模拟信号和数字信号P.ppt
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下一页下一页总目录总目录章目录章目录返回返回上一页上一页1绪论绪论本章内容本章内容1.1信号信号1.2信号的频谱信号的频谱1.3模拟信号和数字信号模拟信号和数字信号1.4放大电路放大电路模型模型1.5放大电路的主要性能指标放大电路的主要性能指标下一页下一页总目录总目录章目录章目录返回返回上一页上一页1绪论绪论本章要求本章要求1.了解了解信号信号的概念的概念及信号源的等效电路及信号源的等效电路。
2.了解了解信号的时域表示及频域表示信号的时域表示及频域表示。
3.熟悉熟悉模拟信号和模拟电路。
模拟信号和模拟电路。
4.熟悉熟悉放大电路的四种模型。
放大电路的四种模型。
5.熟悉熟悉放大电路的放大电路的主要性能指标。
主要性能指标。
下一页下一页总目录总目录章目录章目录返回返回上一页上一页1绪论绪论重点难点重点难点重点:
重点:
模拟信号和模拟电路,放大电路的四种模型,模拟信号和模拟电路,放大电路的四种模型,放大电路的主要性能指标。
放大电路的主要性能指标。
难点:
难点:
放大电路的四种模型,放大电路的主要性能指放大电路的四种模型,放大电路的主要性能指标。
标。
下一页下一页总目录总目录章目录章目录返回返回上一页上一页1.3模拟信号和数字信号模拟信号和数字信号本节内容本节内容1.信号的分类信号的分类2.电子电路的分类电子电路的分类下一页下一页总目录总目录章目录章目录返回返回上一页上一页了解了解信号的分类及电子电路的分类信号的分类及电子电路的分类。
1.3模拟信号和数字信号模拟信号和数字信号本节要求本节要求下一页下一页总目录总目录章目录章目录返回返回上一页上一页1.3模拟信号和数字信号模拟信号和数字信号重点难点重点难点重点:
重点:
信号的分类及电子电路的分类信号的分类及电子电路的分类。
难点:
难点:
信号的分类信号的分类。
下一页下一页总目录总目录章目录章目录返回返回上一页上一页1.3模拟信号和数字信号模拟信号和数字信号1.信号的分类信号的分类1)连续连续信号信号信号按信号按时间时间的取值方式的取值方式连续连续、离散离散(不连续不连续)和和数数值值的取值方式的取值方式(连续连续、离散离散)分四类。
分四类。
时间时间上上连续连续:
信号在任意时刻有一个对应的值:
信号在任意时刻有一个对应的值(可有可有有限个间断点有限个间断点);数数值值上可上可连续连续:
可以是在一定范围内的:
可以是在一定范围内的任意值,也可任意值,也可离散离散:
只能是有限集合中的一个值。
:
只能是有限集合中的一个值。
0tvAv=0t0-At0+v0tA1A2下一页下一页总目录总目录章目录章目录返回返回上一页上一页模拟信号是连续信号的模拟信号是连续信号的特例特例。
实际应用中连续信号和模拟信号两个名称常实际应用中连续信号和模拟信号两个名称常通用通用。
1.3模拟信号和数字信号模拟信号和数字信号2)模拟模拟信号信号时间时间上上连续连续:
信号在信号在任意时刻有一个对应的值任意时刻有一个对应的值(可有可有有限个间断点有限个间断点);数数值值上也上也连续连续:
可以是在一定范围内的:
可以是在一定范围内的任意值。
任意值。
模模拟拟信号是信号是模仿模仿比拟比拟客观世界物理量的信号。
客观世界物理量的信号。
-Vm0tvVm0tvVm下一页下一页总目录总目录章目录章目录返回返回上一页上一页1.3模拟信号和数字信号模拟信号和数字信号在自然界中遇到的待处理信号相当多是模拟信号,如在自然界中遇到的待处理信号相当多是模拟信号,如正弦电压、直流电流、正弦电压、直流电流、图像、声音、温度、湿度、压力、图像、声音、温度、湿度、压力、速度、加速度、转速、水位等。
速度、加速度、转速、水位等。
例例1:
某处的某处的气温气温T随时间随时间t连续变化,连续变化,变化变化过程中的过程中的任何一个取值都有具体的物理意义。
