构成数字信号,什么是模拟信号和数字信号电子电路不能少硬件模块有哪些?

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内容提示:电子电路设计基础数芓信号和什么是模拟信号和数字信号电子电路中的信号什么是模拟信号和数字信号 【精品PPT】

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第 1 章 模拟电子电路导论 1.1 信号与电孓系统 1.1.1 信号 信号包含很多关于物理世界的事情和行为的信息是信息传输的载体。人类的自然环境中存在 着各种各样的信息例如,气候變化时包含的温度、气压、风速等信息;播音员播音时话筒将声信号 转换为电信号就会产生描述播音员声音特征的信息,如频率、频带寬度等任意一种自然现象都包 含大量的能够描述该现象的信息参数,这些信息通过一定的传感器可以转换为电信号电信号的处理 由电孓系统来完成。 为了从一系列的信号中抽取所需要的信息观测后要预先确定一些处理信号的方法,来分析该 信号的特征信号可以用两種不同的形式出现,时域信号和频域信号针对这两种信号,目前都有专 门的理论和实验手段进行分析和处理 1.1.2 信号频谱 对时域信号最有鼡的一种描述方式是它的频谱,可以通过傅里叶变换来完成如图 1.1 所示的一 个任意电信号,它相对的频谱如图 1.2 所示 图 1.1 时域信号 图 1.2 频域信號 也就是说,一个信号既可以用随时间变化的波形来描述也可以用它的频谱来表示。 1.1.3 什么是模拟信号和数字信号和数字信号 和自然界中廣泛存在的实际信号类似图 1.1 所示的信号为什么是模拟信号和数字信号,它在幅度上和时间上都是 连续的函数 现代电子系统处理信号时,在很多场合都采用数字的处理方法这样就需要一种处理方式,将 什么是模拟信号和数字信号变换为数字信号然后再进行处理。 所谓數字信号是在时间上和幅度上都是离散的一种信号,便于用数字来描述将什么是模拟信号和数字信号转 换为数字信号,需要经过采样囷量化编码两个环节图 1.3 所示为采样后时间离散的信号,该信号再 ·2 · 模拟电子电路基础 经过量化编码得到如图 1.4 所示的数字信号(用 8 位二進制数表示) 图 1.3 时间离散的信号 图 1.4 数字信号 目前有专用的电子电路来完成上述任务,称为 A/D 转换器 如图 1.5 所示。对数字信号的处理可以借助计算机软件辅助完成 总之,尽管目前信号的数字处理技术非常普遍但还是存在 只能用模拟电路才能实现的信号处理方式。因此许哆电子系统 图 1.5 A/D 转换器 既包括模拟部分,也包括数字部分且学科前沿部分多处在两种 信号混合的电路设计上。作为一个优秀的电子工程师必须对模拟电路和数字电路的设计都要擅长。 1.1.4 电子系统 “电子系统”有很多种描述定义一般来说,将多个具有一定功能的单元模块电蕗相互连接组 成规模较大、能够完成特定功能的电路整体,可以称为“电子系统”图 1.6 所示为电子系统的一般 结构框图,主要包括“信號输入”、“预处理”、“模数转换”、“信号处理”、“信号输出”等基本部分 图 1.6 电子系统一般结构框图 由于从外界采集的信号往往非常微弱,而且伴随着噪声及其他干扰因此预处理是电子系统中 的重要环节。预处理主要是解决信号的放大、衰减、滤波等即通常所說的“信号调理器”,经预处 理后的信号在幅度和其他方面都比较适合做进一步的分析或数字化处理。这一部分的信号仍多为模 拟信号在这个环节中,放大器是重要的组成部分 放大器是什么是模拟信号和数字信号处理中最重要、最基本的单元。放大电路不仅具有独立實现信号不失真放大 的功能而且也是其他模拟电路,如振荡器、滤波器、稳压器、调制解调器的基础和基本组成部分 1.2 放大器基本概念忣模型 在电子系统中,由于采集信号的换能器(或传感器)输出的信号往往比较微弱范围基本在毫 伏或微伏级,不利于进行可靠的后续處理因而需要将这样的信号进行幅度放大,但不改变信号的其 第1 章 模拟电子电路导论

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