模拟信号与数字信号

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1、现代电子技术基础现代电子技术基础 1(实用电子电路设计与制作实用电子电路设计与制作1)11.1.本课程含概：模拟电路、数字电路本课程含概：模拟电路、数字电路 2.2.课时安排：课时安排：现代电子技术基础知识现代电子技术基础知识现代电子技术基础知识现代电子技术基础知识 本学期总学时本学期总学时9999学时（总学时学时（总学时180180） 理论理论7070学时学时 实验实验2424学时学时 课程设计课程设计44学时（其余在课下完成）学时（其余在课下完成） 机动机动11学时学时3.3.参考书：参考书： 胡晏如编模拟电子技术胡晏如编模拟电子技术 杨志忠编数字电子技术杨志忠编数字电子技术绪论绪论2 1

2、.1 1.1 模拟信号与数字信号模拟信号与数字信号模拟信号与数字信号模拟信号与数字信号 学习要点学习要点模拟信号、数字信号的描述模拟信号、数字信号的描述数制间的相互转换数制间的相互转换 第第第第1 1 1 1章章章章 现代电子技术基础知识现代电子技术基础知识现代电子技术基础知识现代电子技术基础知识3电信号分类如下图电信号分类如下图:(连续频谱)电信号直流正弦交流非正弦非周期性周期性(离散频谱)(单一频谱)电电 信信 号号-如电压、电流等电类物理量；如电压、电流等电类物理量；非电信号非电信号-如声音、重量、温度等物理量。如声音、重量、温度等物理量。41.1.1 模拟量与模拟信号模拟量与模拟信号模

3、拟量模拟量瞬时值的变化是连续的，即取值为瞬时值的变化是连续的，即取值为无限无限 多个多个，但时间变化可以是连续的，也可，但时间变化可以是连续的，也可 以是离散的。以是离散的。模拟信号模拟信号指特定的模拟量，如电压、电流等，指特定的模拟量，如电压、电流等， 即：电压、电流等值的变化是连续即：电压、电流等值的变化是连续 的，其取值有无穷多个。的，其取值有无穷多个。5模拟信号波形举例：模拟信号波形举例：uuuUou1模拟信号的描述模拟信号的描述 常用模拟信号为常用模拟信号为“正弦交流信号正弦交流信号”（周期性的），用下式表示：（周期性的），用下式表示： u(t)Umsin(t) 如果是非正弦周期信号

4、，用傅立叶级数展开式：如果是非正弦周期信号，用傅立叶级数展开式： u(t)U0Um1sin(1t1) Um2sin(2t2) 模拟电路模拟电路研究模拟信号放大、传输、转换等的电路。研究模拟信号放大、传输、转换等的电路。61.1.2 数字量与数字信号数字量与数字信号 数字量数字量瞬时值随时间变化是离散的，即：其取值瞬时值随时间变化是离散的，即：其取值 为为有限个数值有限个数值。数字信号数字信号表示数字量的电信号称为数字信号表示数字量的电信号称为数字信号. .通常通常 又称为又称为“脉冲信号脉冲信号”。常见脉冲波形(a)尖脉冲 (b)矩形波 (c)方波(d)锯齿波 (e)三角波 (f)阶梯波7一、

5、一、 数制数制 数制就是记数的方法。数制就是记数的方法。1.1.几种常用的数制几种常用的数制（1） 十进制十进制逢十进一逢十进一 十进制有十进制有0、1、2、9十个数字符号，十个数字符号，这些数字符号称为这些数字符号称为数码数码。 1.1.3 1.1.3 逻辑代数基础逻辑代数基础( (与教材不同与教材不同) )P5P58一个十进制数一个十进制数 234.56 可表示成：可表示成： (234.56)10 = 2102 + 3101 + 4100 + 5101 + 6102 一种进位制所具有的数码的个数称为该进位一种进位制所具有的数码的个数称为该进位制的制的基数基数。 十进制的基数是十进制的基数是

6、10 上式中上式中102、101、100、101 、102表示数表示数码在数中的位置，称为码在数中的位置，称为位权位权或或权权。 十进制数各数码的位权值是十进制数各数码的位权值是10的的n次幂。次幂。9（2）二进制二进制逢二进一逢二进一 有有0 0和和1 1两个数码两个数码, ,即基数为即基数为2,2,各数位的位权为各数位的位权为2 2的幂。的幂。 例如：二进制数可按位权展开为：例如：二进制数可按位权展开为：(1101.01)2 =123 +122 +021 +120 +02-1 +12-2 = (13.25)10二进制数的算术运算规则为：二进制数的算术运算规则为：加法规则：加法规则：0 +

