第1章-1数字电子技术.pptVIP

* 数字电子技术 苗洪利 中国海洋大学信息学院物理系 2009.9 数字电子技术及其发展 1、什么是模拟信号？ 2、什么是数字信号？ 3、数字电子技术的优势是什么？ 4、如何将模拟信号转换为数字信号？ 5、现代数字音频的发展 6、现代数字视频的发展 1、什么是模拟信号？(Analog signal) 信号：指随时间变化的物理量。电信号是随时间变化的电的量，通常是电压或电流。 模拟信号：用实数值表示的在时间上或幅值上连续的信号。 t f(t) t f(t) t f(t) 2、什么是数字信号？(Digital signal ) 用正整数值表示的在时间和幅值上都是离散的信号。一般特指用0、1表示的离散信号。 t f(t) 0 1 2 3 4 5 10 20 30 40 50 60 3位0、1表示 000---0 001---1 010---2 011---3 100---4 101---5 110---6 111---7 010 011 001 101 100 000 70 010 t 数字信号 用逻辑电平描述的数字信号的波形 关于数字信号的讨论： 1、只要满足时间和幅值都是离散的信号才是数字信号。 2、用0、1表示只是一种形式，因为在电路上最容易实现。当然可以表示为其他进制的形式。计算机内部处理的都是数字信号,实质就是高低电平的变化或0、1数据流。 3、自然界中的随时间变化的物理量都应该是模拟量，而非数字量，数字量是从模拟量转化而来。因为数字量的存储、传输、加工处理方面都有独特的优势。 教材上列举的数字信号例子值得讨论： 如：工厂生产线上加工出的成品件；教室中的学生人数变化； 3、数字电子技术的优势是什么？ 记录的音量范围要比模拟量大 磁带录音机处理的是模拟信号，最好的录音机动态范围不到 70dB, 而自然界声强级范围大约为 140dB，数字信号达120dB。 关于声强级定义：L=10lg (I/Iref) Iref=10-12W/m2 （听阈） 痛阈为102W/m2 ,即最大140dB，一般说话50dB。 注意在此讲的声强是音量问题，不是音调问题，音调涉及的是频率问题。 （2） 抗干扰能力强 (例如：指针电压表和数字电压表） 信号质量高；传输过程中的噪声小、抗干扰强（长距离传送、复制等）；变调和音量衰减问题都优于模拟信号。 （3）频带宽 （4）电路简单 不足只有一个：信息量大，需要采取压缩技术。 4、如何将模拟信号转换为数字信号？ 自然界中都是模拟信号，首先要将模拟信号转为数字信号，进行传输、存储及处理；但最终都要还原回模拟信号，还原自然界物理量。 A/D过程：取样、保持、量化、编码 5、现代数字音频的发展 数字音乐 最早数字化的就是音乐，录音带基本被淘汰。CD、MP3、MP4日益流行。44KHz、48KHz是数字化的采样率；16位是量化精度，这两个参数越大，质量越好，但容量也越大。 MPEG Layer 压缩比 说明 1 1：4 符合立体声384 Kbit/s的信号 2 1：6到1：8 符合立体声256到192 Kbit/s的信号 3 1：10到1：12 符合立体声256到192 Kbit/s的信号 MPEG是Moving Picture Experts Group的缩写 (活动图象专家组） Mp1-Mp3是针对声音（Audio)的压缩; MP4是针对声音和图像的压缩 * * *