1.3模拟信号和数字信号P

1绪论本章内容

1.1信号

1.2信号的频谱

1.3模拟信号和数字信号

1.4放大电路模型

1.5放大电路的主要性能指标1绪论本章要求

1.

了解信号的概念及信号源的等效电路。

2.了解信号的时域表示及频域表示。

3.熟悉模拟信号和模拟电路。

4.熟悉放大电路的四种模型。5.熟悉放大电路的主要性能指标。1

绪论重点难点

重点：模拟信号和模拟电路，放大电路的四种模型，放大电路的主要性能指标。

难点：放大电路的四种模型，放大电路的主要性能指标。1.3模拟信号和数字信号本节内容

1.信号的分类

2.电子电路的分类

了解信号的分类及电子电路的分类。

1.3模拟信号和数字信号本节要求1.3模拟信号和数字信号重点难点

重点：信号的分类及电子电路的分类。

难点：信号的分类。

1.3模拟信号和数字信号1.信号的分类1)连续信号

信号按时间的取值方式

[

连续、离散

(

不连续

)

]

和数值的取值方式

(

连续、离散

)

分四类。

时间上连续：信号在任意时刻有一个对应的值(可有有限个间断点)

；数值上可连续：可以是在一定范围内的任意值，也可离散：只能是有限集合中的一个值。0tvAv

=0

t

≤

0-A

t

≥

0+v0tA1A2模拟信号是连续信号的特例。实际应用中连续信号和模拟信号两个名称常通用。1.3模拟信号和数字信号2)模拟信号

时间上连续：信号在任意时刻有一个对应的值(可有有限个间断点)

；数值上也连续：可以是在一定范围内的任意值。模拟信号是模仿比较客观世界物理量的信号。-Vm0tvVm0

tvVm1.3模拟信号和数字信号在自然界中遇到的待处理信号相当多是模拟信号，如正弦电压、直流电流、图像、声音、温度、湿度、压力、速度、加速度、转速、水位等。

例1：某处的气温

T

随时间

t

连续变化，变化过程中的任何一个取值都有具体的物理意义。

例2：某范围的风速

v

随距离

l

连续变化，变化过程中的任何一个取值都有具体的物理意义。0tT/℃0lv/m/sv-2-10123k

3a

a

2a

时间上离散：只在某些时刻有定义，其余时间没有定义，即信号只在某些规定的不连续的时刻有确定的值；数值上可连续：可以是在一定范围内的任意值，也可离散：只能是有限集合中的一个值。1.3模拟信号和数字信号3)离散信号

v

=A/2

k

≤

0A

k

＞

0v

=0

k

＜

0ak

k

≥

0不同的a

，

数值连续v-2-10123kAA/2

时间上离散：只在某些时刻有定义，其余时间没有定义，即信号只在某些规定的不连续的时刻有确定的值；数值上也离散：只能是有限集合中的一个值，大小是量化单位

△

(

最小量值

)

的整数倍。1.3模拟信号和数字信号4)数字信号

数字信号是离散信号的特例。实际应用中离散信号和数字信号两个名称常不区分。v-2-10123k

3△△

2△v-2-10123k120607080910M/人k/年份100010501100115011001.3模拟信号和数字信号在生活、工作中也有很多数字信号，如物件个数、字数、页数、台阶数、楼层数、开关位置、电子表计时数、数字表盘读数、通过某处汽车数、流水线上零件数等。

例1：某小区的人口数

M

随时间

k

离散变化，最小数量单位是1，代表一个人，小于1的数值没有物理意义。

例2：某路旁树的总棵数

N

随距离s离散变化，最小数量单位是1，代表一棵树，小于1的数值没有物理意义。0100200300400N/棵s/米812041621.3模拟信号和数字信号2.电子电路的分类1)模拟和数字电路

(1)模拟电路

处理模拟信号的电子电路。如充电器、扩音机。按照工作信号的性质，电子电路可分成：

特点：可用精确的值表示物理量和逼近真实世界，电路较简单；难以度量，不易传输，易受噪声的干扰，难以存储，要不失真地放大信号对电路参数的要求较严格。1.3模拟信号和数字信号(2)数字电路

