(2015.4.15)第八章+信号与信息技术-第三节课8.7~8.9+习...

1、执业资格考试 （信号与信息技术） 公共基础部分邮箱:主讲老师：陈敬德Tankertanker DesignTankertanker Design上节课内容回顾大纲要求：大纲要求：理解放大器对模拟信号的增强、滤波和变换作用以及由此带来的失真问题理解放大器对模拟信号的增强、滤波和变换作用以及由此带来的失真问题（包括非线性失真、频率失真）；（包括非线性失真、频率失真）；对数字信号可以描述数值信息，符号信息及逻辑信息，对数字信号可以描述数值信息，符号信息及逻辑信息，模拟信号滤波（三种）模拟信号增强（放大器、非线性失真、线性失真）模拟信号变换数值信息符号信息逻辑信息8.5 模拟信号处理8.6 数字信号与

2、信息Tankertanker DesignTankertanker DesignTankertanker DesignTankertanker DesignTankertanker DesignTankertanker DesignTankertanker DesignTankertanker Design【2011年真题】99. 将二进制数11001转换成相应的十进制数，其正确结果是：（ ）。（A）25 （B）32 （C）24 （D）22Tankertanker DesignTankertanker Design【2009年真题】88. 数字信号如图所示，如果用其表示数值，那么，该数字信号表

3、示的数量是：（ ）。（A）3个0和3个1 （B）一万零一十一（C）3 （D）19Tankertanker DesignTankertanker Design【2009年真题】91.模拟信号放大器是完成对输入模拟量：（ ）。（A）幅度的放大 （B）频率的放大（C）幅度和频率的放大 （D）低频成分的放大Tankertanker DesignTankertanker Design【2007年真题】91.在不同进制的数中，下列最小的数是：（ ）。（A） （B） （C） （D） 1012521101011834716FFTankertanker DesignTankertanker Design家庭作业

4、【2005年真题】90. 与十进制数254等值的二进制数是：（ ）。（A）11111110 （B）11011111（C）11110111 （D）11011101【答案】A2542012721 6321 3121 1521 721 3211Tankertanker DesignTankertanker Design家庭作业1、高通滤波器的阻带是指（ ）。 A 频率范围（ 0 ，fH） B 频率范围（fH，） C 频率范围（ 0 ，fL） D 频率范围（fL，） 【答案】CTankertanker DesignTankertanker Design家庭作业2、模拟信号处理的核心技术问题是（ ）。

5、A 信号的放大 B 信号的滤波 C 信号的整形 D 信号的变换【答案】BTankertanker DesignTankertanker Design8.1 信号与信息8.2 信号的分类8.3 模拟信号与信息8.4 模拟信号描述方法8.5 模拟信号处理8.6 数字信号与信息复习指导：复习指导： 理解信号与信息的关系；能区理解信号与信息的关系；能区分不同类型的信号；了解模拟信分不同类型的信号；了解模拟信号的描述方法，掌握模拟信号的号的描述方法，掌握模拟信号的频谱特性；理解放大器对模拟信频谱特性；理解放大器对模拟信号的增强、滤波和变换作用以及号的增强、滤波和变换作用以及由此带来的失真问题（包括非线由

6、此带来的失真问题（包括非线性失真、频率失真）；对数字信性失真、频率失真）；对数字信号可以描述数值信息，符号信息号可以描述数值信息，符号信息及逻辑信息，及逻辑信息，掌握掌握它们的编码方它们的编码方式及其相应的运算。式及其相应的运算。8 信号与信息技术8.7 数字信号的逻辑编码与逻辑演算8.8 数字信号的数值编码与数值运算8.9 数字信号的显示编码Tankertanker DesignTankertanker Design大纲要求：大纲要求：掌握数字信号的逻辑编码、数值编码及相应的运算逻辑编码运算法则逻辑函数简化逻辑演算数值计算本节课程内容8.7 数字信号的逻辑编码与逻辑演算8.8 数字信号的数值

