蘇教版高中通用技術選修1：數(shù)字信號課件

數(shù)字信號數(shù)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(zhuǎn)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（analogsignal）

2.數(shù)字信號（digitalsignal）

電子控制系統(tǒng)對信號的處理過程是用電子電路完成的。電子電路處理一、模擬信號與數(shù)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。

某個單位人數(shù)、家電商城的貨物數(shù)是非連續(xù)變化的。一、模擬信號與數(shù)字信號1.事物變化的規(guī)律：連續(xù)變化和非連續(xù)變

連續(xù)量——連續(xù)量有如下特點：它從一種程度到另一種程度是“連續(xù)地”變化的，即從一種程度開始，要經(jīng)過無限多種程度的連續(xù)更替才能變化到另一種程度。例如，某物體的溫度從13.2℃變化到14.2℃，就必須從13.2℃開始，經(jīng)過13.3℃、13.4℃、13.5℃……最后才變到14.2℃；而從13.2℃變到13.3℃時要經(jīng)過13.21℃、13.22℃……13.29℃等各種不同的程度；再進一步，我們還會看到，從13.21℃到13.22℃也不是跳躍地變化的，中間還會有無限多種程度的更替。又如長度、重量、體積、速度、時間等都是連續(xù)量。連續(xù)量的程度可以用小數(shù)來表示。連續(xù)量——連續(xù)量有如下特點：它從一種程度到

不連續(xù)量--不連續(xù)量有如下特點：它從一種程度到另一種程度是“跳躍地”變化的，即從一種程度開始，只要經(jīng)過有限多種程度的逐次更替就能變化到另一種程度。如我們數(shù)一個班的學生人數(shù)時，從1開始，逐次經(jīng)過2、3、4、5、……最后變化到45，說明這個班的學生是45人。又如圖書館的圖書冊數(shù)，學校里足球的個數(shù)，都是不連續(xù)量。不連續(xù)量只能用整數(shù)來表示其程度，不連續(xù)量又叫離散量。不連續(xù)量--不連續(xù)量有如下特點：它從一種程度到另一種討論：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(shù)；時光的流逝與數(shù)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(shù)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(chǎn)量、售票處剩余票數(shù)用柱狀圖或數(shù)字表示。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；說明連續(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(zhuǎn)化成電信號。如聲音必須經(jīng)話筒轉(zhuǎn)換成電壓信號后才能進行放大處理，轉(zhuǎn)換時，話筒輸出電壓信號的波形與聲音波形一致，即模擬聲音強弱的變化，否則就不能反映聲音強弱的原貌。這種模擬聲音波形的信號稱為模擬信號。

通常模擬信號泛指那些數(shù)值可連續(xù)變化的信號。模擬信號連續(xù)變化的量采用模擬信號方法電子控制系統(tǒng)需要數(shù)字信號高電平低電平非連續(xù)變化的量可以直接用數(shù)字表示表達的方法就是二進制用高和低兩個電平（level）代表二進制中的“1”和“0”，則其形成的在高、底電平之間來回跳變的電信號就是通常所說的數(shù)字信號。數(shù)字信號高電平低電平非連續(xù)變化的量可以直接用數(shù)字表示表達的方在右圖所示數(shù)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(shù)，共5位），則該信號代表二進制數(shù)___________，它相當于十進制數(shù)________。數(shù)字信號1001018說明：電平：在數(shù)字電路中，電壓（或電流）的大小分為高、低兩級，通常將這兩個高、低不同的電壓級（電流級）分別稱為高電平和低電平。例如：在TTL電路中把2.4~5V的稱高級，0~0.8V稱低級。在右圖所示數(shù)字信號中，“1”代表高電平，“0”代思考：下列信號中，哪些是模擬信號，哪些是數(shù)字信號？1.220V交流電的電壓（交流正弦波電壓）2.海洋上船只與船只之間的燈光聯(lián)絡信號“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(shù)學命題的真與假

5.信號的有和無思考：下列信號中，哪些是模擬信號，哪些是數(shù)字信號？“1”和“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.—個人的生與死；

