模擬信號與數(shù)字信號課件

§1-1模擬信號與數(shù)字信號學(xué)習(xí)要點(diǎn)：模擬信號、數(shù)字信號的描述數(shù)制間的相互轉(zhuǎn)換

第一章現(xiàn)代電子技術(shù)基礎(chǔ)知識§1-1模擬信號與數(shù)字信號學(xué)習(xí)要點(diǎn)：第一章現(xiàn)代電子1模擬信號與數(shù)字信號1-1-1模擬量與模擬信號1-1-2數(shù)字量與數(shù)字信號1-1-3邏輯代數(shù)基礎(chǔ)1-1-4碼制簡介退出模擬信號與數(shù)字信號1-1-1模擬量與模擬信號1-121.本課程含概：低頻、數(shù)字電路2.課時安排：本學(xué)期總學(xué)時——76學(xué)時（在兩學(xué)期內(nèi)完成）理論——50學(xué)時實(shí)驗(yàn)——22學(xué)時課程設(shè)計——2學(xué)時（其余在課下完成）機(jī)動——2學(xué)時3.參考書：胡晏如編《模擬電子技術(shù)》楊志忠編《數(shù)字電子技術(shù)》緒論1.本課程含概：低頻、數(shù)字電路緒論3電信號分類如下圖1-1-1模擬量與模擬信號(連續(xù)頻譜)電信號直流正弦交流非正弦非周期性周期性(離散頻譜)(單一頻譜)模擬量——任何一個量的變化在時間上是連續(xù)的，即：其取值有無窮多個。模擬信號——指特定模擬量，如電壓、電流等，即：電壓、電流等值的變化是連續(xù)的，其取值有無窮多個電信號分類如下圖1-1-1模擬量與模擬信號(連續(xù)頻譜)4模擬信號波形舉例：uuu……Uou1模擬信號的描述——常用模擬信號為“正弦交流信號”（周期性的），用下式表示：

u(t)＝Umsin(ωt＋ψ)如果是非正弦周期信號，用傅立葉級數(shù)展開式：

u(t)＝U0＋Um1sin(ω1t＋ψ1)＋Um2sin(ω2t＋ψ2)＋…模擬電路——研究模擬信號放大、傳輸、轉(zhuǎn)換等的電路。模擬信號波形舉例：uuu……Uou1模擬信號的描述——51-1-2數(shù)字量與數(shù)字信號數(shù)字量——任何一個量的值隨時間變化是離散的，即：其取值是有限的。數(shù)字信號——指特定的數(shù)字量，如電壓、電流等。并且電壓、電流等瞬時值的取值是有限。通常又稱“脈沖信號”。常見脈沖波形(a)尖脈沖(b)矩形波(c)方波(d)鋸齒波(e)三角波(f)階梯波1-1-2數(shù)字量與數(shù)字信號數(shù)字量——任何一個量的值隨61-1-3邏輯代數(shù)基礎(chǔ)在數(shù)字電路中常采用的數(shù)制有——十、二、八、十六進(jìn)制。它們的特點(diǎn)見下表：字符進(jìn)位規(guī)則按權(quán)展開十進(jìn)制（0~9）十個數(shù)逢十進(jìn)一、借一當(dāng)十136=1×102+3×101+6×100二進(jìn)制（0、1）兩個數(shù)逢二進(jìn)一、借一當(dāng)二10.01=1×21+0×20+0×2─1+1×2─2八進(jìn)制（0~7）八個數(shù)逢八進(jìn)一、借一當(dāng)八37.2=3×81+7×80+2×8─1十六進(jìn)制（0~9、A~F）十六個數(shù)逢十六進(jìn)一1A0.C=1×162+10×161+12×16─11-1-3邏輯代數(shù)基礎(chǔ)在數(shù)字電路中常采用的數(shù)制有——十、71.二、十六→十進(jìn)制——方法：按“位權(quán)”展開，見表格內(nèi)。2.二→八、十六進(jìn)制——方法：二→八：從小數(shù)點(diǎn)開始左、右同時三位一分組。最高、最低位不足用0補(bǔ)齊。再把每組寫成對應(yīng)的八進(jìn)制。

二→十六：四位一分組，其它同上。3.八、十六→二進(jìn)制——方法：八→二：將八進(jìn)制數(shù)的每一位，寫成對應(yīng)的三位二進(jìn)制數(shù)。最高、最低位0不起作用

十六→二：將十六進(jìn)制數(shù)的每一位，寫成對應(yīng)的四位二進(jìn)制數(shù)。最高、最低位的0不起作用。1.二、十六→十進(jìn)制——方法：按“位權(quán)”展開，見表格內(nèi)。8例1.（1110011.1011）2=（001110011.101100）2=（163.54）8=（01110011.1011）2=（73.A）16（51.03）8=（101001.000011）2（F7.14）16=(11110111.00010100)2=(11110111.000101)24.十→二進(jìn)制——