7、编码与数值运算8.9 数字信号的显示编码数值显示Tankertanker DesignTankertanker Design8.7 数字信号的逻辑编码与逻辑演算111 , 101110 , 000Tankertanker DesignTankertanker Design逻辑编码采用逻辑编码采用”0”0”和和”1”1”。分别称为逻辑。分别称为逻辑“0”0”和逻和逻辑辑“1”1”。这里。这里“0”0”和和“1”1”并不表示数量的大小，而并不表示数量的大小，而是表示两种相互对立的逻辑状态。是表示两种相互对立的逻辑状态。逻辑编码所表示的是逻辑关系，而不是数量关系。逻辑编码所表示的是逻辑关系，而不是数

8、量关系。111 , 101110 , 0001 1、数字信号与逻辑编码、数字信号与逻辑编码 Tankertanker DesignTankertanker Design计算中世界中数据的基本类型：计算中世界中数据的基本类型：实数型实数型整数型整数型字符型字符型布尔型：布尔型：booleanboolean， false false（假）和（假）和truetrue（真）。且（真）。且falsefalse的代码为的代码为0 0，truetrue的代码是的代码是1 1。所以数字信号的逻辑编码和演算也称之为所以数字信号的逻辑编码和演算也称之为逻辑代数逻辑代数或或布布尔代数尔代数逻辑代数体系中所涉及的问题

9、逻辑代数体系中所涉及的问题1 1、数字信号与逻辑编码、数字信号与逻辑编码 Tankertanker DesignTankertanker Design逻辑变量：用大写英文字母逻辑变量：用大写英文字母ABCXYZABCXYZ表示表示逻辑变量的取值：逻辑变量的取值：0 1 0 1 （0 0表示表示“假（假（F F）”，1 1表示表示“真（真（T T）” ” ）运算符运算符“+ +”表示逻辑表示逻辑“或或”运算，称为运算，称为“逻辑加逻辑加”“”表示逻辑表示逻辑“与与”运算，称为运算，称为“逻辑乘逻辑乘”（可省略）（可省略）求反运算：在变量上方加一横杠表示，如求反运算：在变量上方加一横杠表示，如（1

10、）符号 BA教学目的：掌握逻辑编码的方式和运算教学目的：掌握逻辑编码的方式和运算对应教材第对应教材第640640页页Tankertanker DesignTankertanker Design逻辑变量：用大写英文字母逻辑变量：用大写英文字母ABCXYZABCXYZ表示表示逻辑变量的取值：逻辑变量的取值：0 1 0 1 （0 0表示表示“假（假（F F）”，1 1表示表示“真（真（T T）” ” ）（1）符号 教学目的：掌握逻辑编码的方式和运算教学目的：掌握逻辑编码的方式和运算对应教材第对应教材第640640页页A布尔代数符号Tankertanker DesignTankertanker Des

11、ign例如：复合命题例如：复合命题“开关开关A A和开关和开关B B都闭合，电路都闭合，电路Y Y接通接通”如何用如何用逻辑函数表达式逻辑函数表达式表示？表示？逻辑函数表达式：原子命题（逻辑函数表达式：原子命题（A A、B B）和复合命题）和复合命题Y Y之间之间的演绎推理关系建立起来的等式，即：的演绎推理关系建立起来的等式，即：自然语言中：如果自然语言中：如果则则 （前提）（结论）（前提）（结论） 前提前提= =结论结论（2）逻辑表达式 教学目的：掌握逻辑编码的方式和运算教学目的：掌握逻辑编码的方式和运算对应教材第对应教材第640640页页Tankertanker DesignTankert

12、anker Design例如：复合命题例如：复合命题“开关开关A A和开关和开关B B都闭合，电路都闭合，电路Y Y接通接通”如何用如何用逻辑函数表达式逻辑函数表达式表示？表示？AB=Y教学目的：掌握逻辑编码的方式和运算教学目的：掌握逻辑编码的方式和运算对应教材第对应教材第640640页页给变量带入数值后的真值表（2）逻辑表达式 Tankertanker DesignTankertanker Design例如：复合命题例如：复合命题“开关开关A A和开关和开关B B都闭合，电路都闭合，电路Y Y接通接通”如何用如何用逻辑函数表达式逻辑函数表达式表示？表示？AB=Y教学目的：掌握逻辑编码的方式和

