模拟信号与数字信号知识介绍PPT课件
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模拟信号和数字信号ppt课件
电信号也是模拟信号。
Air Flow 温度传感器
模拟电信号
模拟信号电路
处理模拟信号的电路称为模拟电路。下面以一个模拟放大电路为例。
模拟放大电路参数不 同，放大倍数不一样
输入模拟信号
模拟放大电路
放大后输出的波形
模拟信号的特点
模拟信号
不易于传输
以波形的形式传输，容 易受其他信号的干扰而 失真变形，且在传输过
2.6 模拟信号和数字信号
目录
模拟信号 数字信号
数字信号的电学描述
.
模拟信号
概
念
在自然界中,我们可以感知的,在时间和幅值上都是连续的物理量称为
模拟信号;
流星的速度 阳光的温度 朋友的声音
模拟信号
概
念
在自然界中,我们可以感知的,在时间和幅值上都是连续的物理量称为
模拟信号;
在电学中，用传感器将这样的物理量转变成为电信号,这种连续变化的
5V电压系统
1 高电平
负逻辑
0 低电平
5.5V 3.5V
1.5V -0.5VFra bibliotek3.3V电压系统 3.6V 2.3V
1V -0.3V
.
数字信号的电学描述
以5V的系统为例，在数字电路中，用示波器测量出的波形，高低电平的电 压值不同，但在允许的高/低电平范围内，就有确定的二值信号。
号示 波 器 信
电压(V)
干扰 易于存储
数字信号可以存放到 Flsah和ROM的器件中，
比如U盘易，于SD运卡算等
只有0和1两种代码
01000000 00110000 00100000 00010000
00100101
在现例代如电某子个技时术刻中的，温用度模是/数3转7℃换器实 现模拟信号和数字信号的准换。
Air Flow 温度传感器
模拟电信号
模拟信号电路
处理模拟信号的电路称为模拟电路。下面以一个模拟放大电路为例。
模拟放大电路参数不 同，放大倍数不一样
输入模拟信号
模拟放大电路
放大后输出的波形
模拟信号的特点
模拟信号
不易于传输
以波形的形式传输，容 易受其他信号的干扰而 失真变形，且在传输过
2.6 模拟信号和数字信号
目录
模拟信号 数字信号
数字信号的电学描述
.
模拟信号
概
念
在自然界中,我们可以感知的,在时间和幅值上都是连续的物理量称为
模拟信号;
流星的速度 阳光的温度 朋友的声音
模拟信号
概
念
在自然界中,我们可以感知的,在时间和幅值上都是连续的物理量称为
模拟信号;
在电学中，用传感器将这样的物理量转变成为电信号,这种连续变化的
5V电压系统
1 高电平
负逻辑
0 低电平
5.5V 3.5V
1.5V -0.5VFra bibliotek3.3V电压系统 3.6V 2.3V
1V -0.3V
.
