描述数字化与模拟化的优缺点（重点数字化）

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1、1.描述数字化与模拟化的优缺点？（重点数字化）数字信号表示的是0，1代码；模拟信号是波型表示的。数字信号是不连续的 模拟信号是连续的模拟信号指幅度的取值是连续的（幅值可由无限个数值表示）。时间上连续的模拟信号连续变化的图像（电视、传真）信号等，时间上离散的模拟信号是一种抽样信号， 数字信号指幅度的取值是离散的，幅值表示被限制在有限个数值之内。二进制码就是一种数字信号。二进制码受噪声的影响小，易于有数字电路进行处理，所以得到了广泛的应用。 1 模拟通信 模拟通信的优点是直观且容易实现，但存在两个主要缺点。 （1） 保密性差 模拟通信，尤其是微波通信和有线明线通信，很容易被窃听。只要收到模拟信号，

2、就容易得到通信内容。 （2） 抗干扰能力弱 电信号在沿线路的传输过程中会受到外界的和通信系统内部的各种噪声干扰，噪声和信号混合后难以分开，从而使得通信质量下降。线路越长，噪声的积累也就越多 2.理发师悖论（了解一下）内容 一个城市里唯一的理髮师只给所有不给自己理髮的人理髮。这个城市不可能存在，因为： 如果理髮师不给自己理髮，他需要遵守规则，给自己理髮 如果理髮师给自己理髮，如遵守规则，他不准给自己理髮 换用集合语言： 可以把集合分为两类，凡不以自身为元素的集合称为第一类集合；凡以自身作为元素的集合称为第二类集合。显然每个集合或为第一类集合或为第二类集合。设为第一类集合的全体组成的集合。 如果是

3、第一类集合，由集合的定义知:应该是的元素，这表明是第二类集合 如果是第二类集合，那么是它自身的元素 二者皆导出矛盾，而整个讨论逻辑上是没有问题的。问题只能出现在集合的定义上。 补救 由於罗素悖论的出现所引发的第三次数学危机，公理化集合论势在必行。德国数理逻辑学家策梅洛（Zermelo，1871年-1953年）应用自己的公理系统，使得集合在公理的限制下不会太大，从而避免了罗素悖论。经过改进，这一系统形成了现在被称为ZF系统的公理集合论体系。这个体系至今没有发现悖论。3.描述现在主流的几种编码方法？编码为了为了信号同步和抗干扰，具体编码方法分为数字数据的模拟信号编码和数字数据的数字信号编码，数字数

4、据的模拟信号编码包括幅移键控(ASK)法，ASK(Amplitude Shift Keying)是使用载波频率的两个不同振幅来表示两个二进制值。在一般情况下，用振幅恒定载波的存在与否来表示两个二进制字。ASK方式的编码效率较低，容易受增益变化的影响，抗干扰性较差。在音频电话线路上，一般只能达到 1 200 b/s的传输速率。(2) 频移键控(FSK)法：FSK(Frequency Shift Keying)是使用载波频率附近的两个不同频率来表示两个二进制值。FSK比ASK的编码效率高，不易受干扰的影响，抗干扰性较强。在音频电话线路上的传输速率可以大于1 200 b/s。(3) 相移键控(PSK

5、)法：PSK(Phase Shift Keying)是使用载波信号的相位移动来表示二进制数据。在PSK方式中，信号相位与前面信号序列同相位的信号表示 0，信号相位与前面信号序列反相位的信号表示 1。PSK方式也可以用于多相的调制，例如在四相调制中可把每个信号序列编码为两位。PSK方式具有很强的抗干扰能力，其编码效率比FSK还要高。在音频线路上，传输速率可达 9 600 b/s。2. 数字数据的数字信号编码常用的数字信号编码有不归零 NRZ (Non Return to Zero)码、差分不归零DNRZ 码、曼彻斯特(Manchester)码及差分曼彻斯特(Differential Manche

6、ster)码等。1) NRZ码 NRZ码是用信号的幅度来表示二进制数据的，通常用正电压表示数据“1”，用负电压表示数据“0”，并且在表示一个码元时，电压均无需回到零，故称不归零码。NRZ码的特点是一种全宽码，即一位码元占一个单位脉冲的宽度。全宽码的优点：一是每个脉冲宽度越大，发送信号的能量就越大这对于提高接收端的信噪比有利；二是脉冲时间宽度与传输带宽成反比关系，即全宽码在信道上占用较窄的频带，并且在频谱中包含了码位的速度。NRZ码的主要缺点是：当数据流中连续出现0 或1时，接收端很难以分辨1个信号位的开始或结束，必须采用某种方法在发送端和接收端之间提供必要的信号定时同步。同时，这种编码还会产生

7、直流分量的积累问题，这将导致信号的失真与畸变，使传输的可靠性降低，并且由于直流分量的存在，使得无法使用一些交流耦合的线路和设备。因此，一般的数据传输系统都不采用这种编码方式。(2) DNRZ码 DNRZ码是一种NRZ码的改进形式，它是用信号的相位变化来表示二进制数据的，一个信号位的起始处有跳变表示数据“1”，而无跳变表示数据“0”。DNRZ码不仅保持了全宽码的优点，同时提高了信号的抗干扰性和易同步性。 近年来，越来越多的高速网络系统采用了DNRZ码，成为主流的信号编码技术，在FDDI、100BASE-T及100VG-AnyLAN等高速网络中都采用了DNRZ编码。其原因是在高速网络中要求尽量降低