13、运算教学目的：掌握逻辑编码的方式和运算对应教材第对应教材第640640页页给变量带入数值后的真值表（2）逻辑表达式 Tankertanker DesignTankertanker Design当逻辑函数表达式是当逻辑函数表达式是A+B=SA+B=S，二进制数加法真值表是如，二进制数加法真值表是如何变化的呢？何变化的呢？教学目的：掌握逻辑编码的方式和运算教学目的：掌握逻辑编码的方式和运算二进制数加法真值表（2）逻辑表达式 Tankertanker DesignTankertanker Design当逻辑函数表达式是当逻辑函数表达式是A+B=SA+B=S，二进制数加法真值表是如，二进制数加法真值表

14、是如何变化的呢？何变化的呢？教学目的：掌握逻辑编码的方式和运算教学目的：掌握逻辑编码的方式和运算二进制数加法真值表（2）逻辑表达式 Tankertanker DesignTankertanker Design与运算与运算或运算或运算非运算（求反运算）非运算（求反运算）教学目的：掌握逻辑编码的方式和运算教学目的：掌握逻辑编码的方式和运算2 2、基本运算法则、基本运算法则Tankertanker DesignTankertanker Design常用的基本运算法则：常用的基本运算法则：教学目的：掌握逻辑编码的方式和运算教学目的：掌握逻辑编码的方式和运算1、常量之间的逻辑关系、常量之间的逻辑关系11

15、1001100000000 11 011 11 0110与运算或运算 非运算2、变量和常量之间的逻辑关系、变量和常量之间的逻辑关系01律：律：1100AA自等律：自等律：AAAA01重叠律：重叠律：AAAAAA10AAAA互补律：互补律：2 2、基本运算法则、基本运算法则Tankertanker DesignTankertanker Design教学目的：掌握逻辑编码的方式和运算教学目的：掌握逻辑编码的方式和运算3、与普通代数相似的运算法则、与普通代数相似的运算法则交换律：交换律：ABBAABBA结合律：结合律：)()()()(CBACBACBACBA分配律：分配律：)()(CABABCAAC

16、ABCBA4、逻辑代数中的特殊规律、逻辑代数中的特殊规律反演律：反演律：A BABABA B还原律：还原律：AA 吸收率：吸收率：()AABABAABA ABA2 2、基本运算法则、基本运算法则Tankertanker DesignTankertanker Design教学目的：掌握逻辑编码的方式和运算教学目的：掌握逻辑编码的方式和运算反演律：反演律：A BABABA B2 2、基本运算法则、基本运算法则Tankertanker DesignTankertanker Design教学目的：掌握逻辑编码的方式和运算教学目的：掌握逻辑编码的方式和运算【例【例8.7-1】运用逻辑代数运算法则化简下列

17、逻辑函数：】运用逻辑代数运算法则化简下列逻辑函数：(1)(2)FACABABCDFABCABCABCABC3 3、逻辑函数化简、逻辑函数化简Tankertanker DesignTankertanker Design教学目的：掌握逻辑编码的方式和运算教学目的：掌握逻辑编码的方式和运算对应教材第对应教材第64642 2页页【例【例8.7-1】运用逻辑代数运算法则化简下列逻辑函数：】运用逻辑代数运算法则化简下列逻辑函数：(1)(2)FACABABCDFABCABCABCABC解：解：3 3、逻辑函数化简、逻辑函数化简Tankertanker DesignTankertanker Design教学目

18、的：掌握逻辑编码的方式和运算教学目的：掌握逻辑编码的方式和运算对应教材第对应教材第64642 2页页【例【例8.7-1】运用逻辑代数运算法则化简下列逻辑函数：】运用逻辑代数运算法则化简下列逻辑函数：(1)(2)FACABABCDFABCABCABCABC解：解：3 3、逻辑函数化简、逻辑函数化简Tankertanker DesignTankertanker Design教学目的：掌握逻辑编码的方式和运算教学目的：掌握逻辑编码的方式和运算对应教材第对应教材第64643 3页页【例【例8.7-2】逻辑函数】逻辑函数 的化简结果为（的化简结果为（ ）(A)F=XY+Y (B)F=Y(C)F=XY+Y