数字信号的电学描述
以5V的系统为例，在数字电路中，用示波器测量出的波形，高低电平的电 压值不同，但在允许的高/低电平范围内，就有确定的二值信号。
号示 波 器 信
电压(V)
干扰 易于存储
数字信号可以存放到 Flsah和ROM的器件中，
比如U盘易，于SD运卡算等
只有0和1两种代码
01000000 00110000 00100000 00010000
00100101
在现例代如电某子个技时术刻中的，温用度模是/数3转7℃换器实 现模拟信号和数字信号的准换。
一、模拟信号与数字信号课件(24张PPT)
模数转换器（A/D）
采样
量化
编码
u
4.8
5
3.9
4
3.5
3
2.1
2
1.6 1.3
1
t
u 0101
u
5
5 0100 4
4
0100 4
01010100001000100100
3
0010 0010 0010
2
22
2
1
t
t
摩斯电码的两种信号：
短促的点信号“・0” 保持一定时间的长信号 1
“—”
能够将数字信号转换成模拟信号的电路称为数模转换器（D/A）。
模拟信
速度
u
时间
时间
模拟信号
连续变化的量可以用连续变化的曲线或直线描述。
1. 模拟信 号
u声音Biblioteka 形t模拟信号模拟信号：泛指数值可以连续变化的信号。
2. 数字信 号
图书馆借出图书数量
25 23 15 18 20
周一 周二 周三 周四 周五
非连续变化的量可以用柱状图或数字表 示。
2. 数字信 号
u
模拟信号 （1）细节丰富 （2）抗干扰能力差
数字信号 （1）易于识别，抗干扰能力强 （2）便于保存 （3）处理精度高
三、初识模拟信号和数字信号相互转换过程
自然界中的物理量经传感器转换成 的电信号大多数为模拟信号，所以送入计算 机或其他电子控制系统处理之前，必须先转 换成数字信号。
能够将模拟信号转换成数字信号的 电路称为模数转换器（A/D）。
信号的“有无” 命题的“真假”
一、 识别模拟信号和数字信号
u
连续变化 ——模拟信号
1-1模拟信号和数字信号
制
个数 借一当八
+2×8─1
十六 进制
（0~9、 A~F）十六 个数
逢十六进 一
1A0.C=1×162+10 ×161+12×16─1
1.二、十六→十进制——方法：按“位权”展开，见表格内。 2.二→八、十六进制——
方法：二→八：从小数点开始左、右同时三位一分 组。最高、最低位不足用0补齐。再 把每组写成对应的八进制。
过程引导学生完成：
得到： (234)10＝(11101010)2 注意：余数要倒着写，高位在下面。
2）把小数部分用“乘2取整法”转换成二进制整数：
过程引导学生完成：
得到：(0.6875)10＝(0.1011)2 注意：整数要正着写，高位在上面 最终转换结果：(234.6875)10＝(11101010.1011)2。 学生练习：将0—15（十进制数）写成四位二进制数，并熟记结果
1-1-3 逻辑代数基础 1-1-4 码制简介 退出
绪论
1.本课程含概：低频、数字电路 2.课时安排：
本学期总学时——76学时（在两学期内完成） 理论——50学时 实验——22学时 课程设计——2学时（其余在课下完成） 机动——2学时 3.参考书： 胡晏如编《模拟电子技术》 杨志忠编《数字电子技术》
常用的码制有8421BCD码和余3码。 (1)8421BCD码——一种有权码（恒权码），从高位到低位的 权分别是8、4、2、1。例如1001按位权展 开即得到相应的十进制数9。 (2) 余3码——一种无权码，其特点是比8421码多余3(0011)。
课后小结——见黑板
思考题： 1.解释：（1）电信号，(2)模拟量，(3)数字量，(4)模拟 信号(5)数字信号，(6)模拟电路，(7)数字电路。 2.常用数字信号主要有哪两种形式?二者的区别是什么? 3.模拟信号的描述方法？
模拟信号与数字信号的特点
第1章概述一、模拟信号与数字信号的特点模拟信号——幅度取值是连续的连续信号离散信号数字信号——幅度取值是离散的二进码多进码连续信号离散信号●数字信号与模拟信号的区别是根据幅度取值上是否离散而定的。
●离散信号与连续信号的区别是根据时间取值上是否离散而定的。
