數(shù)字信號概述

一、什么是數(shù)字信號

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

方法二在被測電動機(jī)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(biāo)記），用光源照射。電動機(jī)每轉(zhuǎn)一周，光電管被照射一次，就輸出一個(gè)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(shí)，測速發(fā)電機(jī)輸出的電壓信號，其大小是隨電動機(jī)的轉(zhuǎn)速而變化的，在時(shí)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(shí)，光電轉(zhuǎn)換所得到的信號在幅度上是離散的，在時(shí)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(dǎo)通來實(shí)現(xiàn)。

二、數(shù)字信號的特點(diǎn)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(shí)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(qiáng)。2.抗干擾能力強(qiáng)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(yīng)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(jìn)行數(shù)值運(yùn)算，還可以進(jìn)行邏輯判斷和運(yùn)算，這在控制系統(tǒng)中有廣泛應(yīng)用。因?yàn)閿?shù)字信號具有上述的優(yōu)點(diǎn)，所以在計(jì)算機(jī)、工業(yè)控制和民用等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。4.可進(jìn)行邏輯判斷和運(yùn)算數(shù)制是進(jìn)位計(jì)數(shù)的方法。如圖所示為目前人們普遍適用的計(jì)算器，按鍵輸入十進(jìn)制數(shù)，計(jì)算器將其轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)后進(jìn)行運(yùn)算，然后再將二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)，最后顯示十進(jìn)制數(shù)。

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

十進(jìn)制數(shù)有10個(gè)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(jìn)制數(shù)的計(jì)數(shù)規(guī)律是“逢十進(jìn)一”。

權(quán)是表示數(shù)碼在數(shù)中處于不同位置時(shí)其數(shù)值的大小。在數(shù)字電路中，常用的數(shù)制有十進(jìn)制、二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制等。這里，我們討論十進(jìn)制和二進(jìn)制。（1）十進(jìn)制二進(jìn)制數(shù)只有兩個(gè)數(shù)碼：0和1，它的基數(shù)為2，計(jì)數(shù)規(guī)律是“逢二進(jìn)一”。四位二進(jìn)制數(shù)的權(quán)分別為8、4、2、1。（2）二進(jìn)制

2．十進(jìn)制數(shù)和二進(jìn)制數(shù)間的轉(zhuǎn)換

方法：乘權(quán)相加法，即將相應(yīng)二進(jìn)制數(shù)按權(quán)展開，然后各項(xiàng)相加，其結(jié)果就是對應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)。如：（1000110）2=1

26+1

22+1

21=（70）10（1）二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)（2）十進(jìn)制轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制方法：除2取余倒排法，即不斷地用2去除某個(gè)十進(jìn)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(jìn)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(jìn)制數(shù)等值的二進(jìn)制數(shù)了。如：（396）10=（

）2所以，（396）10=（

110001100）22．編碼

（1）二進(jìn)制代碼

數(shù)字系統(tǒng)的信息通常采用多位二進(jìn)制數(shù)表示，稱為二進(jìn)制代碼。一個(gè)二進(jìn)制數(shù)有1和0兩個(gè)代碼，可以表示兩個(gè)信息，n位二級制代碼可以表示2n個(gè)不同的信息。如果需要編碼的信息有N項(xiàng)，則應(yīng)滿足N≤2n。對于數(shù)字技術(shù)的編碼，不同的編碼方式成為碼制。常用的碼制有二進(jìn)制碼、BCD碼、格雷碼等。（2）BCD碼用二進(jìn)制數(shù)表示十進(jìn)制數(shù)的編碼方式成為二—十進(jìn)制編碼，簡稱BCD碼。由于十進(jìn)制數(shù)有十個(gè)（0~9）不同的數(shù)碼，而4位二進(jìn)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(jìn)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(quán)碼，可以用四位二進(jìn)制數(shù)表示一位十進(jìn)制數(shù)，其權(quán)分別為8、4、2、1。十進(jìn)制數(shù)十個(gè)代碼的BCD碼見表。如：（396）10=（001110