19、Z+Y (D)F=XY+Y2+YZ+Y()()FXXYY YZY3 3、逻辑函数化简、逻辑函数化简Tankertanker DesignTankertanker Design教学目的：掌握逻辑编码的方式和运算教学目的：掌握逻辑编码的方式和运算对应教材第对应教材第64643 3页页【例【例8.7-2】逻辑函数】逻辑函数 的化简结果为（的化简结果为（ B ）(A)F=XY+Y (B)F=Y(C)F=XY+YZ+Y (D)F=XY+Y2+YZ+Y()()FXXYY YZY3 3、逻辑函数化简、逻辑函数化简Tankertanker DesignTankertanker Design教学目的：掌握逻辑编

20、码的方式和运算教学目的：掌握逻辑编码的方式和运算对应教材第对应教材第64643 3页页信号的高位（信号的高位（5V）和低位（）和低位（0V）分别表示命题取值真（）分别表示命题取值真（1）假（）假（0），下图），下图是信号是信号A和和B之间进行之间进行“与与”“”“或或”“”“非非”基本逻辑运算的结果：基本逻辑运算的结果：4 4、数字信号的逻辑演算、数字信号的逻辑演算 AB?A?BTankertanker DesignTankertanker Design教学目的：掌握逻辑编码的方式和运算教学目的：掌握逻辑编码的方式和运算对应教材第对应教材第64643 3页页信号的高位（信号的高位（5V）和低位

21、（）和低位（0V）分别表示命题取值真（）分别表示命题取值真（1）假（）假（0），下图），下图是信号是信号A和和B之间进行之间进行“与与”“”“或或”“”“非非”基本逻辑运算的结果：基本逻辑运算的结果：4 4、数字信号的逻辑演算、数字信号的逻辑演算 AB?A?BTankertanker DesignTankertanker Design教学目的：掌握逻辑编码的方式和运算教学目的：掌握逻辑编码的方式和运算对应教材第对应教材第64643 3页页信号的高位（信号的高位（5V）和低位（）和低位（0V）分别表示命题取值真（）分别表示命题取值真（1）假（）假（0），下图），下图是信号是信号A和和B之间进行之

22、间进行“与与”“”“或或”“”“非非”基本逻辑运算的结果：基本逻辑运算的结果：4 4、数字信号的逻辑演算、数字信号的逻辑演算 AB?ABABTankertanker DesignTankertanker Design教学目的：掌握逻辑编码的方式和运算教学目的：掌握逻辑编码的方式和运算对应教材第对应教材第64643 3页页信号的高位（信号的高位（5V）和低位（）和低位（0V）分别表示命题取值真（）分别表示命题取值真（1）假（）假（0），下图），下图是信号是信号A和和B之间进行之间进行“与与”“”“或或”“”“非非”基本逻辑运算的结果：基本逻辑运算的结果：4 4、数字信号的逻辑演算、数字信号的逻辑

23、演算 AB?ABABTankertanker DesignTankertanker Design8.8 数字信号的数值编码与数值运算加法加法减法减法乘法乘法除法除法Tankertanker DesignTankertanker Design（1）加法“逢二进一逢二进一”请计算：请计算：111+110111+110Tankertanker DesignTankertanker Design（1）加法“逢二进一逢二进一” 1 1 1 1 1 1 + 1 1 0 + 1 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1Tankertanker DesignTankertanker Design（2）减法补码：

24、补码：一个二进制数的补码一个二进制数的补码 等于这个数的反码加等于这个数的反码加1 1请计算请计算1110-10101110-1010【解析】【解析】1 1、求被减数的补码、求被减数的补码2 2、将减法运算化为被减数和减数补码之间的加法运算（、将减法运算化为被减数和减数补码之间的加法运算（结结果要舍去进位果要舍去进位）Tankertanker DesignTankertanker Design（2）减法补码：补码：一个二进制数的补码一个二进制数的补码 等于这个数的反码加等于这个数的反码加1 1请计算请计算1110-10101110-10101110-1010=1110+1110-1010=11

