第六課 數字信號

1、第三章 電子控制系統(tǒng)的信號處理第一節(jié) 數字信號復習引入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換成電信號輸出。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：對信號的分析、比較、判斷、放大、運算、傳輸、變換等過程統(tǒng)稱為處理。電子控制系統(tǒng)對信號的處理過程是用電子電路完成的電子電路處理的信號有兩類：1、模擬信號(analog signal) 2、數字信號(digital signal) 一、模擬信號與數字信號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、水面的高度隨時間發(fā)生連續(xù)變化。

2、 某個單位人數、家電商城的貨物數是非連續(xù)變化的說明：非連續(xù)變化：通常是1個人或1個貨物等，計數單位是整數討論：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動員滑冰的軌跡與走相同距離所用的步數時光的流逝與數字時鐘所顯示的時間的變化說明：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。 客車月度產量、售票處剩余票數用柱狀圖或數字表示連續(xù)變化的量采用模擬信號方法 電子控制系統(tǒng)需要處理的信息必須轉化成電信號聲音由話筒轉換成電壓波形（信號），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稱為模擬信號

3、。 通常模擬信號泛指那些數值可連續(xù)變化的信號。模擬信號數字信號高電平低電平非連續(xù)變化的量可以直接用數字表示表達的方法就是二進制用高和底兩個電平（level）代表二進制中的1和0，高、底電平之間來回跳變的電信號就是數字信號。馬上行動 在右圖所示數字信號中， “1”代表高電平， “0”代表低電平（每1格代表1位二進制數，共5位），則該信號代表二進制數_，它相當于十進制數_。數字信號1001018說明： 電平：在數字電路中，電壓（或電流）的大小分為高、底兩級，通常 將這兩個高、底不同的電壓級（電流級）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，00.8V稱底級。思考：下列信號中，

4、哪些是模擬信號，哪些是數字信號？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)絡信號手機短信息信號“1”和“0”的推廣應用 1.古代的烽火臺點火信號(點與不點) 2.開關的開與關 3.燈的亮與滅 4.數學命題的真與假 5.信號的有和無馬上行動：請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生的考試成績等第（分A,B,C,E四等）二、數字信號的優(yōu)點1.容易處理 數字信號只有高、低兩個電平，容易識別，失真和干擾對數字信號影響很小。 識別有失真和受干擾影響的數字信號的方法是，設置一個電壓門檻（它應介于高電平和低電平之間），高于此門檻的信號傳

5、過去后，輸出為1；低于此門檻的信號傳過去后，輸出為0。 隨著數字技術，特別是信息技術的飛速發(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。 將模擬信號轉換成數字信號的電路，稱為模數轉換器（簡稱A/D轉換器或ADC,Analog to

6、 Digital Converter）；將數字信號轉換為模擬信號的電路稱為數模轉換器（簡稱D/A轉換器或DAC,Digital to Analog Converter）；A/D轉換器和D/A轉換器已成為信息系統(tǒng)中不可缺少的接口電路。 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。A/D和D/A轉換器處理精度高現在記錄運動員成績已經不用秒表，而用電子計時器，可精確到百分之一秒。機械秒表和電子秒表便于記錄保存 數字信號只有1和0兩個值，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，光盤逆時針轉，激光射到盤上以聲波為例，把模擬的聲波表示成數字形式的過程稱為采樣，如下圖。模擬信號的數字表示課堂小結1、信號處理：對信號的分析、比較、判斷、放大、運算、傳輸、變換等過程統(tǒng)稱為處理。2、信號分類：（1）模擬信號：隨時間連續(xù)變化的量，用連