數(shù)字信號指自變量是離散的、因變量也是離散的信號,這種信號的自變量用整數(shù)表示,因變量用有限數(shù)字中的一個(gè)數(shù)字來表示。昌暉儀表從六個(gè)方面介紹數(shù)字信號的特點(diǎn)。
數(shù)字信號的特點(diǎn)
◆數(shù)字信號頻率范圍寬
數(shù)字信號的頻率范圍很寬。如中央處理機(jī)具有ps(10-12s)量級的時(shí)間分辨力,而很多低速外部設(shè)備的時(shí)間分辨力ms(10-3s)計(jì)量。
◆數(shù)字信號為脈沖信號
數(shù)字信號是脈沖信號,各通道信號的前沿很陡,其頻譜分量十分豐富,因此,數(shù)據(jù)測量必須注意選擇開關(guān)器件,并注意信號
在電路中的建立和保持時(shí)間。在擬定數(shù)據(jù)域測試方案或設(shè)計(jì)、制造數(shù)據(jù)域測試儀器時(shí),都應(yīng)考慮脈沖信號的特征。
◆數(shù)字信號的多路化
數(shù)字信號一般有多路組成,一個(gè)字符、數(shù)據(jù)、信息及一條指令都是由編碼規(guī)則的多位(bit)數(shù)據(jù)組成的。在總線的控制下,同時(shí)傳遞數(shù)字信息要有多條支路,多個(gè)器件都同樣地“掛”在總線上,依靠一定的時(shí)序節(jié)拍脈沖同步進(jìn)行工作。
◆數(shù)字信號按時(shí)序傳遞
每種數(shù)字設(shè)備具有特定的邏輯功能,要求各個(gè)部分按照預(yù)先規(guī)定的邏輯程序進(jìn)行工作。各信號之間有預(yù)定的時(shí)序關(guān)系。例如,程序的執(zhí)行,必須在規(guī)定的控制信號作用下,按照取出指令代碼、譯碼,控制器發(fā)出完成該指令的控制信號,然后按照程序執(zhí)行。
系統(tǒng)中的信號是有序的信息流,它們之間有嚴(yán)格的時(shí)序關(guān)系,因此數(shù)字電路的測試最重要的是檢查數(shù)字脈沖的先后次序和波形的時(shí)序關(guān)系是否符合設(shè)計(jì)要求。
◆數(shù)字信號的傳遞方式
數(shù)字信號的傳遞方式分串行和并行兩種,并行傳遞方式是以硬設(shè)備換取速度,串行傳遞方式實(shí)質(zhì)上是以時(shí)間換取硬設(shè)備。在遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸中,一般采用串行傳遞方式。
◆數(shù)字信號的非周期性
數(shù)字設(shè)備的工作是按時(shí)序進(jìn)行的,在執(zhí)行程序過程中,許多信號可能只出現(xiàn)一次,或關(guān)鍵的時(shí)候出現(xiàn)一次(例如申請中斷事件);某些信號可能多次重復(fù)出現(xiàn),呈非周期性的。例如程序執(zhí)行過程中,子程序調(diào)用等。這些現(xiàn)象,利用示波器是不能檢測發(fā)現(xiàn)故障的。
數(shù)字信號和模擬信號
模擬數(shù)據(jù)一般采用模擬信號,例如用一系列連續(xù)變化的電磁波或電壓信號來表示;數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)則采用數(shù)字信號,例如用一系列斷續(xù)變化的電壓脈沖或光脈沖來表示。 當(dāng)模擬信號采用連續(xù)變化的電磁波來表示時(shí),電磁波本身既是信號載體,同時(shí)作為傳輸介質(zhì);而當(dāng)模擬信號采用連續(xù)變化的信號電壓來表示時(shí),它一般通過傳統(tǒng)的模擬信號傳輸線路來傳輸。 當(dāng)數(shù)字信號采用斷續(xù)變化的電壓或光脈沖來表示時(shí),一般則需要用雙絞線、電纜或光纖介質(zhì)將通信雙方連接起來,才能將信號從一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)。
數(shù)字信號和模擬信號的轉(zhuǎn)換
模擬信號和數(shù)字信號之間可以相互轉(zhuǎn)換:模擬信號一般通過PCM脈碼調(diào)制方法量化為數(shù)字信號,即讓模擬信號的不同幅度分別對應(yīng)不同的二進(jìn)制值,例如采用8位編碼可將模擬信號量化為2^8=256個(gè)量級,實(shí)用中常采取24位或30位編碼;數(shù)字信號一般通過對載波進(jìn)行移相的方法轉(zhuǎn)換為模擬信號。 計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)與城域網(wǎng)中均使用二進(jìn)制數(shù)字信號,目前在計(jì)算機(jī)廣域網(wǎng)中實(shí)際傳送的則既有二進(jìn)制數(shù)字信號,也有由數(shù)字信號轉(zhuǎn)換而得的模擬信號。但是更具應(yīng)用發(fā)展前景的是數(shù)字信號。
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