1-1625890-2圖1.1.1所示為轉(zhuǎn)換過程中各種波形圖,圖1.1.1(a)所示為模擬電壓信號。首先對模擬信號取樣。圖1.1・1(b)所示為模擬信號通過取樣電路后,變成時間離散、幅值連續(xù)的取樣信號,TO、T1、T2、…為取樣時間點。這里,幅值連續(xù)是指各取樣點的幅值沒有量化,仍然與對應的模擬信號的幅值相同,例如圖1.1.1(a)和圖1.1.1(b)中莎1處的幅值均為模擬量9.15…mⅤ。然后對取樣信號進行量化即數(shù)字化。選取一個量化單位,將取樣信號除以量化單位并取整數(shù)結(jié)果,得到時間離散、數(shù)值也離散的數(shù)字量。最后對得到的數(shù)字量進行編碼,生成用0和1表示的數(shù)字信號,如圖1.1,1(c)所示。圖中以1 mⅤ作為量化單位,對rl處的幅值9.15…mV進行量化,量化后數(shù)值為9。該值用8位二進制數(shù)表示為00001001。如果取樣點足夠多,量化單位足夠小,數(shù)字信號可以較真實地反映模擬信號。關(guān)于模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換的詳細討論見第9章。

數(shù)字信號的描述方法

模擬信號的表示方式可以是數(shù)學表達式,也可以是波形圖等等。數(shù)字信號的表示方式可以用二值數(shù)字邏輯①,以及由邏輯電平描述的數(shù)字波形。

二值數(shù)字邏輯和邏輯電平,在數(shù)字電路中,可以用0和1組成的二進制數(shù)表示數(shù)量的大小,也可以用0和1表示兩種不同的邏輯狀態(tài)。當表示數(shù)量時,兩個二進制數(shù)可以進行數(shù)值運算,常稱為算術(shù)運算,將在1.3節(jié)介紹。當用0和1描述客觀世界存在的彼此相互關(guān)聯(lián)又相互對立的事物時,例如,是與非,真與假,開與關(guān),低與高,通與斷等等,這里的0和1不是數(shù)值,而是邏輯0和邏輯1。這種只有兩種對

立邏輯狀態(tài)的邏輯關(guān)系稱為二值數(shù)字邏輯或簡稱數(shù)字邏輯。

在電路中,可以很方便地用電子器件的開關(guān)來實現(xiàn)二值數(shù)字邏輯,也就是以高、低電平分別表示邏輯1和0兩種狀態(tài)。在分析實際數(shù)字電路時,考慮的是信號之間的邏輯關(guān)系,只要能區(qū)另刂 表1.1,2 電壓范圍與邏輯電平的關(guān)系出表示邏輯狀態(tài)的高、低電平,可以忽略高、低電平的具體數(shù)值。表1.1,2所示為一類CMOs器件的電壓范圍與邏輯電平之間的關(guān)系。當信號電壓在3.5~5Ⅴ范圍內(nèi),都表示高電平;在0~1.5Ⅴ范圍內(nèi),都表示低電平。這些表示數(shù)字電壓的高、低電平通常稱為邏輯電平②c.應當注意.邏輯電平不是物理量,而是物理量的相對表示。

圖1,1.2所示為用邏輯電平描述的數(shù)字波形.