4.—個人是好人還是壞人。合適合適合適不合適馬上行動請判斷下列各例中哪些適合用1和0表示。合適合適合二、數(shù)字信號的優(yōu)點1.容易處理數(shù)字信號只有高、低兩個電平，容易識別，失真和干擾對數(shù)字信號影響很小。二、數(shù)字信號的優(yōu)點1.容易處理

識別有失真和受干擾影響的數(shù)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過去后，輸出為1，低于此門檻的信號傳過去后，輸出為0。識別有失真和受干擾影響的數(shù)字信號的方法是，設置

演員的歌聲經(jīng)話筒轉(zhuǎn)換成的電信號是模擬信號，一種處理方法是直接放大模擬信號，然后送到揚聲器，人們便可欣賞到演員動人的歌喉。由于信號在處理過程中，不可避免地會產(chǎn)生失真并受到各種干擾因素的影響，因而聽眾所到的歌聲也會失真，且伴有“沙沙”的噪音。模擬信號演員的歌聲經(jīng)話筒轉(zhuǎn)換成的電信號是模擬信號，一種處理方法是

另一種處理方法是先將此信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，處理以后再將數(shù)字信號還原成模擬信號使揚聲器發(fā)聲。雖然數(shù)字信號在處理過程中同樣會產(chǎn)生失真，受到干擾，其形狀也會發(fā)生變化，但它所代表的數(shù)字（即“高”和“低”）并未改變?？梢姅?shù)字信號在處理過程中，受波形失真和干擾的影響很小，所以聽眾能聽到音色逼真，不帶噪音的歌聲。數(shù)字信號另一種處理方法是先將此信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，處理以后再將數(shù)

隨著數(shù)字技術，特別是信息技術的飛速發(fā)展與普及，在現(xiàn)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(shù)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(shù)字儀表能識別、處理這些信號，必須首先將這些模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號；而經(jīng)計算機分析、處理后輸出的數(shù)字量也往往需要將其轉(zhuǎn)換為相應模擬信號才能為執(zhí)行機構(gòu)所接受。這樣，就需要一種能在模擬信號與數(shù)字信號之間起橋梁作用的電路--模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換器。將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的電路，稱為模數(shù)轉(zhuǎn)換器（簡稱A/D轉(zhuǎn)換器或ADC，AnalogtoDigitalConverter）；將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號的電路稱為數(shù)模轉(zhuǎn)換器（簡稱D/A轉(zhuǎn)換器或DAC，DigitaltoAnalogConverter）；A/D轉(zhuǎn)換器和D/A轉(zhuǎn)換器已成為信息系統(tǒng)中不可缺少的接口電路。轉(zhuǎn)換精度與轉(zhuǎn)換速度是衡量A/D與D/A轉(zhuǎn)換器的重要技術指標。A/D和D/A轉(zhuǎn)換器隨著數(shù)字技術，特別是信息技術的飛速發(fā)展與普及，在現(xiàn)代控

將模擬信號轉(zhuǎn)換為敷字信號的過程可分為采樣、保持、量化、編碼四步。采樣：每隔一段時間對模擬信號的幅值抽取樣品，使圖（a）中的模擬信號變成圖（b）中的脈沖信號；保持：將圖（b）中的脈沖信號變成圖（c）中的階梯信號，以便處理；量化：將圖（c）巾每個階梯的幅值舍去零頭，保留整數(shù)，得到圖（d）；編碼：將圖（d）中每個階梯的幅值對應的數(shù)字用二進制數(shù)字表示，并轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，如圖（e）所示。模擬信號與數(shù)字信號之間的相互轉(zhuǎn)換

圖（a）

圖（b）

圖（c）

圖（d）

圖（e）

將模擬信號轉(zhuǎn)換為敷字信號的過程可分為采樣、保持、量化、編處理精度高現(xiàn)在記錄運動員成績已經(jīng)不用秒表，而用電子計時器，它可將時間精確到百分之一秒。機械秒表和電子秒表處理精度高現(xiàn)在記錄運動員成績已經(jīng)不用秒表，而用電子計時器，它便于記錄保存

