數(shù)字信號概述

一、什么是數(shù)字信號

兩種測量電動機轉(zhuǎn)速的方法。方法一在被測電動機的軸上裝一只微型測速發(fā)電機，根據(jù)測速發(fā)電機輸出電壓的大小即可得知電動機的轉(zhuǎn)速。用測速發(fā)電機測量轉(zhuǎn)速

方法二在被測電動機轉(zhuǎn)軸上裝一圓盤，圓盤上打一小孔（或在轉(zhuǎn)軸上貼一塊反射標記），用光源照射。電動機每轉(zhuǎn)一周，光電管被照射一次，就輸出一個短暫的電流，稱為脈沖信號。用數(shù)字轉(zhuǎn)速表測量轉(zhuǎn)速

采用前一種方法測量時，測速發(fā)電機輸出的電壓信號，其大小是隨電動機的轉(zhuǎn)速而變化的，在時間上是連續(xù)的，這種信號稱為模擬信號。采用后一種方法測量時，光電轉(zhuǎn)換所得到的信號在幅度上是離散的，在時間上是不連續(xù)的，這種信號稱為數(shù)字信號。a)模擬信號b)數(shù)字信號

數(shù)字信號只有高電平和低電平（常用1和0表示）兩種狀態(tài)，這可以用晶體管的截止和導通來實現(xiàn)。

二、數(shù)字信號的特點1.便于記錄保存數(shù)字信號的記錄方法a)磁卡b)打孔紙帶c)光盤實際電路中,高電平通常為3.6V左右,低電平通常為0.3V左右,允許在數(shù)值上有一定范圍的誤差。因此抗干擾能力很強。2.抗干擾能力強整形電路的作用

增加數(shù)字信號中數(shù)字的位數(shù)，即可相應提高信號的精度。

3.處理精度高圖凸輪板的數(shù)字加工a)凸輪板b)低數(shù)字量c)中數(shù)字量

a)高數(shù)字量數(shù)字信號不僅能進行數(shù)值運算，還可以進行邏輯判斷和運算，這在控制系統(tǒng)中有廣泛應用。因為數(shù)字信號具有上述的優(yōu)點，所以在計算機、工業(yè)控制和民用等領域的應用越來越廣泛。4.可進行邏輯判斷和運算數(shù)制是進位計數(shù)的方法。如圖所示為目前人們普遍適用的計算器，按鍵輸入十進制數(shù)，計算器將其轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)后進行運算，然后再將二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)，最后顯示十進制數(shù)。

三、數(shù)制與編碼計算器的工作過程1.數(shù)制及其相互轉(zhuǎn)換

十進制數(shù)有10個不同的數(shù)碼：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9，稱它的基數(shù)為10。

十進制數(shù)的計數(shù)規(guī)律是“逢十進一”。

權是表示數(shù)碼在數(shù)中處于不同位置時其數(shù)值的大小。在數(shù)字電路中，常用的數(shù)制有十進制、二進制、八進制、十六進制等。這里，我們討論十進制和二進制。（1）十進制二進制數(shù)只有兩個數(shù)碼：0和1，它的基數(shù)為2，計數(shù)規(guī)律是“逢二進一”。四位二進制數(shù)的權分別為8、4、2、1。（2）二進制

2．十進制數(shù)和二進制數(shù)間的轉(zhuǎn)換

方法：乘權相加法，即將相應二進制數(shù)按權展開，然后各項相加，其結果就是對應的十進制數(shù)。如：（1000110）2=1

26+1

22+1

21=（70）10（1）二進制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進制數(shù)（2）十進制轉(zhuǎn)換成二進制方法：除2取余倒排法，即不斷地用2去除某個十進制數(shù)，并依次記下余數(shù)，直到商為0為止，將每次整除得到的余數(shù)進行倒排列，即最先得到的余數(shù)為最低位，最后得到的余數(shù)為最高位，這樣就得到與該十進制數(shù)等值的二進制數(shù)了。如：（396）10=（

）2所以，（396）10=（

110001100）22．編碼

（1）二進制代碼

數(shù)字系統(tǒng)的信息通常采用多位二進制數(shù)表示，稱為二進制代碼。一個二進制數(shù)有1和0兩個代碼，可以表示兩個信息，n位二級制代碼可以表示2n個不同的信息。如果需要編碼的信息有N項，則應滿足N≤2n。對于數(shù)字技術的編碼，不同的編碼方式成為碼制。常用的碼制有二進制碼、BCD碼、格雷碼等。（2）BCD碼用二進制數(shù)表示十進制數(shù)的編碼方式成為二—十進制編碼，簡稱BCD碼。由于十進制數(shù)有十個（0~9）不同的數(shù)碼，而4位二進制數(shù)可以組成24=16種不同的組合，根據(jù)從16種組合中選出10種組合方式的不同，可以得到多種二—十進制編碼方案。常見的BCD碼有8421BCD碼、余3BCD碼等。

其中8421BCD碼是一種有權碼，可以用四位二進制數(shù)表示一位十進制數(shù)，其權分別為8、4、2、1。十進制數(shù)十個代碼的BCD碼見表。如：（396）10=（001110