信號到底是怎么處理的?
模擬信號和數(shù)字信號有什么區(qū)別呢?我們又是如何對信號進行處理的呢?今天我們就來簡單介紹一下關于信號處理的一些基本問題。首先我們來說一下模擬信號和數(shù)字信號的區(qū)別。模擬信號就指的是它可以連續(xù)變化的信號,可以連續(xù)變化的信號;而數(shù)字信號不是連續(xù)變化的,而是一個一個分立的。
在計算機里面我們是沒有辦法處理十進制數(shù)字的,所以我們要進行轉(zhuǎn)化,我們把十進制的數(shù)轉(zhuǎn)化成二進制的。二進制怎么換呢?比方說1,1在二進制里邊就是1,我們兩位二進制數(shù)表示就是01;2 從二進制上看是10;3 二進制數(shù)上看是11。這樣我們就把它換成一個二進制了,這樣的話我們就可以把一個十進制數(shù)字,換成二進制數(shù)。
數(shù)字信號怎么進行處理呢?我們先說說簡單的一個處理。比如說布爾代數(shù)運算,在計算機里面只能認識兩個數(shù)字,一個是1 ,一個是0。那么1就表示的是高壓,高壓一般是比如說5V左右,我們就把它記為數(shù)字1;而第二種就叫低壓,低壓就是0V左右 我們把它記為數(shù)字0。在布爾代數(shù)里面有這么幾種比較常見的運算。假如我們輸入兩個信號,一個是A 一個是B。有一種運算叫A乘以B 這叫與運算,什么叫與運算,只有A和B都輸入1的時候 ,輸出才是1。其他情況下輸出都是0。這個就是A和B取與運算。還有一種運算叫或運算,叫A加B,它的含義是如果A和B有一個是高電壓,結(jié)果就是高電壓,所以輸入1和1 那輸出是1;1和0 輸出1;0和1 輸出1;0和0 輸出0,這是或運算。還有一種叫非運算,上面加一個橫線,這非運算的意思就是假如A是1 那么它輸出就是0;如果A是0 輸出就是1。這是三種基本的布爾代數(shù)運算。
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我們之前曾經(jīng)說過門是在數(shù)字信號處理中一個很重要的一個原件,門它可以實現(xiàn)一些基本的功能。
![1668946845546232.png image.png](http://uphotos.eepw.com.cn/1663744867/pics/1668946845546232.png)
這就是三種基本的門電路與門、或門、非門。除了這三種門以外還,有一種比較奇怪的門,叫異或門。異或門的意思是,如果A與B不同的時候才輸出1這叫異或門。意思是如果A加B正好等于1,那最后輸出的這個結(jié)果就是1;A和B 加起來什么時候等于1,只能是一個1 一個0,這種情況下輸出是1。如果A和B兩個都是1 或者兩個都是0它輸出就是0,這個叫異或門。它可以通過剛才這基本的三種門電路來實現(xiàn)。
![1668946860768241.png image.png](http://uphotos.eepw.com.cn/1663744867/pics/1668946860768241.png)
那么到底怎么去處理一個數(shù)字信號,比如最簡單的一個問題,加法,我們想把一個數(shù)字加起來,比如說我們想加111和101兩個二進制相加,加完之后是什么,這兩個1加起來是2, 2不能寫作2 寫作10,然后1+0+1又是2, 所以還寫作10,1+1+1是3 ,寫作11 ,這就是一個加法。我們現(xiàn)在就想問計算機你是怎么實現(xiàn)這個過程的?那么計算機要實現(xiàn)這過程時候,首先我們要區(qū)分幾個事。這兩個數(shù)字Ai和Bi 我們稱之為本位,這個0 是新的本位 叫Si,那么這里面還有一個進位的1 這個叫進位,我們把它寫作是Ci,也就是說我們希望通過兩個本位相加,算出一個新的本位和一個進位來,這叫一位數(shù)的加法,這一位的加法叫半加法器。半加法器怎么實現(xiàn)首先A和B什么時候相加才能得出來一個1的本位呢,那很顯然0+0等于0 ,1+1也等于0,你只有0和1加和才會取這個1 ,所以新的本位應該就是一個異或門,應該就是一個異或門 ,這是A這是B,然后輸出一個新的本位叫Si,這就是第一步驟。我們把本位求出來了,那什么時候會進位,只有它們兩個都是1 才會進位
,所以我應該取一個與門,在這我再取一個與門,這就是進位,這樣我就實現(xiàn)了一位數(shù)的加法。但這只是一位數(shù),我要實現(xiàn)這三位數(shù)相加怎么辦,那就需要全加法器把一大堆半加法器進行改進然后再串起來就形成了一個全加法器可以計算加法,然我們對信號的處理。
我們有很多種處理方法,所以在一個CPU內(nèi)部,它的邏輯關系是非常復雜的。芯片代表了人類智慧的最高成就,它的難度是遠遠超過原子彈和航天飛機的。
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