3.1 模拟信号与数字信号课件-2025-2026学年苏教版高中通用技术选修一

第一讲 模拟信号与数字信号 模拟信号与数字信号 一 模拟信号 模拟信号是指在时间上和取值(幅度)上均连续的信号。如:飞机的速度、人的声音信号等。如图所示。 优点:直观且容易实现,能精确地表达信息变化过程。 缺点:保密性差;抗干扰能力弱;处理及存储不便。 什么是干扰：使我们的控制偏离期望值，影响控制目标的达成因素。 二、数字信号 数字信号是指在时间上和取值(幅度)上均离散的信U如:汽车的数量、学生人数等。如图所示。 优点:抗干扰能力强,易于处理,精度高,易于保存。 缺点:数据量大，占用频带宽;接收、发送的技术复杂 什么是干扰：使我们的控制偏离期望值，影响控制目标的达成因素。 三、模拟信号转数字信号的过程 采样→量化→编码。 1. 采样：在时间轴上对连续的模拟信号进行离散化。即按照固定的时间间隔（采样周期）抽取模拟信号的瞬时值，从而得到一系列在时间上离散的样本点。 根据奈奎斯特采样定理，采样频率必须至少是信号最高频率的两倍，才能完整还原原始信号。 2. 量化：在幅度轴上对采样信号进行离散化。即将每个采样点所对应的连续幅度值，近似为有限个离散的量化等级（或电平）。 这个过程会产生量化误差，称为量化噪声。量化电平的数量越多，量化噪声越小，信号的保真度越高。 3. 编码：将量化后的离散幅度值转换为二进制代码（如用0和1表示）。 这样，原始的模拟信号就被表示为一串二进制数字信号，便于数字系统进行处理、存储和传输。 这个完整的转换过程通常由模数转换器（ADC）来实现。 什么是干扰：使我们的控制偏离期望值，影响控制目标的达成因素。 四、模数转换与数模转换 把模拟信号转换成数字信号的器件,称为模数转换器,即ADC或AD转换器。 把数字信号转换成模拟信号的器件,称为数模转换器,即DAC或D/A转换器。 数据转换技术是模拟信号和数字信号之间的重要桥梁,高速度、低电压、高效率、小尺寸、低成本是 ADC/DAC发展的趋势。 什么是干扰：使我们的控制偏离期望值，影响控制目标的达成因素。 五、模拟电路 (-)三极管基本放大电路 在模拟电路中,有很多的晶体管放大电路,而晶体三极管共发射极放大电路是一种最为基本的放大电路。如图所示的是一种典型的共发射极放大电路,该放大电路的输入信号U1和输出信号U0都有一端与三极管的发射极相连。 什么是干扰：使我们的控制偏离期望值，影响控制目标的达成因素。 【解析】本题主要考查模拟信号与数字信号的相关概念。A项说法正确;B项,声波是一种连续变化的物理量,是模拟信号;C项,模拟信号是连续的,数字信号是离散的;D项,数字信号是离散的。故选A。 课堂练习 例1:下列说法正确的是( ) A.数字信号在计算机中采用二进制表示 B.声波是一种数字信号 C.模拟信号是离散的 D.数字信号是连续的 【解析】本题主要考查模拟信号与数字信号的含义及特点。A、B项说法正确;C项,数字信号密性差、抗干扰能力差 ,说法错误;D项说法正确。故选C。 课堂练习 例2:下列关于模拟信号与数字信号的说法,错误的是( ） A.在时间上和取值(幅度)上均连续的信号称为模拟信号 B.在时间上和取值(幅度)上均离散的信号称为数字信号 C.数字信号密性差、抗干扰能力差 D.数字信号抗干扰能力强、可靠性高 第二讲基本逻辑电路 模拟信号与数字信号 门电路是构成数字电路的基本单元,它的输出状态(信号)由输入状态(信号)决定。基本的门电路有与门、或门和非门(重要考点)。 一、与门 (一)与门 当所需条件同时满足(为真),结果才为真的逻辑关系,称之为“与”,这样的电路称为“与门”。 对应信息技术中的and 什么是干扰：使我们的控制偏离期望值，影响控制目标的达成因素。 一、与门 (二)与门电路 什么是干扰：使我们的控制偏离期望值，影响控制目标的达成因素。 一、与门 (三)与门真值表与波形 什么是干扰：使我们的控制偏离期望值，影响控制目标的达成因素。 二、或门 (一)或门 当所需条件至少有一个满足(为真),结果就为真的逻辑关系,称之为“或”,这样的电路称为“或门”。 什么是干扰：使我们的控制偏离期望值，影响控制目标的达成因素。 二、或门 (二)或门电路 什么是干扰：使我们的控制偏离期望值，影响控制目标的达成因素。 二、或门 (三)或门真值表与波形 什么是干扰：使我们的控制偏离期望值，影响控制目标的达成因素。 三、非门 (一)非门 条件为真则结果为假或条件为假则结果为真的逻辑关系,称之为“非”,这样的电路称为“非门”。 (二)非门电路 什么是干扰：使我们的控制偏离期望值，影响控制目标的达成因素。 三、非门 (三)非门真值表与波形 什么是干扰：使我们的控制偏离期望值，影响控制目标的达成因素。 四、与非门 (一)与非门 如果将一个与门和一个非门电路组合,可以形成一个“与非门”。 (二)与非门电路 什么是干扰：使我们的控制偏离期望值，影响控制目标的达成因素。 四、与非门 （三)与非门真值表与波形 什么是干扰：使我们的控制偏离期望值，影响控制目标的达成因素。 五、或非门 (-)或非门 如果将一个或门和一个非门电路组合,可以形成一个“或非门”。(二)或非门电路 什么是干扰：使我们的控制偏离期望值，影响控制目标的达成因素。 五、或非门 (三)或非门真值表与波形 什么是干扰：使我们的控制偏离期望值，影响控制目标的达成因素。 【解析】本题主要考查两输入与门波形的计算。根据两输入与门的真值规律“全高出高、有低出低”可得F的波形应为B项。 课堂练习 例1 如图所示的与门电路在XY两个波形的输入电压作用下,其输出电压F的波形图正确的是()。 【解析】本题主要考查逻辑电路的组合运算。有两种解法,一种是利用真值表解题,另一种是利用逻辑代数的基本公式化简解题。 填写真值表,推出输出端Y值,可以看出A、B、C项中Y值均相同,D项Y值不同,所以应选D项。 课堂练习 例2:以下四个逻辑电路中,输出与输入的逻辑关系与其他三项不同的是() $