方法：整數(shù)部分——除2取余；小數(shù)部分——乘2取整例2.把十進(jìn)制數(shù)(234.6875)10轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)。解：1）首先把整數(shù)部分用“除2取余法”轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制整數(shù)：例1.（1110011.1011）2=（0011109過程引導(dǎo)學(xué)生完成：得到：(234)10＝(11101010)2

注意：余數(shù)要倒著寫，高位在下面。2）把小數(shù)部分用“乘2取整法”轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制整數(shù)：過程引導(dǎo)學(xué)生完成：得到：(0.6875)10＝(0.1011)2

注意：整數(shù)要正著寫，高位在上面最終轉(zhuǎn)換結(jié)果：(234.6875)10＝(11101010.1011)2。學(xué)生練習(xí)：將0—15（十進(jìn)制數(shù)）寫成四位二進(jìn)制數(shù)，并熟記結(jié)果例3.常用一位二進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算。加法：0+0=00+1=1+0=11+1=1減法：0-0=1-1=01-0=110-1=1乘法：0×0=1×0=0×1=01×1=1過程引導(dǎo)學(xué)生完成：2）把小數(shù)部分用“乘2取整法”轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制101-1-4碼制簡介——是指編碼的規(guī)則在數(shù)字電路中，二進(jìn)制數(shù)碼不僅可以用來表示數(shù)值，而且還常用來表示特定的信息。如將十進(jìn)制的0~9十個數(shù)字用二進(jìn)制數(shù)代碼表示——二—十進(jìn)制碼(BCD碼)。由于十進(jìn)制數(shù)有十個不同的數(shù)碼，所以需要4位二進(jìn)制數(shù)來表示。而4位二進(jìn)制代碼可以有24＝16種不同的組合，從中取出10種組合可有許多方案。下表列出了幾種BCD碼。1-1-4碼制簡介——是指編碼的規(guī)則在數(shù)11有權(quán)碼無權(quán)碼十進(jìn)制數(shù)8421碼5421碼2421A碼2421B碼余3碼格雷碼０００００００００００００００００００１１００００１０００１０００１０００１０００１０１０００００１２００１０００１０００１０００１００１０１００１１３００１１００１１００１１００１１０１１０００１０４０１０００１０００１０００１０００１１１０１１０５０１０１１００００１０１１０１１１００００１１１６０１１０１００１０１１０１１００１００１０１０１７０１１１１０１００１１１１１０１１０１００１００８１０００１０１１１１１０１１１０１０１１１１００９１００１１１００１１１１１１１１１１００１１０１有權(quán)碼無權(quán)碼十進(jìn)制數(shù)8421碼5421碼2421A碼242112常用的碼制有8421BCD碼和余3碼。(1)8421BCD碼——一種有權(quán)碼（恒權(quán)碼），從高位到低位的權(quán)分別是8、4、2、1。例如1001按位權(quán)展開即得到相應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)9。(2)余3碼——一種無權(quán)碼，其特點(diǎn)是比8421碼多余3(0011)。課后小結(jié)——見黑板常用的碼制有8421BCD碼和余3碼。課后小結(jié)——見黑13思考題：1.解釋：（1）電信號，(2)模擬量，(3)數(shù)字量，(4)模擬信號(5)數(shù)字信號，(6)模擬電路，(7)數(shù)字電路。2.常用數(shù)字信號主要有哪兩種形式?二者的區(qū)別是什么?3.模擬信號的描述方法？作業(yè)題：P95、6P261-2、3思考題：14

§1-1模擬信號與數(shù)字信號學(xué)習(xí)要點(diǎn)：模擬信號、數(shù)字信號的描述數(shù)制間的相互轉(zhuǎn)換

第一章現(xiàn)代電子技術(shù)基礎(chǔ)知識§1-1模擬信號與數(shù)字信號學(xué)習(xí)要點(diǎn)：第一章現(xiàn)代電子15模擬信號與數(shù)字信號1-1-1模擬量與模擬信號1-1-2數(shù)字量與數(shù)字信號1-1-3邏輯代數(shù)基礎(chǔ)1-1-4碼制簡介退出模擬信號與數(shù)字信號1-1-1模擬量與模擬信號1-1161.本課程含概：低頻、數(shù)字電路2.課時安排：本學(xué)期總學(xué)時——76學(xué)時（在兩學(xué)期內(nèi)完成）理論——50學(xué)時實(shí)驗(yàn)——22學(xué)時課程設(shè)計——2學(xué)時（其余在課下完成）機(jī)動——2學(xué)時3.參考書：胡晏如編《模擬電子技術(shù)》楊志忠編《數(shù)字電子技術(shù)》緒論1.本課程含概：低頻、數(shù)字電路緒論17電信號分類如下圖1-1-1模擬量與模擬信號(連續(xù)頻譜)電信號直流正弦交流非正弦非周期性周期性(離散頻譜)(單一頻譜)模擬量——任何一個量的變化在時間上是連續(xù)的，即：其取值有無窮多個。模擬信號——指特定模擬量，如電壓、電流等，即：電壓、電流等值的變化是連續(xù)的，其取值有無窮多個電信號分類如下圖1-1-1模擬量與模擬信號(連續(xù)頻譜)18模擬信號波形舉例：uuu……Uou1模擬信號的描述——常用模擬信號為“正弦交流信號”（周期性的），用下式表示：