处理数字信号的电子电路。如、mp3、电脑。

处理：传输、放大、产生、变换、运算、存储等。

特点：抗干扰能力强、可靠性高、稳定性好，结构简单、容易制造、便于集成，便于存取、传输、加密，易处理速率低的信号，灵活性好，精度高，可进行逻辑推理、思维和判断；高速时实现困难，处理模拟信号时需要模

/数转换器，模/数转换会带来量化误差、要牺牲带宽。1.3模拟信号和数字信号由于数字系统的优点，数字系统

(

更多是模/数混合系统—模拟系统与数字系统联合应用)逐渐代替模拟系统。人们提出了“数字地球〞、“数字化世界〞、“数字化生存〞等概念，数字技术逐步渗透到人类生活和工作的各个角落，使人类生活和工作的质量得到很大提高。1.3模拟信号和数字信号

但是数字电路是建立在模拟电子技术根底之上的，它不能完全取代模拟电路。(1)客观世界中待处理的信号相当多是模拟信号，需经模

/

数转换器，把模拟信号变成数字信号后，再由数字电路处理。(2)实际使用的信号很多是模拟信号，需经数/模转换器，把数字信号变成模拟信号后，再由模拟电路处理。

(3)因为数字电路的工作速度不够高，信号频率很高时还只能由模拟电路处理。(4)数字电路不能放大微弱信号，还得需要模拟电路对其进行放大。(5)模拟电路易实现各种非线性电路，如乘法器等。1.3模拟信号和数字信号(6)数字信号通过载波在各种传输介质中传播，主要应用模拟信号。完整的电子系统通常是模拟/数字混合系统，模拟电路的性能严重地影响整个系统的性能，最正确地协调模拟与数字部件已成为系统设计师的重要任务。(7)在控制系统中，由于集成电路输出功率有限，往往需要配置驱动电路，才能驱动执行机构动作。1.3模拟信号和数字信号电子系统举例:传感器压力1压力2温度1温度2......放大滤波叠加组合数模转换电路模数转换电路计算机数据处理......驱动电路......驱动电路驱动电路驱动电路传感器传感器传感器执行机构执行机构执行机构执行机构模拟电子技术数字信号处理模拟电子技术压力1压力2温度1温度2...压力1压力2温度1温度2...传感器...传感器传感器传感器...放大滤波叠加组合数模转换电路模数转换电路计算机数据处理...驱动电路...驱动电路驱动电路驱动电路...执行机构执行机构执行机构执行机构模拟电子技术数字信号处理模拟电子技术1.3模拟信号和数字信号2)低频、高频和微波电路按照工作信号的频率，电子电路可分成：(1)低频电路处理低频信号的电子电路。低频：频率低于

300

kHz。语音、生物电、地震和机械振动的电信号等都属于低频信号。

(2)高频电路处理高频信号的电子电路。高频：频率在300kHz~300MHz之间。播送、电视和短波通信等无线电信号都属于高频信号。

(3)微波电路处理微波信号的电子电路。1.3模拟信号和数字信号

微波：频率高于

300

MHz

(

波长小于1m

)。微波中继通信、移动通信、卫星电视、雷达和导航等无线电信号都属于微波信号。1.3模拟信号和数字信号频段或波段：对频率或波长的分段。1.3模拟信号和数字信号3)线性和非线性电路(1)线性电路由线性元器件组成的电子电路。如双极型三极管放大电路、场效应管放大电路、差动放大电路、集成运算放大电路、负反响放大器、直流稳压电路、有源滤波电路、小信号调谐放大器等。(2)非线性电路含有非线性元器件的电子电路。如功率放大电路、谐振功率放大电路、正弦波振荡电路、模拟乘法器、振幅调制与解调电路、混频电路、角度调制与解调电路、数字调制与解调电路、锁相环路与频率合成和反响控制电路等。按照元器件的工作特点，电子电路可分成：1.3模拟信号和数字信号4)分立和集成电路

按照是否含集成电路，电子电路可分