數(shù)字信號只有1和0兩個值，可很方便地用（有記憶功能）電路輸出電壓的高和低、電容上電荷的有與無、磁性物質(zhì)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(zhuǎn)，激光射到盤上…便于記錄保存數(shù)字信號只有1和0兩個值，可課堂小結(jié)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，用連續(xù)的曲線或直線表示。（2）數(shù)字信號：隨時間非連續(xù)變化的量，用柱狀圖或數(shù)字表示。3.數(shù)字信號（常用1、0表示）的優(yōu)點（1）容易處理（2）處理精度高（3）便于記錄保存課堂小結(jié)1.信號處理：對信號的分析、比較、判斷、放大、運算、練習用一個發(fā)光二極管制作高、低電平的檢測器。練習用一個發(fā)光二極管制作高、低電平的檢測器。謝謝謝謝數(shù)字信號數(shù)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(zhuǎn)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（analogsignal）

2.數(shù)字信號（digitalsignal）

電子控制系統(tǒng)對信號的處理過程是用電子電路完成的。電子電路處理一、模擬信號與數(shù)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。

某個單位人數(shù)、家電商城的貨物數(shù)是非連續(xù)變化的。一、模擬信號與數(shù)字信號1.事物變化的規(guī)律：連續(xù)變化和非連續(xù)變

連續(xù)量——連續(xù)量有如下特點：它從一種程度到另一種程度是“連續(xù)地”變化的，即從一種程度開始，要經(jīng)過無限多種程度的連續(xù)更替才能變化到另一種程度。例如，某物體的溫度從13.2℃變化到14.2℃，就必須從13.2℃開始，經(jīng)過13.3℃、13.4℃、13.5℃……最后才變到14.2℃；而從13.2℃變到13.3℃時要經(jīng)過13.21℃、13.22℃……13.29℃等各種不同的程度；再進一步，我們還會看到，從13.21℃到13.22℃也不是跳躍地變化的，中間還會有無限多種程度的更替。又如長度、重量、體積、速度、時間等都是連續(xù)量。連續(xù)量的程度可以用小數(shù)來表示。連續(xù)量——連續(xù)量有如下特點：它從一種程度到

不連續(xù)量--不連續(xù)量有如下特點：它從一種程度到另一種程度是“跳躍地”變化的，即從一種程度開始，只要經(jīng)過有限多種程度的逐次更替就能變化到另一種程度。如我們數(shù)一個班的學生人數(shù)時，從1開始，逐次經(jīng)過2、3、4、5、……最后變化到45，說明這個班的學生是45人。又如圖書館的圖書冊數(shù)，學校里足球的個數(shù)，都是不連續(xù)量。不連續(xù)量只能用整數(shù)來表示其程度，不連續(xù)量又叫離散量。不連續(xù)量--不連續(xù)量有如下特點：它從一種程度到另一種討論：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(shù)；時光的流逝與數(shù)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(shù)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(chǎn)量、售票處剩余票數(shù)用柱狀圖或數(shù)字表示。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；說明連續(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(zhuǎn)化成電信號。如聲音必須經(jīng)話筒轉(zhuǎn)換成電壓信號后才能進行放大處理，轉(zhuǎn)換時，話筒輸出電壓信號的波形與聲音波形一致，即模擬聲音強弱的變化，否則就不能反映聲音強弱的原貌。這種模擬聲音波形的信號稱為模擬信號。

通常模擬信號泛指那些數(shù)值可連續(xù)變化的信號。模擬信號連續(xù)變化的量采用模擬信號方法電子控制系統(tǒng)需要數(shù)字信號高電平低電平非連續(xù)變化的量可以直接用數(shù)字表示表達的方法就是二進制用高和低兩個電平（level）代表二進制中的“1”和“0”，則其形成的在高、底電平之間來回跳變的電信號就是通常所說的數(shù)字信號。數(shù)字信號高電平低電平非連續(xù)變化的量可以直接用數(shù)字表示表達的方在右圖所示數(shù)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(shù)，共5位），則該信號代表二進制數(shù)___________，它相當于十進制數(shù)________。數(shù)字信號1001018說明：電平：在數(shù)字電路中，電壓（或電流）的大小分為高、低兩級，通常將這兩個高、低不同的電壓級（電流級）分別稱為高電平和低電平。例如：在TTL電路中把2.4~5V的稱高級，0~0.8V稱低級。在右圖所示數(shù)字信號中，“1”代表高電平，“0”代思考：下列信號中，哪些是模擬信號，哪些是數(shù)字信號？1.220V交流電的電壓（交流正弦波電壓）2.海洋上船只與船只之間的燈光聯(lián)絡信號“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(shù)學命題的真與假

5.信號的有和無思考：下列信號中，哪些是模擬信號，哪些是數(shù)字信號？“1”和“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.—個人的生與死；

4.—個人是好人還是壞人。合適合適合適不合適馬上行動請判斷下列各例中哪些適合用1和0表示。合適合適合二、數(shù)字信號的優(yōu)點1.容易處理數(shù)字信號只有高、低兩個電平，容易識別，失真和干擾對數(shù)字信號影響很小。二、數(shù)字信號的優(yōu)點1.容易處理

識別有失真和受干擾影響的數(shù)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過去后，輸出為1，低于此門檻的信號傳過去后，輸出為0。識別有失真和受干擾影響的數(shù)字信號的方法是，設置

演員的歌聲經(jīng)話筒轉(zhuǎn)換成的電信號是模擬信號，一種處理方法是直接放大模擬信號，然后送到揚聲器，人們便可欣賞到演員動人的歌喉。由于信號在處理過程中，不可避免地會產(chǎn)生失真并受到各種干擾因素的影響，因而聽眾所到的歌聲也會失真，且伴有“沙沙”的噪音。模擬信號演員的歌聲經(jīng)話筒轉(zhuǎn)換成的電信號是模擬信號，一種處理方法是

另一種處理方法是先將此信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，處理以后再將數(shù)字信號還原成模擬信號使揚聲器發(fā)聲。雖然數(shù)字信號在處理過程中同樣會產(chǎn)生失真，受到干擾，其形狀也會發(fā)生變化，但它所代表的數(shù)字（即“高”和“低”）并未改變?？梢姅?shù)字信號在處理過程中，受波形失真和干擾的影響很小，所以聽眾能聽到音色逼真，不帶噪音的歌聲。數(shù)字信號另一種處理方法是先將此信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，處理以后再將數(shù)

隨著數(shù)字技術，特別是信息技術的飛速發(fā)展與普及，在現(xiàn)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(shù)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(shù)字儀表能識別、處理這些信號，必須首先將這些模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號；而經(jīng)計算機分析、處理后輸出的數(shù)字量也往往需要將其轉(zhuǎn)換為相應模擬信號才能為執(zhí)行機構(gòu)所接受。這樣，就需要一種能在模擬信號與數(shù)字信號之間起橋梁作用的電路--模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換器。將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的電路，稱為模數(shù)轉(zhuǎn)換器（簡稱A/D轉(zhuǎn)換器或ADC，AnalogtoDigitalConverter）；將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號的電路稱為數(shù)模轉(zhuǎn)換器（簡稱D/A轉(zhuǎn)換器或DAC，DigitaltoAnalogConverter）；A/D轉(zhuǎn)換器和D/A轉(zhuǎn)換器已成為信息系統(tǒng)中不可缺少的接口電路。轉(zhuǎn)換精度與轉(zhuǎn)換速度是衡量A/D與D/A轉(zhuǎn)換器的重要技術指標。A/D和D/A轉(zhuǎn)換器隨著數(shù)字技術，特別是信息技術的飛速發(fā)展與普及，在現(xiàn)代控

將模擬信號轉(zhuǎn)換為敷字信號的過程可分為采樣、保持、量化、編碼四步。采樣：每隔一段時間對模擬信號的幅值抽取樣品，使圖（a）中