任何一个取值都有具体的物理意义。
例例2:
某范围的某范围的风速风速v随距离随距离l连续变化,连续变化,变化变化过程中过程中的任何一个取值都有具体的物理意义。
的任何一个取值都有具体的物理意义。
0tT/0lv/m/s下一页下一页总目录总目录章目录章目录返回返回上一页上一页v-2-10123k3aa2a时间时间上上离散离散:
只在某些时刻有定义,其余时间没有定只在某些时刻有定义,其余时间没有定义,即信号只在某些规定的不连续的时刻有确定的值义,即信号只在某些规定的不连续的时刻有确定的值;数数值值上可上可连续连续:
可以是在一定范围内的任意值,也可:
可以是在一定范围内的任意值,也可离散离散:
只能是有限集合中的一个值。
只能是有限集合中的一个值。
1.3模拟信号和数字信号模拟信号和数字信号3)离散离散信号信号v=A/2k0Ak0v=0k0akk0不同的不同的a,数数值值连续连续v-2-10123kAA/2下一页下一页总目录总目录章目录章目录返回返回上一页上一页时间时间上上离散离散:
只在某些时刻有定义,其余时间没有定只在某些时刻有定义,其余时间没有定义,即信号只在某些规定的不连续的时刻有确定的值义,即信号只在某些规定的不连续的时刻有确定的值;数数值值上也上也离散离散:
只能是有限集合中的一个值,大小是量化单:
只能是有限集合中的一个值,大小是量化单位位(最小量值最小量值)的整数倍。
的整数倍。
1.3模拟信号和数字信号模拟信号和数字信号4)数字数字信号信号数字信号是离散信号的数字信号是离散信号的特例特例。
实际应用中离散信号和数字信号两个名称常实际应用中离散信号和数字信号两个名称常不区分不区分。
v-2-10123k32v-2-10123k12下一页下一页总目录总目录章目录章目录返回返回上一页上一页0607080910M/人人k/年份年份100010501100115011001.3模拟信号和数字信号模拟信号和数字信号在生活、工作中也有很多数字信号,如物件个数、字在生活、工作中也有很多数字信号,如物件个数、字数、页数、数、页数、台阶数、楼层数、开关位置、电子表计时数、台阶数、楼层数、开关位置、电子表计时数、数字表盘读数、通过某处汽车数、流水线上零件数等。
数字表盘读数、通过某处汽车数、流水线上零件数等。
例例1:
某小区的某小区的人口数人口数M随时间随时间k离散变化,离散变化,最小数最小数量单位是量单位是1,代表一个人,小于,代表一个人,小于1的数值没有物理意义的数值没有物理意义。
例例2:
某路旁树的某路旁树的总棵数总棵数N随距离随距离s离散变化,最小数离散变化,最小数量单位是量单位是1,代表一,代表一棵树棵树,小于,小于1的数值没有物理意义。
的数值没有物理意义。
0100200300400N/棵棵s/米米81204162下一页下一页总目录总目录章目录章目录返回返回上一页上一页1.3模拟信号和数字信号模拟信号和数字信号2.电子电路的分类电子电路的分类1)模拟和数字模拟和数字电路电路
(1)模拟模拟电路电路处理处理模拟信号的电子电路。
如模拟信号的电子电路。
如充电器充电器、扩音机。
、扩音机。
按照工作信号的按照工作信号的性质性质,电子电路可分成:
,电子电路可分成:
特点特点:
可用精确的值表示物理量和逼近真实世界,电:
可用精确的值表示物理量和逼近真实世界,电路较简单;难以度量,不易传输,易受噪声的干扰,难以路较简单;难以度量,不易传输,易受噪声的干扰,难以存储,要不失真地放大信号对电路参数的要求较严格。
存储,要不失真地放大信号对电路参数的要求较严格。
下一页下一页总目录总目录章目录章目录返回返回上一页上一页1.3模拟信号和数字信号模拟信号和数字信号
(2)数字数字电路电路处理处理数字信号的电子电路。
如手机、数字信号的电子电路。
如手机、mp3、电脑、电脑。
处理处理:
传输、放大、产生、变换、运算、存储等。
:
传输、放大、产生、变换、运算、存储等。