u(t)＝Umsin(ωt＋ψ)如果是非正弦周期信號，用傅立葉級數(shù)展開式：

u(t)＝U0＋Um1sin(ω1t＋ψ1)＋Um2sin(ω2t＋ψ2)＋…模擬電路——研究模擬信號放大、傳輸、轉(zhuǎn)換等的電路。模擬信號波形舉例：uuu……Uou1模擬信號的描述——191-1-2數(shù)字量與數(shù)字信號數(shù)字量——任何一個量的值隨時間變化是離散的，即：其取值是有限的。數(shù)字信號——指特定的數(shù)字量，如電壓、電流等。并且電壓、電流等瞬時值的取值是有限。通常又稱“脈沖信號”。常見脈沖波形(a)尖脈沖(b)矩形波(c)方波(d)鋸齒波(e)三角波(f)階梯波1-1-2數(shù)字量與數(shù)字信號數(shù)字量——任何一個量的值隨201-1-3邏輯代數(shù)基礎(chǔ)在數(shù)字電路中常采用的數(shù)制有——十、二、八、十六進(jìn)制。它們的特點(diǎn)見下表：字符進(jìn)位規(guī)則按權(quán)展開十進(jìn)制（0~9）十個數(shù)逢十進(jìn)一、借一當(dāng)十136=1×102+3×101+6×100二進(jìn)制（0、1）兩個數(shù)逢二進(jìn)一、借一當(dāng)二10.01=1×21+0×20+0×2─1+1×2─2八進(jìn)制（0~7）八個數(shù)逢八進(jìn)一、借一當(dāng)八37.2=3×81+7×80+2×8─1十六進(jìn)制（0~9、A~F）十六個數(shù)逢十六進(jìn)一1A0.C=1×162+10×161+12×16─11-1-3邏輯代數(shù)基礎(chǔ)在數(shù)字電路中常采用的數(shù)制有——十、211.二、十六→十進(jìn)制——方法：按“位權(quán)”展開，見表格內(nèi)。2.二→八、十六進(jìn)制——方法：二→八：從小數(shù)點(diǎn)開始左、右同時三位一分組。最高、最低位不足用0補(bǔ)齊。再把每組寫成對應(yīng)的八進(jìn)制。

二→十六：四位一分組，其它同上。3.八、十六→二進(jìn)制——方法：八→二：將八進(jìn)制數(shù)的每一位，寫成對應(yīng)的三位二進(jìn)制數(shù)。最高、最低位0不起作用

十六→二：將十六進(jìn)制數(shù)的每一位，寫成對應(yīng)的四位二進(jìn)制數(shù)。最高、最低位的0不起作用。1.二、十六→十進(jìn)制——方法：按“位權(quán)”展開，見表格內(nèi)。22例1.（1110011.1011）2=（001110011.101100）2=（163.54）8=（01110011.1011）2=（73.A）16（51.03）8=（101001.000011）2（F7.14）16=(11110111.00010100)2=(11110111.000101)24.十→二進(jìn)制——

方法：整數(shù)部分——除2取余；小數(shù)部分——乘2取整例2.把十進(jìn)制數(shù)(234.6875)10轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)。解：1）首先把整數(shù)部分用“除2取余法”轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制整數(shù)：例1.（1110011.1011）2=（00111023過程引導(dǎo)學(xué)生完成：得到：(234)10＝(11101010)2

注意：余數(shù)要倒著寫，高位在下面。2）把小數(shù)部分用“乘2取整法”轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制整數(shù)：過程引導(dǎo)學(xué)生完成：得到：(0.6875)10＝(0.1011)2

注意：整數(shù)要正著寫，高位在上面最終轉(zhuǎn)換結(jié)果：(234.6875)10＝(11101010.1011)2。學(xué)生練習(xí)：將0—15（十進(jìn)制數(shù)）寫成四位二進(jìn)制數(shù)，并熟記結(jié)果例3.常用一位二進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算。加法：0+0=00+1=1+0=11+1=1減法：0-0=1-1=01-0=110-1=1乘法：0×0=1×0=0×1=01×1=1過程引導(dǎo)學(xué)生完成：2）把小數(shù)部分用“乘2取整法”轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制241-1-4碼制簡介——是指編碼的規(guī)則在數(shù)字電路中，二進(jìn)制數(shù)碼不僅可以用來表示數(shù)值，而且還常用來表示特定的信息。如將十進(jìn)制的0~9十個數(shù)字用二進(jìn)制數(shù)代碼表示——二—十進(jìn)制碼(BCD碼)。由于十進(jìn)制數(shù)有十個不同的數(shù)碼，所以需要4位二進(jìn)制數(shù)來表示。而4位二進(jìn)制代碼可以有24＝16種不同的組合，從中取出10種組合可有許多方案。下表列出了幾種BCD碼。1-1-4碼制簡介——是指編碼的規(guī)則在數(shù)25