二、模拟通信与数字通信●根据传输信道上传输信号的形式不同，通信可分为模拟通信——以模拟信号的形式传递消息（采用频分复用实现多路通信）。
数字通信——以数字信号的形式传递消息（采用时分复用实现多路通信）。
●数字通信传输的主要对象是模拟话音信号等，而信道上传输的一般是二进制的数字信号。
所要解决的首要问题模拟信号的数字化，即模／数变换（A/D变换）三、数字通信的构成●话音信号的基带传输系统模型四、数字通信的特点1、抗干扰能力强，无噪声积累对于数字通信，由于数字信号的幅值为有限的离散值（通常取二个幅值），在传输过程中受到噪声干扰，当信噪比还没有恶化到一定程度时，即在适当的距离，采用再生的方法，再生成已消除噪声干扰的原发送信号。
由于无噪声积累，可实现长距离、高质量的传输。
2、便于加密处理3、采用时分复用实现多路通信4、设备便于集成化、小型化5、占用频带较宽五、数字通信系统的主要性能指标●有效性指标 P7·信息传输速率——定义、公式l n f f s B ⋅⋅=、物理意义 ·符号传输速率——定义、公式（BB t N 1=）、关系：M N R B b 2log=·频带利用率——是真正用来衡量数字通信系统传输效率的指标（有效性）频带宽度符号传输速率=η Hz Bd /频带宽度信息传输速率=η Hz s bit //●可靠性指标 P8·误码率——定义 ·信号抖动例1、设信号码元时间长度为s 7106-⨯，当（1）采用4电平传输时，求信息传输速率和符号传输速率。
（2）若系统的带宽为2000kHz ,求频带利用率为多少Hz s bit //。
数字通信基本原理
均匀量化的特点是：在量化区内， 大、小信号的量化间隔相同，最大量 化误差也就相同，所以小信号的量化 信噪比小，大信号的量化信噪比大。 N（或l) 大小适当时，均匀量 化小信号的量化信噪比太小，不满足 要求（数字通信系统中要求量化信噪 比≥26dB），而大信号的量化信噪比 较大，远远满足要求。
（ 2）
① 模拟压扩法方框图如图0-13
压缩器和扩张器特性如图0-14所 示（以5折线为例）。
· 上述为了分析问题方便，图0-14的压
缩特性采用5折线（正、负合起来有5段折 线）。实际压缩特性常采用μ律压缩特性、 A律压缩特性及A律13
· 对压缩特性的要求是：当输入u=0时，
输出v=0；当输入u=U（过载电压）时，输
预备知识—— 数字通信基本原理
一、 数字通信的基本概念
1.数字通信系统的基本概念
（1） 模拟信号和数字信号
信号波形的特征可用两个物理量（时
①
模拟信号随波形模拟信息的变化而变 化，其特点是幅度连续。
②
图0-2所示的是数字信号的波形，其特
点是：幅值被限制在有限个数值之内，它
不是连续的，而是离散的。
信源编码的功能是把模拟信号变换成
数字信号，即完成模数变换的任务。 信道是指传输信号的通道。
接收端的解调、信道解码、信源解码
等几个方框的功能与发送端几个对应的方
框正好相反，是一一对应的反变换关系。
信源解码后的电信号，由受信者接收，通
常称之为信宿。信宿可以是人，也可以是 各种终端设备。
① 若信源是数字信息时，则信源 编码或信源解码不太大时，信道一般采用市话电缆， 即采用基带传输方式，这样就不需要
1.时分多路复用通信 （1） 时分多路复用的概念
《通信原理》第04章模拟信号的数字化精品PPT课件
ห้องสมุดไป่ตู้
t
…
t
…
t
S(f)
( f ) Sk ( f ) Sˆ( f )
f
…
f
…
f
t
f
7
4.2.1 低通模拟信号的抽样
频谱混叠
S(f)
spectrum aliasing
f ( f )
f
Sk ( f )
…
…
f
8
4.2.1 低通模拟信号的抽样
ideal lowpass filter
抽样信号恢复低通滤波器
s(t)
s(t)
t
t
δT (t)
c (t)
t
t
sk(t)
sk(t)
t
t
3
4.2.1 低通模拟信号的抽样
band-limited signal
低通抽样定理 一个带宽有限信号 s (t) 的最高频率为 fH ，若
抽样频率 fs ≥ 2 fH ，则可以由抽样信号序列 sk (t) 无 失真地恢复原始信号 s (t) 。 说明
