中物理第一章

數(shù)據(jù)與信息粵教版（2019）信息技術(shù)（高中）1.2模擬信號與數(shù)字信號（必修一）1課堂導(dǎo)入觀看視頻：汽車燈語1課堂導(dǎo)入實驗探究在航海燈語系統(tǒng)中，燈語是一種通信手段，我們在前面的視頻中也了解了汽車燈語，隨著科技的發(fā)展，燈語已經(jīng)通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)了燈光信號的自動發(fā)送、獲取和識別。請使用手電筒傳遞信息，了解燈語的使用場景。1課堂導(dǎo)入實驗探究——實驗步驟1、兩人一組，一人控制手電筒開關(guān)，按照摩爾斯密碼發(fā)送一組字母，另一人觀察手電筒發(fā)出的光信號，記錄數(shù)據(jù)，并使用摩爾斯密碼翻譯這組數(shù)據(jù)。2、雙方核對信息，多次重復(fù)實驗。3、通過分析實驗數(shù)據(jù)，總結(jié)該方法傳遞信息的利弊，提出改進(jìn)方法。4、設(shè)計一套自己的燈語，用“密碼”發(fā)送出去。1學(xué)習(xí)目標(biāo)知識目標(biāo):1、知道模擬信號與數(shù)字信號的含義。2、體驗數(shù)據(jù)編碼的基本方法和過程。3、了解數(shù)據(jù)編碼的作用。1學(xué)習(xí)目標(biāo)素養(yǎng)目標(biāo):1、能夠分析、比較模擬信號與數(shù)字信號在通信應(yīng)用中的優(yōu)劣。2、能夠仿照ASCII編碼系統(tǒng)的方法，描述漢字編碼系統(tǒng)的設(shè)計思路。信號是表示消息（信息）的物理量，信號是運載消息的工具，是消息的載體。一信號古代人利用點燃烽火臺而產(chǎn)生的滾滾狼煙，向遠(yuǎn)方軍隊傳遞敵人入侵的消息，這屬于光信號。信息：敵人入侵信號是表示消息（信息）的物理量，信號是運載消息的工具，是消息的載體。一信號當(dāng)我們說話時，聲波傳遞到他人的耳朵，使他人了解我們的意圖，這屬于聲信號。信息：談話內(nèi)容信號是表示消息（信息）的物理量，信號是運載消息的工具，是消息的載體。一信號遨游太空的各種無線電波、四通八達(dá)的電話網(wǎng)中的電流等，都可以用來向遠(yuǎn)方表達(dá)各種消息,這屬電信號。信息：電信號里的內(nèi)容信號是載體，我們需要的是載體中的內(nèi)容—信息。一信號人們通過對光、聲、電信號進(jìn)行接收，才知道對方要表達(dá)的消息。模擬信號是指用連續(xù)變化的物理量所表達(dá)的信息，信號的幅度、頻率、相位隨時間作連續(xù)變化，它在一定的時間范圍內(nèi)可以有無限多個不同的取值。二模擬信號二模擬信號思考模擬信號如何模擬呢？二模擬信號1、單一鋼琴定音器產(chǎn)生的聲波，就是簡單的波形，僅僅包括一個單一頻率。單一頻率波形示意圖二模擬信號2、人類或者管風(fēng)琴的聲音產(chǎn)生的聲波，就是復(fù)雜波形，包含了許多不同頻率的組合。多頻率組合波形示意圖模擬信號是傳導(dǎo)能量的一種方式，無論是有線相連的電話，還是無線發(fā)送的廣播電視，都是通過模擬信號來傳遞信息的。二模擬信號聲波通過空氣等介質(zhì)來向遠(yuǎn)處傳送能量，在傳播的過程中，能量會不斷被損耗而逐漸衰減。二模擬信號模擬信號的衰減示意圖數(shù)字信號是對模擬信號進(jìn)行采樣、量化得到的信號，其信號的自變量、因變量都是離散的。在計算機(jī)中，數(shù)字信號的大小常用有限位的二進(jìn)制數(shù)表示。三數(shù)字信號三數(shù)字信號開關(guān)電路中輸出電壓和電流脈沖就是離散的信號。離散的脈沖信號三數(shù)字信號思考模擬信號如何變?yōu)閿?shù)字信號呢？三數(shù)字信號采樣時間上的離散化叫做“采樣”,它把模擬信號變成時間上離散（分離）的采樣信號。模擬信號采樣信號三數(shù)字信號量化模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的過程叫做模數(shù)轉(zhuǎn)換，由ADC(模數(shù)轉(zhuǎn)換器)實現(xiàn)。采樣信號數(shù)字信號三數(shù)字信號對于自然界的信號，我們根據(jù)信號在時間上是否連續(xù)，也可以分為模擬信號與數(shù)字信號。在時間上連續(xù)的信號為模擬信號，在時間上離散的信號為數(shù)字信號。螢火蟲螢火蟲尾部散發(fā)的光是連續(xù)變化的，屬于模擬信號。三數(shù)字信號對于自然界的信號，我們根據(jù)信號在時間上是否連續(xù)，也可以分為模擬信號與數(shù)字信號。在時間上連續(xù)的信號為模擬信號，在時間上離散的信號為數(shù)字信號。紅綠燈紅綠燈的信號是隨著時間分別變化的，屬于數(shù)字信號。四模擬信號與數(shù)字信號的對比模擬信號缺點：1、模擬信號是傳導(dǎo)能量的一種方式，在傳播過程中，能量會不斷被損耗而逐漸減弱。2、模擬信號抗干擾能力與保密性差。模擬信號優(yōu)點：1、模擬信號的信息密度更高，它可以對自然界物理量的真實值進(jìn)行盡可能逼近的描述。2、模擬信號的處理過程更簡單。傳統(tǒng)的有線相連的電話、無線發(fā)送的廣播電視都是通過模擬信號傳遞信息的。模擬信號的優(yōu)點和缺點四模擬信號與數(shù)字信號的對比數(shù)字信號缺點：數(shù)字信號的算法復(fù)雜，處理起來比模擬信號復(fù)雜。數(shù)字信號優(yōu)點:1、數(shù)字信號的抗干擾能力強(qiáng)，有利于存儲、加密與糾錯。2、數(shù)字信號的保密性與可靠性強(qiáng)。現(xiàn)代數(shù)字電視、現(xiàn)代計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)都是通過數(shù)字信號傳遞信息的。數(shù)字信號的優(yōu)點和缺點五課堂練習(xí)1、數(shù)字信號和模擬信號的不同之處是（

