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模拟信号转化为数字信号有三个基本过程：抽样、量化和编码。
1、抽样：指用每隔一定时间的信号样值序列来代替原来在时间上连续的信号，也就是在时间上将模拟信号离散化。
所谓抽样就是每隔一定的时间间隔T，抽取话音信号的一个瞬时幅度值(抽样值)，抽样后所得出的一系列在时间上离散的抽样值称为样值序列。
抽样后的样值序列在时间上是离散的，可进行时分多路复用，也可将各个抽样值经过量化、编码变换成二进制数字信号。
2、量化：用有限个幅度值近似原来连续变化的幅度值，把模拟信号的连续幅度变为有限数量的有一定间隔的离散值。
量化有两种方式，量化方式中，取整时只舍不入，即0～1伏间的所有输入电压都输出0伏，1～2伏间所有输入电压都输出1伏等。
采用这种量化方式，输入电压总是大于输出电压，因此产生的量化误差总是正的，最大量化误差等于两个相邻量化级的间隔Δ。
3、编码：按照一定的规律，把量化后的值用二进制数字表示，然后转换成二值或多值的数字信号流。
这样得到的数字信号可以通过电缆、微波干线、卫星通道等数字线路传输。
在接收端则与上述模拟信号数字化过程相反，再经过后置滤波又恢复成原来的模拟信号。
上述数字化的过程又称为脉冲编码调制。
最简单的编码方式是二进制编码。
具体说来，就是用n比特二进制码来表示已经量化了的样值，每个二进制数对应一个量化值，然后把它们排列，得到由二值脉冲组成的数字信息流。
除了上述的自然二进制码，还有其他形式的二进制码，如格雷码和折叠二进制码等。
《模拟电子技术基础》教学教案一、教学目标1. 知识与技能：（1）掌握模拟电子技术的基本概念、原理和应用；（2）熟悉常用模拟电子元件的工作原理和特性；（3）学会分析模拟电路的基本方法，并能应用到实际问题中。
2. 过程与方法：（1）通过实例讲解，培养学生的动手能力和实际操作技能；（2）采用小组讨论、问题解答等方式，提高学生的合作能力和解决问题的能力；（3）注重培养学生分析问题、解决问题的能力，提高学生的创新思维。
3. 情感态度与价值观：（1）培养学生对模拟电子技术的兴趣和爱好，激发学生学习热情；（2）培养学生勇于探索、积极思考的科学精神；（3）培养学生团队协作、资源共享的良好品质。
二、教学内容1. 第四章：常用模拟电子元件（1）电阻、电容、电感的工作原理和特性；（2）二极管、晶体管的工作原理和特性；（3）集成运算放大器的原理和应用。
2. 第五章：模拟电路分析方法（1）电压放大电路的分析和设计；（2）反馈电路的原理和应用；三、教学资源1. 教材：《模拟电子技术基础》；2. 实验室设备：电阻、电容、电感、二极管、晶体管、集成运算放大器等元器件和实验仪器；3. 多媒体教学设备：PPT、教学视频等。
四、教学过程1. 导入新课：通过实例介绍模拟电子技术在生活中的应用，激发学生学习兴趣；2. 讲解基本概念和原理：PPT展示，结合实物讲解，让学生直观了解元器件的工作原理和特性；3. 分析实际电路：引导学生运用所学知识分析实际电路，培养学生的动手能力和实际操作技能；4. 小组讨论：针对实际电路，进行小组讨论，培养学生的合作能力和解决问题的能力；五、教学评价1. 平时成绩：考察学生的出勤、课堂表现、作业完成情况等；2. 实验报告：评价学生在实验过程中的操作技能、问题分析和解决能力；3. 期末考试：全面测试学生对课程知识的掌握程度。
六、教学内容6. 第六章：模拟信号的运算与处理（1）集成运算放大器的基本应用；（2）模拟信号的加法、减法、乘法、除法运算；7. 第七章：模拟信号的转换（1）模拟信号与数字信号的相互转换；（2）模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC）的工作原理；（3）模拟信号转换技术的应用。
第二章 信号描述及其分析【2-1】 描述周期信号的频率结构可采用什么数学工具 如何进行描述 周期信号是否可以进行傅里叶变换 为什么参考答案：一般采用傅里叶级数展开式。
根据具体情况可选择采用傅里叶级数三角函数展开式和傅里叶级数复指数函数展开式两种形式。
不考虑周期信号的奇偶性,周期信号通过傅里叶级数三角函数展开可表示为:001()sin()(1,2,3,)n n n x t a A n n ωϕ∞==++=∑L2021()T T a x t dt T-=⎰n A =(202()cos T n T a x t n tdt T ω-=⎰ 2022()sin T n T b x t n tdt Tω-=⎰ )tan n n n b a ϕ=式中，T 为信号周期, 0ω为信号角频率, 02ωπ=。
