《電子技術(shù)基礎(chǔ)與技能》 課件 5-1 脈沖與數(shù)字信號

電子技術(shù)基礎(chǔ)與技能5.1脈沖與數(shù)字信號教學(xué)活動：實踐導(dǎo)入——這些都什么什么電氣設(shè)備？

（a）手機實物圖（b）家庭影院實物圖（c）計算機實物圖（d）全自動洗衣機實物圖（e）速印機實物圖（f）數(shù)控機床實物圖5.1脈沖與數(shù)字信號教學(xué)活動1：數(shù)字信號及其應(yīng)用一、模擬信號與數(shù)字信號

電子技術(shù)中的電信號可以分為模擬信號和數(shù)字信號兩大類。凡在數(shù)值上和時間上都是連續(xù)變化的信號，稱為模擬信號。如圖5-1-2（a）所示，為模擬信號波形圖，如聲音、溫度、壓力等物理量隨時間連續(xù)變化，它們都是模擬信號。凡在數(shù)值上和時間上不連續(xù)變化的信號，稱為數(shù)字信號。圖5-1-2（b）所示為數(shù)字信號波形圖。如圖5-1-3所示的只有高、低電平跳變的矩形脈沖信號，就是典型的數(shù)字信號。不連續(xù)性和突變性是數(shù)字信號的主要特性。（a）模擬信號波形（b）數(shù)字信號波形圖5-1-2模擬信號與數(shù)字信號的波形圖5-1-3矩形脈沖信號波形5.1脈沖與數(shù)字信號教學(xué)活動2：數(shù)字信號及其應(yīng)用

數(shù)字信號只有高、低電平兩種狀態(tài)，如果用1和0這兩個字符分別代表高、低電平，則一組脈沖信號就是一串用1、0表示的數(shù)字量，如圖5-1-4所示。這就是把這類信號稱為數(shù)字信號的原因。圖5-1-4脈沖信號的數(shù)字表示

用這種高、低電平可以表示自然界中各種有與無、大與小、是與非、真與假的對比關(guān)系，只要按一定的要求建立起某種邏輯函數(shù)式，就可以實現(xiàn)判斷、推理、計算和記憶等。5.1脈沖與數(shù)字信號教學(xué)活動2：數(shù)字信號及其應(yīng)用二、模擬電路與數(shù)字電路電子電路分為模擬電路與數(shù)字電路兩類。我們前面所學(xué)的，都是產(chǎn)生、傳遞和處理模擬信號的模擬電路，而數(shù)字電路產(chǎn)生、傳遞和處理的是數(shù)字信號。數(shù)字電路具有邏輯運算能力，因而數(shù)字電路又稱為邏輯電路。在數(shù)字電路中，側(cè)重研究輸入、輸出信號間的邏輯關(guān)系及其所反映的邏輯功能。分析數(shù)字電路所使用的數(shù)學(xué)工具主要是邏輯代數(shù)。5.1脈沖與數(shù)字信號教學(xué)活動2：實踐應(yīng)用數(shù)字電路具有以下的應(yīng)用特點：1.因為數(shù)字信號只有0和1兩個狀態(tài)，可很方便地用開關(guān)的通斷來實現(xiàn)。因此數(shù)字電路是一系列的開關(guān)電路。這種電路結(jié)構(gòu)簡單，對元件的精度要求不高，便于集成和制造，價格便宜。2.數(shù)字電路中，晶體管元件均處于開關(guān)狀態(tài)，利用晶體管的截止與飽和狀態(tài)來表示數(shù)字信號的高、低電平。晶體管在電路中可靠截止與飽和，實現(xiàn)起來相對比較簡單。圖5-1-5所示為處理數(shù)字信號的電子設(shè)備。（a）數(shù)碼照相機實物圖（b）數(shù)字電視實物圖圖5-1-5處理數(shù)字信號的電子設(shè)備舉例5.1脈沖與數(shù)字信號教學(xué)活動3：脈沖波形及主要參數(shù)

一、脈沖及其常見波形

瞬間突然變化、作用時間極短的電壓或電流稱為脈沖信號，簡稱為脈沖。脈沖是脈動和沖擊的意思。常見的幾種脈沖波形如圖5-1-6所示。圖5-1-6幾種常見的脈沖波形5.1脈沖與數(shù)字信號教學(xué)活動3：脈沖波形及主要參數(shù)二、矩形脈沖的主要參數(shù)數(shù)字電路中，矩形波是最常見也是最典型的工作信號。圖5-1-3所示的矩形波的波形是理想化的，實際的矩形脈沖波形都有一個上升邊沿（簡稱上升沿）和下降邊沿（簡稱下降沿），中間為平頂部分。因為實際的跳變總需要一定的時間，所以實際矩形脈沖的上升沿和下降沿都不可能那么陡峭，中間部分也不可能絕對平坦，在其延續(xù)的后期總會有點下降，如圖5-1-7所示。圖5-1-7實際的矩形脈沖波形5.1脈沖與數(shù)字信號教學(xué)活動3：脈沖波形及主要參數(shù)常用以下幾個主要參數(shù)，描述矩形脈沖的波形特征。（1）幅度Um脈沖電壓變化的最大值。（2）脈沖上升沿τr脈沖從幅度的10%處上升到幅度的90%處所需時間。（3）脈沖下降沿τf脈沖從幅度的90