字信號(hào)影響很小。 識(shí)別有失真和受干擾影響的數(shù)字信號(hào)的方法是，設(shè)置一個(gè)電壓門檻（它應(yīng)介于高電平和低電平之間），高于此門檻的信號(hào)傳

5、過去后，輸出為1；低于此門檻的信號(hào)傳過去后，輸出為0。 隨著數(shù)字技術(shù)，特別是信息技術(shù)的飛速發(fā)展與普及，在現(xiàn)代控制、通信及檢測(cè)等領(lǐng)域，為了提高系統(tǒng)的性能指標(biāo)，對(duì)信號(hào)的處理廣泛采用了數(shù)字計(jì)算機(jī)技術(shù)。由系統(tǒng)的實(shí)際對(duì)象往往都是一些模擬量（如溫度、壓力、位移、圖像等），要使計(jì)算機(jī)或數(shù)字儀表能識(shí)別、處理這些信號(hào)，必須首先將這些模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)；而經(jīng)計(jì)算機(jī)分析、處理后輸出的數(shù)字量也往往需要將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)模擬信號(hào)才能為執(zhí)行機(jī)構(gòu)所接受。這樣，就需要一種能在模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)之間起橋梁作用的電路-模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換器。 將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的電路，稱為模數(shù)轉(zhuǎn)換器（簡稱A/D轉(zhuǎn)換器或ADC,Analog to

6、 Digital Converter）；將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)的電路稱為數(shù)模轉(zhuǎn)換器（簡稱D/A轉(zhuǎn)換器或DAC,Digital to Analog Converter）；A/D轉(zhuǎn)換器和D/A轉(zhuǎn)換器已成為信息系統(tǒng)中不可缺少的接口電路。 轉(zhuǎn)換精度與轉(zhuǎn)換速度是衡量A/D與D/A轉(zhuǎn)換器的重要技術(shù)指標(biāo)。A/D和D/A轉(zhuǎn)換器處理精度高現(xiàn)在記錄運(yùn)動(dòng)員成績已經(jīng)不用秒表，而用電子計(jì)時(shí)器，可精確到百分之一秒。機(jī)械秒表和電子秒表便于記錄保存 數(shù)字信號(hào)只有1和0兩個(gè)值，可用（有記憶功能）電路輸出電壓的高和底、電容上電荷的有與無、磁性物質(zhì)的極化方向等方式記錄保存，也可用打孔的方法保存。光盤利用有無凹坑記錄0和1，有是0無是1，光盤逆時(shí)針轉(zhuǎn)，激光射到盤上以聲波為例，把模擬的聲波表示成數(shù)字形式的過程稱為采樣，如下圖。模擬信號(hào)的數(shù)字表示課堂小結(jié)1、信號(hào)處理：對(duì)信號(hào)的分析、比較、判斷、放大、運(yùn)算、傳輸、變換等過程統(tǒng)稱為處理。2、信號(hào)分類：（1）模擬信號(hào)：隨時(shí)間連續(xù)變化的量，用連