抽样频率与信号频率的关系曲线
fs 4B
3B
2B
B
O
B 2B 3B 4B 5B 6B
fL
15
4.2.2 带通模拟信号的抽样
带通抽样的频谱
fH = 4 kHz fL = 3 kHz B = 1 kHz
fs = 2 kHz
S(f)
−4B
0
4B
Sk( f )
bandpass sampling
f
−4fs −3fs −2fs −fs O fs 2fs 3fs 4fs
领域也有广泛应用
pulse amplitude modulation (PAM)
t
…
t
…
t
S(f)
( f ) Sk ( f ) Sˆ( f )
f
…
f
…
f
t
f
7
4.2.1 低通模拟信号的抽样
频谱混叠
S(f)
spectrum aliasing
f ( f )
f
Sk ( f )
…
…
f
8
4.2.1 低通模拟信号的抽样
ideal lowpass filter
抽样信号恢复低通滤波器
s(t)
s(t)
t
t
δT (t)
c (t)
t
t
sk(t)
sk(t)
t
t
3
4.2.1 低通模拟信号的抽样
band-limited signal
低通抽样定理 一个带宽有限信号 s (t) 的最高频率为 fH ，若
抽样频率 fs ≥ 2 fH ，则可以由抽样信号序列 sk (t) 无 失真地恢复原始信号 s (t) 。 说明
抽样频率与信号频率的关系曲线
fs 4B
3B
2B
B
O
B 2B 3B 4B 5B 6B
fL
15
4.2.2 带通模拟信号的抽样
带通抽样的频谱
fH = 4 kHz fL = 3 kHz B = 1 kHz
fs = 2 kHz
S(f)
−4B
0
4B
Sk( f )
bandpass sampling
f
−4fs −3fs −2fs −fs O fs 2fs 3fs 4fs
领域也有广泛应用
pulse amplitude modulation (PAM)
数字信号和模拟信号处理
适用场景比较
数字信号处理：适用于需要精确控制的场景，如计算机、通信等
模拟信号处理：适用于需要连续变化的场景，如音频、视频等
数字信号处理：适用于需要大规模并行处理的场景，如大数据、人工智能等
模拟信号处理：适用于需要实时处理的场景，如控制系统、机器人等
技术发展前景比较
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
汇报人：XX
XX,a click to unlimited possibilities
数字信号和模拟信号处理
/目录
目录
02
模拟信号处理
01
数字信号处理
03
数字信号与模拟信号处理的比较
05
模拟信号处理技术的局限性及改进方向
04
数字信号处理技术的发展趋势
06
实际应用案例分析
1
数字信号处理
数字信号处理概述
2
模拟信号处理
模拟信号处理概述
Байду номын сангаас
模拟信号：连续变化的信号，如声音、图像等
模拟信号处理的挑战：噪声、干扰、失真等问题
模拟信号处理的应用：通信、广播、雷达、医疗等领域
模拟信号处理：对模拟信号进行放大、滤波、调制等处理的过程
模拟信号处理的方法和技术
滤波：去除信号中的噪声和干扰
调制：将数字信号转换为适合传输的形式
工业控制领域：如温度、压力、流量等信号的采集和处理
军事领域：如雷达、声纳等信号的采集和处理
3
数字信号与模拟信号处理的比较
信号处理效果比较
数字信号处理：适用于大规模、高速度、高精度的信号处理
数字信号处理：精度高，抗干扰能力强，处理速度快
模拟信号处理：处理速度慢，抗干扰能力弱，精度低
数字信号处理：适用于需要精确控制的场景，如计算机、通信等
模拟信号处理：适用于需要连续变化的场景，如音频、视频等
数字信号处理：适用于需要大规模并行处理的场景，如大数据、人工智能等
模拟信号处理：适用于需要实时处理的场景，如控制系统、机器人等
技术发展前景比较
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汇报人：XX
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数字信号和模拟信号处理
/目录
目录
02
模拟信号处理
01
数字信号处理
03
数字信号与模拟信号处理的比较
05
模拟信号处理技术的局限性及改进方向
04
数字信号处理技术的发展趋势
06
实际应用案例分析
1
数字信号处理
数字信号处理概述
2
模拟信号处理
模拟信号处理概述
Байду номын сангаас
模拟信号：连续变化的信号，如声音、图像等
模拟信号处理的挑战：噪声、干扰、失真等问题
模拟信号处理的应用：通信、广播、雷达、医疗等领域
模拟信号处理：对模拟信号进行放大、滤波、调制等处理的过程
模拟信号处理的方法和技术
滤波：去除信号中的噪声和干扰
调制：将数字信号转换为适合传输的形式
工业控制领域：如温度、压力、流量等信号的采集和处理
军事领域：如雷达、声纳等信号的采集和处理
3
数字信号与模拟信号处理的比较
信号处理效果比较
数字信号处理：适用于大规模、高速度、高精度的信号处理
数字信号处理：精度高，抗干扰能力强，处理速度快
模拟信号处理：处理速度慢，抗干扰能力弱，精度低
通信原理第7版第7章PPT课件(樊昌信版)
实验二：数字调制与解调实验
实验目的
掌握数字调制与解调的基本原理和实现方法。
实验内容
设计并实现一个数字调制与解调系统，包括调制器、解调器和信道等部分。
实验二：数字调制与解调实验
01
实验步骤
02
1. 选择合适的数字调制方式，如2ASK、2FSK、2PSK等。
03
2. 设计并实现调制器，将数字基带信号转换为已调信号。
循环码
编码原理
01
循环码是一种具有循环特性的线性分组码，其任意码字的循环
移位仍然是该码的码字。
生成多项式与校验多项式
02
生成多项式用于描述循环码的编码规则，而校验多项式则用于
检测接收码字中的错误。
编码效率与纠错能力
03
循环码的编码效率与线性分组码相当，但纠错能力更强，可以
纠正多个错误。
卷积码
编码原理
06
同步原理与技术
载波同步技术
载波同步的定义
在通信系统中，使本地产生的载波频率和相位与接收到的信号载波保持一致的过程。
载波同步的方法
包括直接法、插入导频法和同步法。直接法利用接收信号中的载波分量进行同步；插入导频法在发送端插入一个导频 信号，接收端利用导频信号进行同步；同步法则是通过特定的同步信号或同步头来实现同步。
归零码（RZ）
在码元间隔内电平回归到零，有利于时钟提取。
差分码（Differential Cod…
利用相邻码元电平的相对变化来表示信息，抗干扰能力强。
眼图与误码率分析
眼图概念
通过示波器观察到的数字基带信号的一种图形表示，可以 直观地反映信号的质量和传输性能。
眼图参数
包括眼睛张开度、眼睛高度、眼睛宽度和交叉点位置等， 用于评估信号的定时误差、幅度失真和噪声影响等。
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tr
上升 时间
tw
脉冲宽度
2.5V
0.5V
tf
下降 时间
(4)时序图 --表明各个数字信号时序关系的多重波形图
由于各信号的路径不同，这些信号之间不可能严格保 持同步关系。为了保证可靠工作，各信号之间通常允许一 定的时差，但这些时差必须限定在规定范围内，各个信号 的时序关系用时序图表达。
地址 RD
某存储器读数据的时序图
四、二进制数的缺点
位数太多，不符合人的习惯，不能在头脑中立即反映出 数值的大小，一般要将其转换成十进制后，才能反映出来。 *
五、二进制数据的传输 a) 二进制数据的串行传输
需要一根时钟信号线和一根数据传送线以及一根公共地线。 在时钟脉冲CP控制下，数据由最高位MSB到最低位LSB依次传送。
计 计 算 算 机 机
计算机
M SB
0 0 1 1 0 1 1 0
LSB
并行数据传输 打印机
并行数据
1
CP 0
0
1
20
0
21
1 0
22
1 0
23
1 0
24
1 0
25
1 0
1 26 0
27
1 0
(a)
1
2
3
(L S B )
(M S B )
4
5
6
7
1.2.3 二--十进制之间的转换
一、二进制数转换成十进制数：
常用方法是“按权相加”。
位权
在数字电路中，计数的基本思想是要把电路的状 态与数码一一对应起来。显然，采用十进制是十分不 方便的。它需要十种电路状态与之对应。要想严格区 分这十种状态是很困难的。
１.2. 2 二进制
一、特点
1、任何一位数只能用“0”和“1”表示。
2、进位规律是：“逢二进一” 。
3、各位的权都是2的幂。
例如：1+1=10
(3 .1)14 03 10 0 1 1 1 0 4 1 2 0
式中，102 、101 是根据每一个数码所在的位置而定的，称 之为“权”。
3、在十进制中，各位的权都是10的幂，而每个权的系数只能 是0～9这十个数码中的一个。
二、一般表达式:
系数
(N)10 Ki1i,0 Ki [09]
i
表示方式 (1) 在电路中用低、高电平表示0、1两种逻辑状态
逻辑电平与电压值的关系（正逻辑）
电压(V) +5 0
二值逻辑 1 0
电平 H(高电平) L(低电平)
(2) 波形图
(a) 用逻辑电平描述的数字波形
v /V 逻辑 1
5
0 逻辑 0
50
100 150 200
t /ms
(b) 16位数据的图形表示
= 1×21+ 0×20
二、二进制数的一般表达式为:
系数
(N)2 Ki2i, Ki[0,1]
i
位权
三、二进制数的优点
a、易于电路实现---每一位数只有两个值，可以用管子的 “导通”或“截止”，灯泡的“亮”或“灭”、继电器触点 的“闭合”或“断开”来表示。
b、二进制数装置所用元件少，电路简单、可靠* 。 c、基本运算规则简单, 运算操作方便。
脉冲宽度(tw )----脉冲幅值的50%的两个时间所跨越的时间
占空比 q --表示脉冲宽度占整个周期的百分比
q
tw 100% T
上升时间t r和下降时间t f --从脉冲幅值的10%到90% 上升、
下降所经历的时间( 典型值ns )
5.0V
4.5V
4.5V
幅值=5.0V 2.5V
0.0V
0.5V
(2) 数字波形的周期性和非周期性
非周期性数字波形
tW
T
周期性数字波形
(3) 实际脉冲波形及主要参数
1.非理想脉冲波形
5.0V 4.5V
幅值=5.0V 2.5V
0.5V 0.0V
tr
上升 时间
tw
脉冲宽度
4.5V
2.5V
0.5V
tf
下降 时间
2. 几个主要参数:
周期(T) ------- 表示两个相邻脉冲之间的时间间隔
tbb
tC O
数据
tAA
1.2 数制
１.2. 1 十进制
一、特点：
1、任何一位数可以而且只可以用 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 这十个数码表示。
2、进位规律是“逢十进一”。即
=1×101+0×100
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
9+1=10
例如： (2)3 1 04 2 12 0 3 11 0 4 100
A
A
0 1 11 0 1 1 0 0
计 计 算 算 机 机
B
B
串 行 数 据 传 输
1 C P0 0 1 2 3 4 5 6 7
串 行 数 据1 0M SB
L SB
0 0 11 0 1 1 0
b)二进制数据的并行传输
将一组二进制数据的所有位同时传送，称为并行传送。
并行传送的突出特点是数据传送速率快。 其缺点是需要占用的数据线较多，而且发送和接收设备较复杂。
0010111100111010
2. 数字波形 数字波形------信号逻辑电平对时间的图形表示
(1) 数字波形的两种类型: (a)非归零型
(a) 1 1 0 1 1 1 0 0
(b)归零型
高电位
10
低电位
(b) Δt
Δt为一拍 数字波形
10
比特率 -------- 每秒钟转输数据的位数
有脉冲 无脉冲
1.1.3 模拟信号与数字信号
1. 模拟信号---时间和数值均连续变化的电信号，如正弦波、 三角波等 。
u
O
t
u
O t
2. 数字信号---在时间上和数值上均是离散的 信号。
数字信号波形
3. 模拟信号的数字表示
数字信号便于存储、分析和传输，通常都将模拟信号转换 为数字信号.
模-数转换的实现:
3V 模拟信号
模数转换器
u/v
C 4
B 3
A 2
0 000 001 1 数字输出
1
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 t/ms
0000 0100 0000 0011 0000 0010
1.1.4.数字信号的描述方法
1. 二值数字逻辑及其表示 二值数字逻辑
在数字电路中, 0、1组成二进制数可以表示数量大小,也可 以表示两种对立的逻辑状态。 0、1表示的两种对立逻辑状态的逻辑关系----二值数字逻辑
求二进制数。
25
1 ---b0 低位
22 21
0
1 ---b1 | 0 ---b2 | 1 ---b3 高位
∴ (11)10=(b3b2b1b0)2
二、十进制数转换成二进制数： 1. 整数部分用“辗转相除”
整数部分 小数部分
法: 将十进制数连续不断地除以2 , 直至商为零，
所得余数由低位到高位排列，即为所求二进制数
2 .小数部分用“辗转相乘”法:
例如: (11)10==( ? )2
2 11
余数
将十进制数连续不断地除以2 , 直至商为 零，所得余数由低位到高位排列，即为所
上升 时间
tw
脉冲宽度
2.5V
0.5V
tf
下降 时间
(4)时序图 --表明各个数字信号时序关系的多重波形图
由于各信号的路径不同，这些信号之间不可能严格保 持同步关系。为了保证可靠工作，各信号之间通常允许一 定的时差，但这些时差必须限定在规定范围内，各个信号 的时序关系用时序图表达。
地址 RD
某存储器读数据的时序图
四、二进制数的缺点
位数太多，不符合人的习惯，不能在头脑中立即反映出 数值的大小，一般要将其转换成十进制后，才能反映出来。 *
五、二进制数据的传输 a) 二进制数据的串行传输
需要一根时钟信号线和一根数据传送线以及一根公共地线。 在时钟脉冲CP控制下，数据由最高位MSB到最低位LSB依次传送。
计 计 算 算 机 机
计算机
M SB
0 0 1 1 0 1 1 0
LSB
并行数据传输 打印机
并行数据
1
CP 0
0
1
20
0
21
1 0
22
1 0
23
1 0
24
1 0
25
1 0
1 26 0
27
1 0
(a)
1
2
3
(L S B )
(M S B )
4
5
6
7
1.2.3 二--十进制之间的转换
一、二进制数转换成十进制数：
常用方法是“按权相加”。
位权
在数字电路中，计数的基本思想是要把电路的状 态与数码一一对应起来。显然，采用十进制是十分不 方便的。它需要十种电路状态与之对应。要想严格区 分这十种状态是很困难的。
１.2. 2 二进制
一、特点
1、任何一位数只能用“0”和“1”表示。
2、进位规律是：“逢二进一” 。
3、各位的权都是2的幂。
例如：1+1=10
(3 .1)14 03 10 0 1 1 1 0 4 1 2 0
式中，102 、101 是根据每一个数码所在的位置而定的，称 之为“权”。
3、在十进制中，各位的权都是10的幂，而每个权的系数只能 是0～9这十个数码中的一个。
二、一般表达式:
系数
(N)10 Ki1i,0 Ki [09]
i
表示方式 (1) 在电路中用低、高电平表示0、1两种逻辑状态
逻辑电平与电压值的关系（正逻辑）
电压(V) +5 0
二值逻辑 1 0
电平 H(高电平) L(低电平)
(2) 波形图
(a) 用逻辑电平描述的数字波形
v /V 逻辑 1
5
0 逻辑 0
50
100 150 200
t /ms
(b) 16位数据的图形表示
= 1×21+ 0×20
二、二进制数的一般表达式为:
系数
(N)2 Ki2i, Ki[0,1]
i
位权
三、二进制数的优点
a、易于电路实现---每一位数只有两个值，可以用管子的 “导通”或“截止”，灯泡的“亮”或“灭”、继电器触点 的“闭合”或“断开”来表示。