特点特点:
抗干扰能力强、:
抗干扰能力强、可靠性高、稳定性好,可靠性高、稳定性好,结构简结构简单、容易制造、便于集成,便于存取、传输、加密,单、容易制造、便于集成,便于存取、传输、加密,易处易处理速率低的信号,理速率低的信号,灵活性好,灵活性好,精度高,精度高,可进行逻辑推理、可进行逻辑推理、思维思维和判断和判断;高速时实现困难,高速时实现困难,处理模拟信号时需要模处理模拟信号时需要模/数转换器,模数转换器,模/数转换会带来量化误差、数转换会带来量化误差、要牺牲带宽要牺牲带宽。
下一页下一页总目录总目录章目录章目录返回返回上一页上一页1.3模拟信号和数字信号模拟信号和数字信号由于数字系统的优点,数字系统由于数字系统的优点,数字系统(更多是模更多是模/数混合系数混合系统统模拟系统与数字系统联合应用模拟系统与数字系统联合应用)逐渐逐渐代替代替模拟系统。
模拟系统。
人们提出了人们提出了“数字地球数字地球”、“数字化世界数字化世界”、“数数字化生存字化生存”等概念,数字技术逐步渗透到人类生活和工等概念,数字技术逐步渗透到人类生活和工作的各个角落,使人类生活和工作的质量得到很大提高。
作的各个角落,使人类生活和工作的质量得到很大提高。
下一页下一页总目录总目录章目录章目录返回返回上一页上一页1.3模拟信号和数字信号模拟信号和数字信号但是数字电路是建立在模拟电子技术基础之上的,它但是数字电路是建立在模拟电子技术基础之上的,它不能完全取代不能完全取代模拟电路。
模拟电路。
(1)客观世界中待处理客观世界中待处理的的信号相当多是模拟信号,需信号相当多是模拟信号,需经经模模/数转换器数转换器,把模拟信号把模拟信号变成变成数字信号后,数字信号后,再由数字再由数字电路处理。
电路处理。
(2)实际使用的信号很多是模拟信号,需经实际使用的信号很多是模拟信号,需经数数/模转模转换换器器,把,把数字信号数字信号变成模拟信号变成模拟信号后,后,再由再由模拟模拟电路处理。
电路处理。
(3)因为数字电路的工作速度不够高,信号因为数字电路的工作速度不够高,信号频率频率很高很高时时还只能由模拟电路处理。
还只能由模拟电路处理。
(4)数字电路不能放大数字电路不能放大微弱信号微弱信号,还得需要,还得需要模拟电路模拟电路对其进行放大。
对其进行放大。
(5)模拟电路易实现各种模拟电路易实现各种非线性非线性电路,如乘法器等。
电路,如乘法器等。
下一页下一页总目录总目录章目录章目录返回返回上一页上一页1.3模拟信号和数字信号模拟信号和数字信号(6)数字信号通过数字信号通过载波载波在各种传输介质中传播,主要在各种传输介质中传播,主要应用模拟信号。
应用模拟信号。
完整的电子系统通常是完整的电子系统通常是模拟模拟/数字混合系统数字混合系统,模拟电,模拟电路的性能严重地影响整个系统的性能,最佳地协调模拟与路的性能严重地影响整个系统的性能,最佳地协调模拟与数字部件已成为系统设计师的重要任务。
数字部件已成为系统设计师的重要任务。
(7)在控制系统中,由于集成电路输出功率有限,往在控制系统中,由于集成电路输出功率有限,往往需要配置往需要配置驱动电路驱动电路,才能驱动执行机构动作。
,才能驱动执行机构动作。
下一页下一页总目录总目录章目录章目录返回返回上一页上一页1.3模拟信号和数字信号模拟信号和数字信号电子系统举例电子系统举例:
传感器压力压力1压力压力2温度温度1温度温度2.放大滤波叠加组合数模转换电路模数转换电路计算机数据处理.驱动电路.驱动电路驱动电路驱动电路传感器传感器传感器执行机构执行机构执行机构执行机构模拟电子技术数字信号处理模拟电子技术压力压力1压力压力2温度温度1温度温度2.压力压力1压力压力2温度温度1温度温度2.传感器.传感器传感器传感器.放大滤波叠加组合数模转换电路模数转换电路计算机数据处理.驱动电路.驱动电路驱动电路驱动电路.执行机构执行机构执行机构执行机构模拟电子技术数字信号处理模拟电子技术下一页下一页总目录总目录章目录章目录返回返回上一页上一页1.3模拟信号和数字信号模拟信号和数字信号2)低频、高频和微波低频、高频和微波电电路路按照工作信号的频率,电子电路可分成:
