電氣與信息（二十七）

朽木易折，金石可鏤。千里之行，始于足下。第頁(yè)/共頁(yè)2數(shù)字信號(hào)的存儲(chǔ)數(shù)字信號(hào)的存儲(chǔ)就是將0或5V信號(hào)數(shù)字電壓按本來(lái)的順序保持在一個(gè)電路中即可。當(dāng)前數(shù)字系統(tǒng)中普遍采用的信息存儲(chǔ)器正是根據(jù)這種容易的計(jì)劃設(shè)計(jì)制作的。（市場(chǎng)上：ROM、RAM…)便于存儲(chǔ)是數(shù)字信號(hào)得到廣泛應(yīng)用的一個(gè)重要緣故。相比之下，模擬信號(hào)因?yàn)槭茄永m(xù)取值的信號(hào)，它的存儲(chǔ)在技術(shù)上十分艱難，這個(gè)問(wèn)題尚未得到理想的解決主意。3、模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)的互相轉(zhuǎn)換模擬信號(hào)真切地反映原始形式的物理信號(hào)，是信息處理的主要對(duì)象，而數(shù)字信號(hào)是信息的編碼形式，可以用電子電路或電子計(jì)算機(jī)方便、迅速地對(duì)它舉行傳輸、存儲(chǔ)和處理。將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，從而將模擬信號(hào)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)處理，是現(xiàn)代信息技術(shù)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。現(xiàn)代數(shù)字化信息系統(tǒng)的基本組成。采樣信號(hào)是一種可延續(xù)取值的離散時(shí)光信號(hào)。采樣過(guò)程在采樣脈沖的控制下舉行，它的基本原理如圖示：采樣脈沖的頻率稱(chēng)為采祥頻率。采樣定理：采樣頻率為被采樣信號(hào)帶寬的2倍以上通常在采樣之前需要對(duì)模擬信號(hào)舉行預(yù)處理，包括濾波、放大等，以消除經(jīng)過(guò)傳感器變換或其他系統(tǒng)噪音帶來(lái)的干擾，并增強(qiáng)模擬信號(hào)的幅值;在采樣之后也要對(duì)離散的采樣信號(hào)舉行濾波處理。以保證采樣后的信號(hào)不丟實(shí)用信息的重要措施。①、數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換(D/A:Digital-to-Analog)A/D轉(zhuǎn)換是對(duì)模擬信號(hào)舉行編碼，D/A轉(zhuǎn)換則對(duì)數(shù)字信號(hào)舉行解碼4個(gè)電阻構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)電阻轉(zhuǎn)換一位數(shù)字信號(hào)D3…D0；電流/電壓轉(zhuǎn)換器通常用運(yùn)算放大器電路實(shí)現(xiàn)；D3…D0端上的信號(hào)電壓就分離加到了電阻R、2R、4R、8R上；所以，各個(gè)電阻上的電流為：輸入數(shù)字信號(hào)D3…D0與輸出模擬信號(hào)uA的對(duì)應(yīng)關(guān)系②、模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換(AD:Analog-to-Digital)采樣信號(hào)在離散的采樣點(diǎn)上或采樣期間(采樣脈沖寬度)里表示模擬信號(hào)的值。而AD轉(zhuǎn)換則對(duì)采樣信號(hào)舉行幅值量化處理，即用二進(jìn)制代碼來(lái)表示采樣眨眼信號(hào)的值從而將采樣信號(hào)進(jìn)一步轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。下圖是基于逐次比較原理的8位AD轉(zhuǎn)換原理圖：AD轉(zhuǎn)換的過(guò)程DO···D7按二進(jìn)制計(jì)數(shù)方式從0開(kāi)始逐次加1生成數(shù)字信號(hào)序列；同時(shí)將驅(qū)動(dòng)數(shù)字信號(hào)送入寄存器中暫存；階梯信號(hào)發(fā)生器輸出電壓U在比較器上與待轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)電壓Ux舉行比較，當(dāng)u≥u因?yàn)橄到y(tǒng)誤差和外界干擾的影響，在被測(cè)值附近會(huì)發(fā)生測(cè)量誤差。數(shù)字電壓表在使用中所發(fā)生的最后一位數(shù)字跳躍的現(xiàn)象也是來(lái)源于此。通常以一個(gè)字誤差表示數(shù)字電壓表的測(cè)量誤差。因?yàn)樵摫淼囊粋€(gè)字約為20mV。顯然，因?yàn)樵摫頍o(wú)法分辨20mV以下的電壓，所以更長(zhǎng)位數(shù)的顯示對(duì)它是沒(méi)存心義的。習(xí)題13：8位逐次比較型AD轉(zhuǎn)換器組成一個(gè)5V量程的直流數(shù)字電壓表，該電壓表測(cè)量誤差是: (A)313mV (B)9.80mV (C)39.2mV (D)19.6mV答案:(D)解:因?yàn)橹绷鲾?shù)字電壓表存在一個(gè)字的誤差，即一個(gè)量化單位的誤差。8位逐次比較型AD轉(zhuǎn)換器可以產(chǎn)生255個(gè)階梯形逐次增長(zhǎng)的電壓，并與被測(cè)電壓舉行比較。對(duì)于5V量程而言，要求經(jīng)過(guò)255次的比較完成對(duì)5V電壓的測(cè)量。所以，每一個(gè)階梯的電壓值就是量化單位:習(xí)題:為保證模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)采樣而不走失信，采樣頻率必須不低于信號(hào)帶寬(模擬信號(hào)中最高次諧波頻率)的:（D）(A)4倍 (B)8倍 (C)10倍 (D)2倍習(xí)題:實(shí)現(xiàn)AD轉(zhuǎn)換的核心環(huán)節(jié)是:（A）(A)信號(hào)采樣、量化和編碼 (B)信號(hào)放大和濾波(C)信號(hào)調(diào)制和解調(diào) (D)信號(hào)發(fā)送和接收提醒: