3.1 模拟信号与数字信号 课件-2022-2023学年高中通用技术苏教版(2019)选择性必修1《电子控制技术》(18张PPT)

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3.1 模拟信号与数字信号 课件-2022-2023学年高中通用技术苏教版(2019)选择性必修1《电子控制技术》(18张PPT)

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(共18张PPT)
模拟信号与数字信号
  传感器将所获取的信号转换成电信号后,控制(处理)部分便对这些信号进行分析、比较、判断、放大、运算、传输、变换——最后向输出部分发出命令,控制执行机构的操作。对信号的分析、比较等过程统称为处理。
传感器
控制部分
执行器
任务一 识别模拟信号与数字信号
  电子控制系统中对信号的处理过程是用电子电路来完成的。电子电路所处理的信号有:
电动楼梯静止状态
滑滑梯
数字信号(digital signal)和模拟信号(analog signal)两类
不连续(离散)
连续
连续变化
模拟信号:泛指那些数值可连续变化的信号。(可用曲线表示)
不连续(离散)
家电商场产品个数
人口普查
月生产量
数字信号:泛指那些数值非连续变化的信号。特指高低电平之间来回跳变的电压信号。(可用柱状图或数字表示)
拓展:电平
在数字电路中,电压(或电流等)的大小分为高、低两级,通俗地说,将这两个高、低不同的电压级(或电流级)分别成为高电平(1)和低电平(0)。
高电平用1表示,低电平用0表示,则该信号表示的二进制数是_________
讨论
请判断,下列量中那些是模拟信号?哪些是数字信号?
1. 野外环境的亮度与地下仓库中的亮度;
2. 人的血压与人的脉搏;
3. 运动员滑冰所滑过的轨迹长度与走过同样距离所用的步数;
4. 时光的流逝与数字钟所显示的时间的变化;
5. 220V交变电流的电压(交变电流是正弦波电压);
6. 烽火台的信号传递。
请各举一例模拟信号和数字信号。
  请判断下列各例中哪些适合用1和0表示。
  1.举重比赛中试举成功与否;
  2.学生的考试成绩是否及格;
  3.—个人的生与死;
  4. —个人是好人还是坏人。
数字信号的用途
任务二 辨析模拟信号和数字信号的特点
案例分析1:声音的传播
歌手的歌声通过话筒转换之后的信号是什么信号?如何通过音响播放出来?
法一:直接放大模拟信号。
法二:先将模拟信号转换为数字信号,处理之后再将数字信号还原成模拟信号。
案例分析1:声音的传播
  演员的歌声经话筒转换成的电信号是模拟信号,一种处理方法是直接放大模拟信号,然后送到扬声器,人们便可欣赏到演员动人的歌喉。由于信号在处理过程中,不可避免地会产生失真并受到各种干扰因素的影响,因而听众所到的歌声也会失真,且伴有“沙沙”的噪音。
  另一种处理方法是先将此信号转换为数字信号,处理以后再将数字信号还原成模拟信号使扬声器发声。虽然数字信号在处理过程中同样会产生失真,受到干扰,其形状也会发生变化,但它所代表的数字(即“高”和“低”)并未改变。可见数字信号在处理过程中,受波形失真和干扰的影响很小,所以听众能听到音色逼真,不带噪音的歌声。
数字信号在处理过程同样也产生失真,受到干扰,但它所代表的数字(高\低)并不改变,通过处理可以恢复原来的样子。
(识别有失真和干扰影响的数字信号的方法是,设置一个电压门槛)
案例分析2:电子计时器
数字信号处理精度高。
数字信号便于记录和保存。由于数字信号中只有1和0两个值,可以很方便地用(具有记忆功能的)电路输出典雅的高和低,电容上电荷的有和无,磁性物质的极化方向等方式记录保存,也可用打孔的方法,还可以直接将1和0打印在纸上记录保存。
  光盘是在塑料母片上用激光“烧”出许多直径不到1μm,沿
光盘圆周方向排列的小坑,有小坑的代表“0”,没有小坑代表
“1”。读盘时,光盘顺时针转动,激光射到光盘面上。依据小
坑的有和无所造成的反射光的有和无分辩出所记录的信号是
“1”还是“0”。
1、模拟信号的优点是信息变化的细节丰富,能直观反映自然界现象,且容易实现。但其失真之后难以还原,易受各种干扰因素的影响,影响最终的输出。
2、数字信号因为只有高低电平,容易识别,处理精度高,便于记录和保存,失真和干扰对数字信号的影响小。
任务三 初始模拟信号与数字信号相互转换的过程
  模拟信号转换为数字信号的电路称模数转换器。A/D转换器
  数字信号转换为模拟信号的电路称数模转换器。D/A转换器
电子电路所处理的信号有:数字信号和模拟信号两类。
信号波形模拟着信息的变化而变化信号称为模拟信号。
二进制数中的“1”和“0”,形成在高、低电平之间来回跳变的电信号称为数字信号。
数字信号容易处理、处理精度高、便于记录保存等优点。
模拟信号转换为数字信号的电路称模数转换器。A/D转换器
数字信号转换为模拟信号的电路称数模转换器。D/A转换器
课堂小结

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