1-1625890-2图1.1.1所示为转换过程中各种波形图,图1.1.1(a)所示为模拟电压信号。首先对模拟信号取样。图1.1・1(b)所示为模拟信号通过取样电路后,变成时间离散、幅值连续的取样信号,TO、T1、T2、…为取样时间点。这里,幅值连续是指各取样点的幅值没有量化,仍然与对应的模拟信号的幅值相同,例如图1.1.1(a)和图1.1.1(b)中莎1处的幅值均为模拟量9.15…mⅤ。然后对取样信号进行量化即数字化。选取一个量化单位,将取样信号除以量化单位并取整数结果,得到时间离散、数值也离散的数字量。最后对得到的数字量进行编码,生成用0和1表示的数字信号,如图1.1,1(c)所示。图中以1 mⅤ作为量化单位,对rl处的幅值9.15…mV进行量化,量化后数值为9。该值用8位二进制数表示为00001001。如果取样点足够多,量化单位足够小,数字信号可以较真实地反映模拟信号。关于模数和数模转换的详细讨论见第9章。

数字信号的描述方法

模拟信号的表示方式可以是数学表达式,也可以是波形图等等。数字信号的表示方式可以用二值数字逻辑①,以及由逻辑电平描述的数字波形。

二值数字逻辑和逻辑电平,在数字电路中,可以用0和1组成的二进制数表示数量的大小,也可以用0和1表示两种不同的逻辑状态。当表示数量时,两个二进制数可以进行数值运算,常称为算术运算,将在1.3节介绍。当用0和1描述客观世界存在的彼此相互关联又相互对立的事物时,例如,是与非,真与假,开与关,低与高,通与断等等,这里的0和1不是数值,而是逻辑0和逻辑1。这种只有两种对

立逻辑状态的逻辑关系称为二值数字逻辑或简称数字逻辑。

在电路中,可以很方便地用电子器件的开关来实现二值数字逻辑,也就是以高、低电平分别表示逻辑1和0两种状态。在分析实际数字电路时,考虑的是信号之间的逻辑关系,只要能区另刂 表1.1,2 电压范围与逻辑电平的关系出表示逻辑状态的高、低电平,可以忽略高、低电平的具体数值。表1.1,2所示为一类CMOs器件的电压范围与逻辑电平之间的关系。当信号电压在3.5~5Ⅴ范围内,都表示高电平;在0~1.5Ⅴ范围内,都表示低电平。这些表示数字电压的高、低电平通常称为逻辑电平②c.应当注意.逻辑电平不是物理量,而是物理量的相对表示。

图1,1.2所示为用逻辑电平描述的数字波形.