25、10+（-1010-1010） =1110+0110 =1110+0110 = =（1 1）01000100Tankertanker DesignTankertanker Design练一练【例【例8.8-18.8-1】如图】如图8.8-18.8-1所示所示X X、Y Y信号，如下选项中完成信号，如下选项中完成F=X-YF=X-Y数值运算的是（数值运算的是（ ）Tankertanker DesignTankertanker Design练一练【例【例8.8-18.8-1】如图】如图8.8-18.8-1所示所示X X、Y Y信号，如下选项中完成信号，如下选项中完成F=X-YF=X-Y数值运算的是

26、（数值运算的是（ C C ）Tankertanker DesignTankertanker Design（3）乘法“左移左移相加相加”运算规则：运算规则：00=000=0、01=001=0、10=110=1、11=111=1 1 1 1 1 1 1+ 1 1 0+ 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0Tankertanker DesignTankertanker Design（4）除法“右移右移相减相减”Tankertanker DesignTankertanker Design8.9 数字信号的显示

27、编码Tankertanker DesignTankertanker Design教学目的：掌握数字信号的显示编码教学目的：掌握数字信号的显示编码对应教材第对应教材第64645 5页页二二十进制编码：十进制编码：用4位二进制编码来表示十进制编码中的09十个数码，即采用4bit单元组来表示09十个数字1、二十进制编码8421BCD码，8421分别代表每位的权值Tankertanker DesignTankertanker Design教学目的：掌握数字信号的显示编码教学目的：掌握数字信号的显示编码对应教材第对应教材第64645 5页页二进制码和二进制码和8421BCD8421BCD码是不同的，例如

28、：码是不同的，例如：二进制二进制0001110000011100代表的十进制数是代表的十进制数是2828：这个数在这个数在8421BCD8421BCD编码中是没有意义的：编码中是没有意义的：110011001、二十进制编码8421BCD码，8421分别代表每位的权值012340011122222Tankertanker DesignTankertanker Design练一练【例【例8.9-18.9-1】十进制数】十进制数7 7的的8421BCD8421BCD码是（码是（ ）（A）0111 （B）1110（C）0110 （D）111Tankertanker DesignTankertanker

29、 Design练一练【例【例8.9-18.9-1】十进制数】十进制数7 7的的8421BCD8421BCD码是（码是（ ）（A）0111 （B）1110（C）0110 （D）111【解析】8421代表四位二进制码从高至低位的权值，所以（0111）2=80+41+21+11=(7)10Tankertanker DesignTankertanker Design教学目的：掌握数字信号的显示编码教学目的：掌握数字信号的显示编码对应教材第对应教材第64645 5页页为了便于人们用十进制数值直接识别二进制数，引入了七段为了便于人们用十进制数值直接识别二进制数，引入了七段数码显示器：数码显示器：2、二十进

30、制译码（七段数码显示器）agag为七个数码管，通过控制不同为七个数码管，通过控制不同管的亮与不亮（管的亮与不亮（5V5V数码管亮，数码管亮，0V0V数码管不亮），可显示不同的数数码管不亮），可显示不同的数字字Tankertanker DesignTankertanker Design教学目的：掌握数字信号的显示编码教学目的：掌握数字信号的显示编码对应教材第对应教材第64645 5页页如图中显示的数据如图中显示的数据“5”“5”，相应的代码为？，相应的代码为？2、二十进制译码（七段数码显示器）a b c d e f ga b c d e f g5V 0V 5V 5V 0V 5V 5V5V 0V

31、5V 5V 0V 5V 5V1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 000 01011011011模数变换器（A/D转换器）Tankertanker DesignTankertanker Design大纲要求：大纲要求：掌握数字信号的逻辑编码、数值编码及相应的运算逻辑编码运算法则逻辑函数简化逻辑演算数值计算课程回顾8.7 数字信号的逻辑编码与逻辑演算8.8 数字信号的数值编码与数值运算8.9 数字信号的显示编码数值显示Tankertanker DesignTankertanker Design仿真习题Tankertanker DesignTankertanker Design仿