）A、數(shù)字信號在大小和時間上連續(xù)，而模擬信號則相反B、數(shù)字信號在大小和時間上均不連續(xù)，而模擬信號則相反C、數(shù)字信號在大小上不連續(xù)，時間上連續(xù)，而模擬信號則相反D、數(shù)字信號在大小上連續(xù)，時間上不連續(xù)，而模擬信號則相反五課堂練習(xí)1、數(shù)字信號和模擬信號的不同之處是（

）A、數(shù)字信號在大小和時間上連續(xù)，而模擬信號則相反B、數(shù)字信號在大小和時間上均不連續(xù)，而模擬信號則相反C、數(shù)字信號在大小上不連續(xù)，時間上連續(xù)，而模擬信號則相反D、數(shù)字信號在大小上連續(xù)，時間上不連續(xù)，而模擬信號則相反B五課堂練習(xí)2、數(shù)字信號相對于模擬信號而言有許多優(yōu)勢，以下不屬于數(shù)字信號優(yōu)勢的是（

)A、方便存儲B、傳輸過程中不容易被干擾C、處理實時性強(qiáng)D、方便壓縮傳輸五課堂練習(xí)2、數(shù)字信號相對于模擬信號而言有許多優(yōu)勢，以下不屬于數(shù)字信號優(yōu)勢的是（

)A、方便存儲B、傳輸過程中不容易被干擾C、處理實時性強(qiáng)D、方便壓縮傳輸本題考查的是數(shù)字信號與模擬信號。1、數(shù)字信號在傳輸過程中，與模擬信號相比，數(shù)字信