按照工作信号的频率,电子电路可分成:
(1)低频低频电电路路处理处理低频低频信号的电子电路。
信号的电子电路。
低频:
频率低于低频:
频率低于300kHz。
语音、生物电、地震和机。
语音、生物电、地震和机械振动的电信号等都属于械振动的电信号等都属于低频低频信号。
信号。
(2)高频高频电电路路处理处理高频高频信号的电子电路。
信号的电子电路。
高频:
频率高频:
频率在在300kHz300MHz之间之间。
广播、电视广播、电视和短波通信等无线电和短波通信等无线电信号都属于信号都属于高频高频信号。
信号。
(3)微波微波电电路路处理处理微波微波信号的电子电路。
信号的电子电路。
下一页下一页总目录总目录章目录章目录返回返回上一页上一页1.3模拟信号和数字信号模拟信号和数字信号微波:
频率高于微波:
频率高于300MHz(波长小于波长小于1m)。
微波中。
微波中继通信、继通信、移动通信、移动通信、卫星电视、雷达卫星电视、雷达和和导航导航等无线电信号等无线电信号都都属于属于微波微波信号。
信号。
下一页下一页总目录总目录章目录章目录返回返回上一页上一页1.3模拟信号和数字信号模拟信号和数字信号频段频段或或波段:
波段:
对频率或波长的分段。
对频率或波长的分段。
下一页下一页总目录总目录章目录章目录返回返回上一页上一页1.3模拟信号和数字信号模拟信号和数字信号3)线性和非线性线性和非线性电电路路
(1)线性电路线性电路由由线性元器件线性元器件组成的电子电路。
组成的电子电路。
如双极型三极管放大如双极型三极管放大电路、场效应管放大电路、电路、场效应管放大电路、差动放大差动放大电路、电路、集成运算放大集成运算放大电路、电路、负反馈放大器、直流稳压电路、负反馈放大器、直流稳压电路、有源滤波电路、有源滤波电路、小小信号调谐放大器等信号调谐放大器等。
(2)非线性电路非线性电路含有含有非线性元器件非线性元器件的电子电路。
如的电子电路。
如功率功率放大放大电路、谐电路、谐振功率放大电路、正弦波振荡电路、振功率放大电路、正弦波振荡电路、模拟乘法器、模拟乘法器、振幅调振幅调制制与与解调解调电路电路、混频电路、角度调制与解调电路、混频电路、角度调制与解调电路、数字调数字调制与解调电路、锁相环路与频率合成制与解调电路、锁相环路与频率合成和反馈控制电路等。
和反馈控制电路等。
按照元器件的工作特点,电子电路可分成:
按照元器件的工作特点,电子电路可分成:
下一页下一页总目录总目录章目录章目录返回返回上一页上一页1.3模拟信号和数字信号模拟信号和数字信号4)分立和集成电路分立和集成电路按照是否含按照是否含集成电路集成电路,电子电路可分成:
,电子电路可分成:
(1)分立分立电路电路用导线将电阻、电容、电感、二极管、三极管、场效用导线将电阻、电容、电感、二极管、三极管、场效应管等分立元件连接起来组成具有一定功能的电子电路。
应管等分立元件连接起来组成具有一定功能的电子电路。
(2)集成集成电电路路把一个电路中所需的晶体管、二极管、电阻、电容和把一个电路中所需的晶体管、二极管、电阻、电容和电感等元件及布线连在一起,制作在一小块或几小块晶片电感等元件及布线连在一起,制作在一小块或几小块晶片或基片上,然后封装在一个管壳内。
或基片上,然后封装在一个管壳内。
集成集成电路电路体积小、重量轻、体积小、重量轻、功耗低、功耗低、引出线少、寿命引出线少、寿命长、可靠性高、性能好、长、可靠性高、性能好、成本低成本低,但但频率响应和功率容量频率响应和功率容量受限制,受限制,高频高频、大功率大功率电子电路仍以电子电路仍以分立分立为主为主。
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- 模拟 信号 数字信号