8、信号的传输带宽，以利于提高传输的可靠性和降低对传输介质带宽的要求。而DNRZ编码中的码元速率与编码时钟速率相一致，具有很高的编码效率，符合高速网络对信号编码的要求。同时，为了解决数据流中连续出现0 或1时所带来的信号编码问题，通常采用两级编码方案，第一级是预编码器，对数据流进行预编码，使编码后的数据流不会出现连续 0 或连续 1，常用的预编码方法有4B5B、5B6B等；第二级是DNRZ编码，实现物理信号的传输。这种两级编码方案的编码效率可达到 80%以上。例如，在4B5B编码中，每4位数据用5位编码来表示，即4位数据就会增加 1 位的编码开销，编码效率仍为80%。(3) 曼彻斯特码 在曼彻斯特

9、码中，用一个信号码元中间电压跳变的相位不同来区分数据“1”和“0”，它用正的电压跳变表示“0”；用负的电压跳变表示“1”。因此，这种编码也是一种相位码。由于电压跳变都发生在每一个码元的中间，接收端可以方便地利用它作为位同步时钟，因此这种编码也称为自同步码。10Mb/s 以太网(Ethernet)采用这种曼彻斯特码。(4) 差分曼彻斯特码 差分曼彻斯特码是一种曼彻斯特码的改进形式，其差别在于：每个码元的中间跳变只作为同步时钟信号；而数据“0”和“1”的取值是用信号位的起始处有无跳变来表示，若有跳变则为“0”；若无跳变则为“1”。这种编码的特点是每一位均用不同电平的两个半位来表示，因而始终能保持直

10、流的平衡。这种编码也是一种自同步编码。令牌环(Token-Ring)网采用这种差分曼彻斯特编码。 这两种曼彻斯特编码主要用于中速网络(Ethernet为 10 Mb/s；Token-Ring最高为16 Mb/s)中，而高速网络并不采用曼彻斯特编码技术。其原因是它的信号速率为数据速率的两倍，即对于 10 Mb/s的数据速率，则编码后的信号速率为 20 Mb/s，编码的有效率为 50%。对于 100 Mb/s的高速网络来说，200 Mb/s的信号速率无论对传输介质的带宽的要求，还是对传输可靠性的控制都未免太高了，将会增加信号传输技术的复杂性和实现成本，难以推广应用。因此，高速网络主要采用两级的DN

11、RZ编码方案，而中速网络采用曼彻斯特编码方案，尽管它增加了传输所需的带宽，但在实现起来简单易行4.了解主流的A/D芯片？一、ICL7106介绍ICL7106是intersil公司推出的一款3位A/D转换器电压应用芯片,主要用于仪器仪表，能构成3位液晶显示的数字电压表。ICL7106是目前广泛应用的一种A/D转换器。ICL7106引脚封装图二、 ICL7106芯片结构简述ICL7106是高性能、低功耗的三位半A/D转换电路，具有很强的抗干扰能力。含有七段译码器、显示驱动器、参考源、时钟系统以及背光电极驱动，可直接驱动LCD。ICL7106将高精度、通用性和低成本很好的结合在一起，有低于10A的自

12、动校零功能，零漂小于1V/，低于10pA的输入电流，极性转换误差小于一个字。真正的差动输入和差动参考源在各种系统中都很有用。另外，只需用十个左右的无源元件和一个LCD屏就可以构成高性能的仪表面板，实现了低成本和单电源工作。三、 ICL7106的工作原理ICL7106内部包括模拟电路和数字电路两大部分，二者是互相联系的。一方面由控制逻辑产生控制信号，按规定时序将多路模拟开关接通或断开，保证A/D转换正常进行；另一方面模拟电路中的比较器输出信号又控制着数字电路的工作状态和显示结果。下面介绍各部分的工作原理。（1）模拟电路模拟电路由双积分式A/D转换器构成。主要包括2.8V基准电压源（E0）、缓冲器

13、（A1）、积分器（A2）、比较器（A3）和模拟开关等组成。缓冲器A4专门用来提高COM端带负载的能力，可谓设计数字多用表的电阻挡、二极管挡和hFE挡提供便利条件。这种转换器具有转换准确度高、抗串模干扰能力强、电路简单、成本低等优点，适合做低速模数转换。每个转换周期分三个阶段进行：自动调零（AZ）、正向积分（INT）、反向积分（DE），并按照AZINTDEAZ的顺序进行循环。令计数脉冲的周期为TCP，每个测量周期共需4000TCP。其中，正向积分时间固定不变，T11000TCP。仪表显示值将T11000TCP，UREF100.0mV代入上式得N10UIN 或UIN0.1N只要把小数点定在十位上，即可直读结果。满量程时N2000，此时UM2UREF200mV，仪表显示超量程符号“1”。若需改装成2V量程的数字电压表，可按表1选择元件值。表1 200mV与2V量程元件对照欲测量2V以上的直流电压，必须利用精密电阻分压器对UIN进行衰减。积分电阻应采用金属膜电阻，积分电容宜选绝缘性好、介质吸收系数小的聚苯乙烯电容或聚丙烯电容。