第六课数字信号.ppt

第三章 电子控制系统的信号处理 第一节 数字信号 电子控制系统对信号的处理过程是用电子电路完成的 一、模拟信号与数字信号 1.事物变化的规律：连续变化和非连续变化（离散） 讨论：判断连续与非连续 野外环境的亮度与地下仓库中的亮度 人的血压与人的脉搏 运动员滑冰的轨迹与走相同距离所用的步数 时光的流逝与数字时钟所显示的时间的变化 连续变化的量采用模拟信号方法 非连续变化的量可以直接用数字表示 马上行动 在右图所示数字信号中， “1”代表高电平， “0”代表低电平（每1格代表1位二进制数，共5位），则该信号代表二进制数___________，它相当于十进制数________。 思考：下列信号中，哪些是模拟信号，哪些是数字信号？ 220V交流电的电压（交流正弦波电压） 海洋上船只与船只之间的灯光联络信号 手机短信息信号 马上行动：请判断下列各例中哪些适合用1和0表示 举重比赛中试举成功与否 自主招生面试的合格与不合格 学生的考试成绩等第（分A,B,C,E四等） 二、数字信号的优点 1.容易处理 数字信号只有高、低两个电平，容易识别，失真和干扰对数字信号影响很小。 处理精度高 便于记录保存 以声波为例，把模拟的声波表示成数字形式的过程称为采样，如下图。 课堂小结 1、信号处理：对信号的分析、比较、判断、放大、运算、传输、变换等过程统称为处理。 2、信号分类： （1）模拟信号：随时间连续变化的量，用连续的曲线或直线表示。 （2）数字信号：随时间非连续变化的量，用柱状图或数字表示。 3、数字信号（常用1、0表示）的优点 （1）容易处理（2）处理精度高（3）便于记录保存 感谢同学们观看我的课程 我们下节课再见！ 复习引入 1、常见在传感器有哪些？ 2、传感器的作用？ 获得外界的输入信息，并通过它将非电量信息转换成电信号输出。 3、电子控制系统的主要组成部分？ 输入 传感器 控制（处理） 电子电路 输出 执行器等 说明：对信号的分析、比较、判断、放大、运算、传输、变换等 过程统称为处理。 电子电路处理的信号有两类： 1、模拟信号(analog signal) 2、数字信号(digital signal) 连续变化的量 离散的量 例如：环境的温度、水面的高度随时间发生连续变化。 某个单位人数、家电商城的货物数是非连续变化的 说明：非连续变化：通常是1个人或1个货物等，计数单位是整数 说明：连续变化的量，用连续的曲线或直线表示。 非连续变化的量，用柱状图或数字表示。 例如：体温变化、气温变化等用连续曲线。 客车月度产量、售票处剩余票数用柱状图或数字表示 电子控制系统需要处理的信息必须转化成电信号声音由话筒转换成电压波形（信号），电压波形与声音波形一致，才能模拟声音的原貌，这种模拟声音的信号称为模拟信号。 通常模拟信号泛指那些数值可连续变化的信号。 模拟信号 数字信号 高电平 低电平 表达的方法就是二进制 用高和底两个电平（level）代表二进制中的1和0， 高、底电平之间来回跳变的电信号就是数字信号。 数字信号 10010 18 说明： 电平：在数字电路中，电压（或电流）的大小分为高、底两级，通常 将这两个高、底不同的电压级（电流级）分别称为高电平和底电平。 例如在TTL电路中把2.4~5V的称高级，0~0.8V称底级。 “1”和“0”的推广应用 1.古代的烽火台点火信号(点与不点) 2.开关的开与关 3.灯的亮与灭 4.数学命题的真与假 5.信号的有和无 识别有失真和受干扰影响的数字信号的方法是，设置一个电压门槛（它应介于高电平和低电平之间），高于此门槛的信号传过去后，输出为1；低于此门槛的信号传过去后，输出为0。 随着数字技术，特别是信息技术的飞速发展与普及，在现代控制、通信及检测 等领域，为了提高系统的性能指标，对信号的处理广泛采用了数字计算机技术。 由系统的实际对象往往都是一些模拟量（如温度、压力、位移、图像等），要使 计算机或数字仪表能识别、处理这些信号，必须首先将这些模拟信号转换成数字 信号；而经计算机分析、处理后输出的数字量也往往需要将其转换为相应模拟信 号才能为执行机构所接受。这样，就需要一种能在模拟信号与数字信号之间起桥 梁作用的电路--模数和数模转换器。 将模拟信号转换成数字信号的电路，称为模数转换器（简称A/D转换器或ADC, Analog to Digital Converter）；将数字信号转换为模拟信号的电路称为数模转换 器（简称D/A转换器或DAC,Digital to Analog Converter）；A/D