n A ω-图为信号的幅频图, n ϕω-图为信号的相频图。
周期信号通过傅里叶级数复指数函数展开式可表示为:0()(0,1,2,)jn t nn x t C e n ω∞=-∞==±±∑L0221()T jn t n T C x t e dt Tω--=⎰n C 是一个复数,可表示为:n j n nR nI n C C jC C e ϕ=+=n C = arctan n nI nR C ϕ=n C ω-图为信号的幅频图, n ϕω-图称为信号的相频图。
▲ 不可直接进行傅里叶变换,因为周期信号不具备绝对可积条件。
但可间接进行傅里叶变换。
参见书中第25页“正弦和余弦信号的频谱”。
【2-2】 求指数函数()(0,0)at x t Ae a t -=>≥的频谱。
参考答案：由非周期信号的傅里叶变换，()()j t X x t e dt ωω∞--∞=⎰，得22()()j tA a j X x t edt A a j a ωωωωω∞--===++⎰由此得到，幅频谱为：()X ω=相频谱为：()arctan()a ϕωω=-【2-3】 求周期三角波（图2-5a ）的傅里叶级数（复指数函数形式）参考答案：周期三角波为： (2)20()(2)02A A tT t x t A A tt T +-≤<⎧=⎨-≤≤⎩则0221()T jn t n T C x t e dt T ω--=⎰积分得 02222204(1cos )(1cos )2n A T AC n n n T n ωπωπ=-=- 即 22()1,3,5,00,2,4,n A n n C n π⎧=±±±=⎨=±±⎩LL又因为周期三角波为偶函数，则0nb =，所以arctan 0n nI nR C C ϕ==所以，周期三角波傅里叶级数复指数形式展开式为：00(21)222()(0,1,2)(21)jn t j k tn n n A x t C e e k k ωωπ∞∞+=-∞=-∞===±±+∑∑L【2-4】 求图2-15所示有限长余弦信号()x t 的频谱。
第1章 测试技术基础知识1.4 常用的测量结果的表达方式有哪3种？对某量进行了8次测量，测得值分别为：82.40、82.43、82.50、82.48、82.45、82.38、82.42、82.46。
试用3种表达方式表示其测量结果。
解：常用的测量结果的表达方式有基于极限误差的表达方式、基于t 分布的表达方式和基于不确定度的表达方式等3种1）基于极限误差的表达方式可以表示为0max x x δ=±均值为8118i x x ==∑82.44因为最大测量值为82.50，最小测量值为82.38，所以本次测量的最大误差为0.06。
极限误差max δ取为最大误差的两倍，所以082.4420.0682.440.12x =±⨯=±2）基于t 分布的表达方式可以表示为x t x x ∧±=σβ0标准偏差为s ==0.04样本平均值x 的标准偏差的无偏估计值为ˆx σ==0.014 自由度817ν=-=，置信概率0.95β=，查表得t 分布值 2.365t β=，所以082.44 2.3650.01482.440.033x =±⨯=±3）基于不确定度的表达方式可以表示为0x x x x σ∧=±=±所以082.440.014x =±解题思路：1）给出公式；2）分别计算公式里面的各分项的值；3）将值代入公式，算出结果。
第2章 信号的描述与分析2.2 一个周期信号的傅立叶级数展开为12ππ120ππ()4(cos sin )104304n n n n n y t t t ∞==++∑（t 的单位是秒） 求：1）基频0ω；2）信号的周期；3）信号的均值；4）将傅立叶级数表示成只含有正弦项的形式。
解：基波分量为12ππ120ππ()|cos sin 104304n y t t t ==+ 所以：1）基频0π(/)4rad s ω=2）信号的周期02π8()T s ω==3）信号的均值42a = 4）已知 2π120π,1030n n n n a b ==，所以4.0050n A n π=== 120π30arctan arctan arctan 202π10n n nn bn a ϕ=-=-=-所以有0011()cos()4 4.0050cos(arctan 20)24n n n n a n y t A n t n t πωϕπ∞∞===++=+-∑∑2.3某振荡器的位移以100Hz 的频率在2至5mm 之间变化。
