資源簡介

(共16張PPT)
3.1　數　字　信　號
廣東省東莞市光明中學 黃利輝
1、通過比較數字信號和模擬信號,了解數字信號的特性。
2、知道數字信號中“１”和“０”的意義。
電子控制系統的是怎樣“控制（處理）”信息的
傳感器將所獲取的信息轉換成電信號后，控制部分便對這些信號進行分析、比較、判斷、放大、運算、傳輸、變換，最后向輸出部分發出命令，控制執行機構的操作。
1、數字信號與模擬信號
事物變化的量變有兩種情況：連續變化、非連續變化（離散）
請判斷下列量中哪些是連續變化的，哪些是非連續變化的。
1、野外環境的亮度與地下倉庫中的亮度；
2、人的血壓與人的脈搏；
3、運動員滑冰所滑過的軌跡長度與走過同樣距離所用的步數；
4、時光的流逝與數字鐘所顯示的時間的變化。
5、某學校的學生人數
連續變化的量，可用連續變化的曲線或直線描述；非連續變化的量，可用柱狀圖或數字等表示。
模擬信號——泛指數值可連續變化的信號。
數字信號——非連續的信號的量可用二進制表示，并用高、低兩個電平表示二進制中的“０”、“１”
電平
在TTL電路中，
高電平是2.4~5V；
低電平是0~0.8V。
數字信號的高低也可用電流、頻率、時間、相伴位等電信號參量。例如移動通信中的手機短信息信號就是以頻率的高、低代表1和0的。
馬上行動
1、若用高電平表示1，低電平表示0，請問圖中數字信號表示二進制數是___，它當于十進制中數值___。
2、收音機、電視機、音響設備輸出口的信號是屬于哪一類信號？
思考
下列信號中，哪些是模擬信號，哪些是數字信號？
1、220V交流電的電壓；
2、海洋船只與船只之間的燈光聯絡信號；
3、手機短信息信號。
馬上行動
請判斷下列各例中哪些適合用１和０表示。
1、舉重比賽中試舉成功與否；
2、學生的考試成績是否及格；
3、一個人的生與死；
4、一個人是好人還是壞人
數字信號具有容易處理、處理精度高、便于記錄保存等優點。
（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小。
模擬信號在處理過程中會產生失真,并受到各種干擾;
數字信號在處理過程同樣也產生失真,受到干擾,但它所代表的數字(高\低)并不改變.
2、數字信號的優點
模擬信號轉換為數字信號的方法
模擬信號轉換為數字信號的過程可分為四步：
采樣：每隔一段時間對模擬信號的幅值抽取樣品，使模擬信號變成脈沖信號。
保持：將脈沖信號變成階梯信號，以便處理。
量化：將階梯信號中每個階梯的幅值舍去零頭，保留整數。
編碼：將量化的信號中每個階梯的幅值對應的數字用二進制數字表示，并轉化為數字信號。
A/D與D/A
將模擬信號轉換為數字信號的電路稱為模數轉換器（A/D）。
數字信號被處理后，還要恢復成模擬信號，去控制執行元件執行。
將數字信號轉換為模擬信號的電路稱為數模轉換器（D/A）。
（ 1）容易處理
（2）處理精度高 閱讀案例：電子計時器
（3）便于記錄保存
由于數字信號中只有1和0兩個值，可很方便地用電路輸出電壓的高和低、電容上電荷的有和無、磁性物質的極化方向等方式記錄保存，也可用打孔的方法，如穿孔卡利用孔的有和無、光盤利用有無凹坑記錄1和0，還可以直接將1和0打印在紙上記錄保存。
你知道模擬信號是用什么方法記錄保存？這種方法有什么缺點？
模擬信號可以用磁帶等磁性存儲器保存，它所依賴的是磁表面極化的程度，因此其分辨能力受到限制，而且存放時間長了，會受到外界磁場的影響，所存的信息將會逐步丟失。
光盤是利用什么方法記錄信號的？
光盤是在塑料片上用激光“燒”出許多直徑不到1微米、沿光盤圓周方向排列的凹坑，有凹坑的代表“0”，沒有凹坑的代表“1”。
讀盤時，光盤逆時針轉動，激光射到盤面上，依據凹坑的有和無所造成的反射光的有和無分辨出所記錄的信號是1還是0。
技術試驗
試驗目的：對比模擬信號和數字信號的優劣。
試驗準備：電腦、收錄機2臺、原聲帶1盤、空白帶1盤。
試驗過程：
1、使用錄音機將原聲帶中的一段音樂翻錄到另一盤空白帶上，比較原聲帶與翻錄帶的音質。
2、將電腦中的一段音樂復制一份，比較復制件與原件音樂的音色是否有變化。
試驗結果：？
試驗總結：數字信號與模擬信號相比有什么優點？

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