2022-2023学年高二物理竞赛课件：电路数字信号与模拟信号

电路数字信号与模拟信号 电路数字信号与模拟信号 黑白之分 明确，无争议 模拟信号：在时间和幅值上都为连续的信号。 数字信号：在时间和幅值上都为离散的信号。 模拟电路：处理和传输模拟信号的电路。 数字电路：处理和传输数字信号的电路。 概述 　几种常用的数制 　不同数制间的转换 　二进制算术运算 　几种常用的编码 目的与要求 1.掌握数制与码制的概念； 2.掌握二、八、十、十六进制的表示方法及相互转换； 3.掌握8421BCD码的意义及表示方法。 基本概念和知识点： 1. 数字信号与模拟信号、模拟电路与数字电路； 2. 数字电路的分类、数制和码制、二-十进制代码； 3. 算术运算与逻辑运算。 能力要求： 1. 数制与码制的表示方法；数制转换； 2. 8421BCD码与十进制，有权码与无权码的概念； 3. 算术运算与逻辑运算。 　　１．数字信号的概念 　　在时间上和数量上都不连续，变化总是发生在一系列离散的瞬间，数量大小和每次的增减变化都是某一个最小单位的整数倍，这一类物理量叫做数字量。表示数字量的信号称为数字信号。工作在数字信号下的电路叫做数字电路。 　　数字电路中采用只有0、1两种数值组成的数字信号。 　　模拟信号在时间上和数值上都具有连续变化的特点。在某一瞬间的值可以是一个数值区间内的任何值。 请思考：数字信号与模拟信号有何区别？ ? 5 模拟量 连续的 时间上的连续 任意时刻有一个相对的值 数值上的连续 变量任意时刻可以是在一定范围内的任意值 例如，电压，电流，温度，亮度，颜色 缺点 很难度量 容易受噪声的干扰 难以保存 优点：用精确的值表示事物 真实的世界是模拟的 数字量 非连续的（离散的） 时间上的离散 变量只在某些时刻有定义 数值上的离散 变量只能是有限集合的一个值 例如，开关位置，数字逻辑 优点 更多的灵活性，更快，更精确 容易实现存储设备 误差监测和修正 容易最小化 (b) (c) Δt Δt为一拍 图1-1 数字信号 (a) 1 1 1 0 1 1 0 0 0 1 　　２．数字信号的表示方法 　　(1) 用0、1数值表示 　　(2) 用低和高电位（电平）表示 　　(3) 用脉冲信号的无和有表示 高电位 低电位 脉　冲 数制： ①多位数码中每一位的构成方法 ②从低位向高位的进位规则 常用到的： 十进制，二进制，八进制，十六进制 码制： 编制代码时遵循的规则 常用到的： 8421码，ASCII码等 二、二进制 1）基数2，逢二进一，即1+1=10 3）不同数位上的数具有不同的权值2i。 4）任意一个二进制数，都可按其权位 展成多项式的形式 (N)2=(Kn-1  K1 K0. K-1 K-m)2 =Kn-1 2n-1++K121+K020+K-1 2-1+K-m 2-m 2)有0-1两个数码和小数点，数码K i从0-1 11 　　八进制数有0～7八个数码，基数为8，八进制数表示为： 　　十六进制数有0～9、A～F十六个数码符号，其中A～F六个符号依次表示10～15。 三、八进制 四、十六进制 $