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3、模拟信号与数字信号之间的转换与损失
模拟信号:是指信号的幅度是连续可变的信号,以往常见的包括音频信号、视频信号和VGA等信号都是模拟信号。由于电平幅度是连续可变化的,因此可以表现最小的变化。如电压信号,我们可以精确到0.1V、0.01V、1mV、1μV、1pV等等,只要是有所不同,就可以表现出来。其优点是可以无穷精确地表示一个变量,缺点是:不利于存贮,容易受到干扰(因为有一点不同就已经表现出来了),不利于传输等等。
数字信号:是用“0”和“1”即2进制代码表示的状态,例如对电压信号而言,我们可以将0V定义为“0”,而将5V定义为“1”。一般以2.5V为分界线,小于2.5V时都认为是“0”,而大于2.5V时都认为是“1”了,这样做优点便于存贮传输,不易被干扰。在数字电路中,TTL电平一般指的5V电平,当前常用的控制电路中,常用的是TTL电平,也有一些芯片内部或对外用3.5V电平,那“0”或“1”的分界线就是在1.75V左右,当然也有一些电路用更高的电平。只要将“0”与“1”分界点定义在电平中间即可。
模拟与数字信号之间的转换:
从数字信号的特点可以看到,用 “0”和“1”的状态来表示信号是极不精确的,以TTL电平为例,它只能表示一个信号大于2.5V或是小于2.5V,它仅将一个规一化了的数值分成了二份,具体值是多少仅用“0”和“1”是表现不出来的,但如果用多个“0”和“1”状态组合来表示一个数值,精度就会提高。例如用00表示小于1/4的值,01表示大于1/4小于1/2的值用,10表示大于1/2小于3/4的值,11表示大于3/4的值,即用2位数字状态就可以表现出1/4的精度,同理用3位状态就能表现1/8精度的值……,用8位状态可表现1/256的精度,用10位状态可表现1/1024的精度等等,如果用的位数足够高,就可以表现足够的精度,这个位数就是对应的bit数,我们一般常用的是8bit10bit、12 bit、16 bit等。在电子计算机中的发展中,初期是采用的是8bit称为1Byte,因此现在有很多参数包括存贮器件位数,通道参数等都是以8bit=1Byte的倍数为基准表示。在控制协议等数据应用场合,采用的是16进制码,这与我们常用的10进制码是不同的,10进制码是逢10进1,如9、10、20、30……100…等,而16进制码是逢以16进1,其表示方法如下:(4位数组合可以表现16种状态)
0 0 0 0 0 1 0 0 0 8
0 0 0 1 1 1 0 0 1 9
0 0 1 0 2 1 0 1 0 A
0 0 1 1 3 1 0 1 1 B
0 1 0 0 4 1 1 0 0 C
0 1 0 1 5 1 1 0 1 D
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