7、0 = 00 + 0 = 0，0 +1= 10 +1= 1， 1 + 0 = 1 1 + 0 = 1，1 + 1 = 101 + 1 = 10减法规则：减法规则：0-0=1-1=0 1-0=1 0-0=1-1=0 1-0=1 10-1=110-1=1乘法规则：乘法规则：00 = 000 = 0，01 = 001 = 0， 10 = 0 10 = 0，11 = 111 = 110（3）八进制八进制 有有0、1、2、3、4、5、6、7八个数码，它的基数八个数码，它的基数为为8，各数位的位权为，各数位的位权为8的幂。的幂。 (257.4)8 = 282 +581 +780 +481 = (175.5

8、)10（4）十六进制十六进制 共有十六个数码，分别用共有十六个数码，分别用0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F来表示，其中来表示，其中A、B、C、D、E、F分别代表分别代表10、11、12、13、14、15。其。其基数为基数为16，各数位的位权是，各数位的位权是16的幂。的幂。 (5AF.C8)16 = 5162 + 10161 +15160 +12161 +8162= (1456.78125)10112、不同进制间的转换、不同进制间的转换 （1）各种数制转换成十进制）各种数制转换成十进制 将它们按位权展开，求出各项和即可。将它们按位权展开，求出各项和即可。 12（2

9、）十进制转换为二进制）十进制转换为二进制 十进制数分整数部分和小数部分，需十进制数分整数部分和小数部分，需分别分别进行转换，进行转换，再将结果排列在一起，得出完整的结果。再将结果排列在一起，得出完整的结果。整数整数部分：采用部分：采用“除除2 2取余法取余法”，即将整数部分逐次，即将整数部分逐次除除 以以2（基数），依次记下余数，直至商为（基数），依次记下余数，直至商为 0。第一个余数为二进制的最低位，最后。第一个余数为二进制的最低位，最后 一个余数为最高位。一个余数为最高位。 小数小数部分：采用部分：采用“乘乘2 2取整法取整法”，即将小数部分连续，即将小数部分连续乘乘 以以2（基数），取积

10、的整数部分作为二进（基数），取积的整数部分作为二进 制的小数。制的小数。 13 例例1：将十进制数：将十进制数(33.375)10转换成二进制数。转换成二进制数。(33.375)10 = (100001.011)2 *（3）十进制数转换为八进制数、十六进制数例2：将十进制数(84.6875)10转换成八进制数。 (84.6875)10 = (124.54)8 例3：将十进制数(286.48)10转换成十六进制数(小数 点后保留三位)。(286.48)10 (11E.7AE)1614（4）二进制数与八进制数、十六进制数间的转换）二进制数与八进制数、十六进制数间的转换方法：方法：二二八八：从小数点

11、开始左、右同时三位一：从小数点开始左、右同时三位一 组。最高、最低位不足用组。最高、最低位不足用0补齐补齐. 再把每组写成对应的八进制。再把每组写成对应的八进制。 二二十六十六：四位一分组，其它同上。：四位一分组，其它同上。（5）八、十六）八、十六二进制二进制 方法：方法：八八二二：将八进制数的每一位，写成对应的：将八进制数的每一位，写成对应的 三位二进制数。最高、最低位三位二进制数。最高、最低位0不起不起 作用。作用。 十六十六二二：将十六进制数的每一位，写成对：将十六进制数的每一位，写成对 应的四位二进制数。最高、最低应的四位二进制数。最高、最低 位的位的0不起作用。不起作用。15例例4：

12、将二进制数：将二进制数(11100101.1110101)2转换成八进制数。转换成八进制数。(11100101.1110101)2 = (345.724)8例例5：将八进制数：将八进制数(745.361) 8转换成二进制数转换成二进制数。 (745.361)8 = (111100101.011110001)2 例例7：将十六进制数：将十六进制数(2BD5.9AE)16转换成二进制数。转换成二进制数。例例6：将二进制数：将二进制数2转换成十六进转换成十六进 制数。制数。 2 = (4D9.AC)16(2BD5.9AE)162 16二、二、 码制码制 码制即编码的方式。编码就是用按一定规则组成码制

13、即编码的方式。编码就是用按一定规则组成的二进制码去表示文字、数字、符号等。的二进制码去表示文字、数字、符号等。 18421 BCD码码 取取四位四位自然二进制数的自然二进制数的前十前十种组合，即种组合，即0000 1001。 四位四位二进制数码表示二进制数码表示一位一位十进制数。十进制数。 每一位的权是固定的即：每一位的权是固定的即：8、4、2、1 25421BCD码和2421BCD码3余3码4 格雷码17有权码无权码十进制数8421码5421码2421A码2421B码余3码格雷码18小结小结1模拟信号模拟信号-瞬时值的变化是连续的，即取值瞬时值的变化是连续的，即取值为为 无限多个无限多个，但时间变化可以是连续，但时间变化可以是连续 的，也可以是离散的。的，也可以是离散的。 数字信号数字信号-数字信号在时间上和幅度取值数字信号在时间上和幅度取值上都上都 是离散的是离散的2数制：数制：数码、基数、权数码、基数、权3 3码制码制 (8421 (8421码码) )四位四位二进制数码表示二进制数码表示一位一位十进制数十进制数19 作业题作业题 20