b、二进制数装置所用元件少，电路简单、可靠* 。 c、基本运算规则简单, 运算操作方便。
脉冲宽度(tw )----脉冲幅值的50%的两个时间所跨越的时间
占空比 q --表示脉冲宽度占整个周期的百分比
q
tw 100% T
上升时间t r和下降时间t f --从脉冲幅值的10%到90% 上升、
下降所经历的时间( 典型值ns )
5.0V
4.5V
4.5V
幅值=5.0V 2.5V
0.0V
0.5V
(2) 数字波形的周期性和非周期性
非周期性数字波形
tW
T
周期性数字波形
(3) 实际脉冲波形及主要参数
1.非理想脉冲波形
5.0V 4.5V
幅值=5.0V 2.5V
0.5V 0.0V
tr
上升 时间
tw
脉冲宽度
4.5V
2.5V
0.5V
tf
下降 时间
2. 几个主要参数:
周期(T) ------- 表示两个相邻脉冲之间的时间间隔
tbb
tC O
数据
tAA
1.2 数制
１.2. 1 十进制
一、特点：
1、任何一位数可以而且只可以用 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 这十个数码表示。
2、进位规律是“逢十进一”。即
=1×101+0×100
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
9+1=10
例如： (2)3 1 04 2 12 0 3 11 0 4 100
A
A
0 1 11 0 1 1 0 0
计 计 算 算 机 机
B
B
串 行 数 据 传 输
1 C P0 0 1 2 3 4 5 6 7
串 行 数 据1 0M SB
L SB
0 0 11 0 1 1 0
b)二进制数据的并行传输
将一组二进制数据的所有位同时传送，称为并行传送。
并行传送的突出特点是数据传送速率快。 其缺点是需要占用的数据线较多，而且发送和接收设备较复杂。
0010111100111010
2. 数字波形 数字波形------信号逻辑电平对时间的图形表示
(1) 数字波形的两种类型: (a)非归零型
(a) 1 1 0 1 1 1 0 0
(b)归零型
高电位
10
低电位
(b) Δt
Δt为一拍 数字波形
10
比特率 -------- 每秒钟转输数据的位数
有脉冲 无脉冲
1.1.3 模拟信号与数字信号
1. 模拟信号---时间和数值均连续变化的电信号，如正弦波、 三角波等 。
u
O
t
u
O t
2. 数字信号---在时间上和数值上均是离散的 信号。
数字信号波形
3. 模拟信号的数字表示
数字信号便于存储、分析和传输，通常都将模拟信号转换 为数字信号.
模-数转换的实现:
3V 模拟信号
模数转换器
u/v
C 4
B 3
A 2
0 000 001 1 数字输出
1
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 t/ms
0000 0100 0000 0011 0000 0010
1.1.4.数字信号的描述方法
1. 二值数字逻辑及其表示 二值数字逻辑
在数字电路中, 0、1组成二进制数可以表示数量大小,也可 以表示两种对立的逻辑状态。 0、1表示的两种对立逻辑状态的逻辑关系----二值数字逻辑
求二进制数。
25
1 ---b0 低位
22 21
0
1 ---b1 | 0 ---b2 | 1 ---b3 高位
∴ (11)10=(b3b2b1b0)2
二、十进制数转换成二进制数： 1. 整数部分用“辗转相除”
整数部分 小数部分
法: 将十进制数连续不断地除以2 , 直至商为零，
所得余数由低位到高位排列，即为所求二进制数
2 .小数部分用“辗转相乘”法:
例如: (11)10==( ? )2
2 11
余数
将十进制数连续不断地除以2 , 直至商为 零，所得余数由低位到高位排列，即为所