[问答]

什么是数字信号

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数字信号

　　电子系统中一般含有模拟和数字两种构件，通常使用的收音机等
，其中的电路结构主要是模拟电路，比如功率放大器，不过现在有许多音响系统中不仅包含模拟电路，而且已经有了数字模块，比如CD机
，其中主要的部件就是数字模块；而像电脑这样一类的电子系统，则主要就是建立在数字技术上的，但即使是所谓的纯数字系统，仍然离不开模拟电路，因为数字电路实事上可以说是模拟电路的一种特例，比如说在模拟电路中我们采用晶体管的线性工作区间，而数字电路则采用晶体管的非线性工作区间，因此说模拟电路是电子系统中必须的组成部分。
　　人们发现在对信号的存储、分析和传输中，数字电路更具优越性
。为了能够处理存储连续变化的模拟信号，数字电路采用二进制数首先对其进行量化处理后，再使用复杂的数字系统来实现信号的存储、分析和量化。

1.二值数字逻辑和逻辑电平

　　二进制数正好是利用二值数字逻辑中的０和１来表示的。二值数字逻辑是Binary Digital Logic的译称。
　　与模拟信号相反，数字数字信号在时间上和数值上均是离散的，而离散信号的值只有真或假，是与不是，因此可以使用二进制数中的０和１来表示。需要注意的是这里的０和１并非通常意义上的０和１
，也就是说并不像在十进制中０和１有大小之分，这里的０和１指的是逻辑０和逻辑１。
　　因此我们可以将其称之为二值数字逻辑或简称为数字逻辑。
　　二值数字的产生，是基于客观世界中存在许多可以用彼此相关又互相对立的两种状态来描述的事物，比如人的性别，不是男的就是女的，开关的开与关等，就是这样一种关系。很显然，这些都具有明显的二值特性，因此完全可以用电子器件的开关特性来表示。比如，利用晶体管的非线性特性制作成的开关二极管，工作时仅有两种状态，不是导通就是关断，也是一个二值特性，因此可以用其来表示人的性别等。
　　当开关器件起作用时，电路中只可能出现两种电压值，当开关器件导通时，开关后的电路中将有电流流过（比如串联于三极管发射极的负载），因而将可得到一个较高的电压值，而当开关器件关断时，开关后的电路中将没有电流流过，因而将只能得到一个较低的电压值
，从而在电路中将形成离散的电压信号，也叫数字电压，通常称之为逻辑电平。
　　应该注意的是逻辑电平不是一个具体的物理量，而是物理量的相对表示。比如，当使用示波器测量一个音响设备的输出时，你可观察到一个输出电压幅值连续变化的波形，但是将该输出信号量化成二值信号后，你观察到的只是一系列电压值不是５Ｖ就是０Ｖ的离散电压值，很显然我们不能因此就说该音响设备的输出就是５Ｖ。

电压/V	二值逻辑		逻辑电平
电压/V	正逻辑	负逻辑	逻辑电平
＋５	１	０	H（高电平）
０	０	１	L（低电平）

表1.1.1 逻辑电平与电压值的关系

　　从表中可以看到，+5V的电压值可以用二值逻辑中的1或0来表示，就看你使用的是正逻辑还是负逻辑。在逻辑电平中则使用高电平来表示。事实上高电平并非就只等于+5V，可以是3V，还可以是其它任何值。
　　图1.1.3表示用逻辑电平描述的数字波形，其中图1.1.3a的逻辑0表示0V，逻辑1表示5V；图1.1.3b的逻辑0表示5V，逻辑1表示0V；图1.1.3c 则是一个16位长数据的图形表示。

2009-4-6 23:42:57　　评论 淘帖0 邀请回答

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