32、真习题【参考答案】CTankertanker DesignTankertanker Design仿真习题Tankertanker DesignTankertanker Design仿真习题【参考答案】BTankertanker DesignTankertanker Design仿真习题Tankertanker DesignTankertanker Design仿真习题【参考答案】D随着周期的加长，各次谐波之间的距离在减小，谱线密度变大Tankertanker DesignTankertanker Design周期信号的特性：频谱是离散的，其谱线只出现在周期信号频率的整数倍上；随着信号周期的加长

33、，各次谐波之间的距离在减小，谱线变密；各条幅值谱线的高度随谐波次数的增大而减小；任何周期信号都有自己的离散形式的频谱，不同的周期信号，它们的频谱分布也不同。Tankertanker DesignTankertanker Design仿真习题Tankertanker DesignTankertanker Design仿真习题【参考答案】B【解析】电容的阻抗为1/2fc（公式）电路中的总电阻Rx = 1/(2fc) + R i = Ui/Rx;Ui=（1/(2fc)+R）*i = Uf + Uo; U0是固定值，而Uf随着f的变化而变化UiUoTankertanker DesignTankerta

34、nker Design仿真习题Tankertanker DesignTankertanker Design仿真习题【参考答案】DTankertanker DesignTankertanker Design仿真习题Tankertanker DesignTankertanker Design仿真习题Tankertanker DesignTankertanker Design仿真习题【参考答案】CTankertanker DesignTankertanker Design仿真习题Tankertanker DesignTankertanker Design仿真习题【参考答案】DTankertanker

35、 DesignTankertanker Design仿真习题Tankertanker DesignTankertanker Design仿真习题【参考答案】BTankertanker DesignTankertanker Design仿真习题Tankertanker DesignTankertanker Design仿真习题【参考答案】B【解析】右图为微分电路，那么：排除C、D 又因为3RCT/2ii0(U)dtdu其中为放大后的方波信号iUCRuTankertanker DesignTankertanker DesignTankertanker DesignTankertanker Desi

36、gn仿真习题Tankertanker DesignTankertanker Design仿真习题【参考答案】CTankertanker DesignTankertanker Design仿真习题Tankertanker DesignTankertanker Design仿真习题【参考答案】CTankertanker DesignTankertanker Design仿真习题Tankertanker DesignTankertanker Design仿真习题【参考答案】DTankertanker DesignTankertanker Design仿真习题Tankertanker DesignTa

37、nkertanker Design仿真习题【参考答案】A周期函数的模拟信号的频谱是离散函数Tankertanker DesignTankertanker Design仿真习题Tankertanker DesignTankertanker Design仿真习题【参考答案】DTankertanker DesignTankertanker Design仿真习题Tankertanker DesignTankertanker Design仿真习题【参考答案】B020+021+122+023+124+125+026=52Tankertanker DesignTankertanker Design仿真习题T

38、ankertanker DesignTankertanker Design仿真习题【参考答案】A权值分别为8 4 2 1 Tankertanker DesignTankertanker Design仿真习题Tankertanker DesignTankertanker Design仿真习题【参考答案】ATankertanker DesignTankertanker Design仿真习题Tankertanker DesignTankertanker Design仿真习题【参考答案】CTankertanker DesignTankertanker Design仿真习题Tankertanker De

39、signTankertanker Design仿真习题【参考答案】DTankertanker DesignTankertanker Design仿真习题Tankertanker DesignTankertanker Design仿真习题【参考答案】BTankertanker DesignTankertanker Design仿真习题Tankertanker DesignTankertanker Design仿真习题【参考答案】CTankertanker DesignTankertanker Design仿真习题Tankertanker DesignTankertanker Design仿真习题【参考答案】BTankertanker DesignTankertanker Design仿真习题Tankertanker DesignTankertanker Design仿真习题【参考答案】CTankertanker