信號(hào)到底是怎么處理的？

模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)有什么區(qū)別呢？我們又是如何對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理的呢？今天我們就來(lái)簡(jiǎn)單介紹一下關(guān)于信號(hào)處理的一些基本問(wèn)題。首先我們來(lái)說(shuō)一下模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)的區(qū)別。模擬信號(hào)就指的是它可以連續(xù)變化的信號(hào)，可以連續(xù)變化的信號(hào)；而數(shù)字信號(hào)不是連續(xù)變化的，而是一個(gè)一個(gè)分立的。

在計(jì)算機(jī)里面我們是沒有辦法處理十進(jìn)制數(shù)字的，所以我們要進(jìn)行轉(zhuǎn)化，我們把十進(jìn)制的數(shù)轉(zhuǎn)化成二進(jìn)制的。二進(jìn)制怎么換呢？比方說(shuō)1，1在二進(jìn)制里邊就是1，我們兩位二進(jìn)制數(shù)表示就是01；2 從二進(jìn)制上看是10；3 二進(jìn)制數(shù)上看是11。這樣我們就把它換成一個(gè)二進(jìn)制了，這樣的話我們就可以把一個(gè)十進(jìn)制數(shù)字，換成二進(jìn)制數(shù)。

數(shù)字信號(hào)怎么進(jìn)行處理呢？我們先說(shuō)說(shuō)簡(jiǎn)單的一個(gè)處理。比如說(shuō)布爾代數(shù)運(yùn)算，在計(jì)算機(jī)里面只能認(rèn)識(shí)兩個(gè)數(shù)字，一個(gè)是1 ，一個(gè)是0。那么1就表示的是高壓，高壓一般是比如說(shuō)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(yùn)算。假如我們輸入兩個(gè)信號(hào)，一個(gè)是A 一個(gè)是B。有一種運(yùn)算叫A乘以B 這叫與運(yùn)算，什么叫與運(yùn)算，只有A和B都輸入1的時(shí)候 ，輸出才是1。其他情況下輸出都是0。這個(gè)就是A和B取與運(yùn)算。還有一種運(yùn)算叫或運(yùn)算，叫A加B，它的含義是如果A和B有一個(gè)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(yùn)算。還有一種叫非運(yùn)算，上面加一個(gè)橫線，這非運(yùn)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(yùn)算。

我們之前曾經(jīng)說(shuō)過(guò)門是在數(shù)字信號(hào)處理中一個(gè)很重要的一個(gè)原件，門它可以實(shí)現(xiàn)一些基本的功能。

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(shí)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(gè)結(jié)果就是1；A和B 加起來(lái)什么時(shí)候等于1，只能是一個(gè)1 一個(gè)0，這種情況下輸出是1。如果A和B兩個(gè)都是1 或者兩個(gè)都是0它輸出就是0，這個(gè)叫異或門。它可以通過(guò)剛才這基本的三種門電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。

那么到底怎么去處理一個(gè)數(shù)字信號(hào)，比如最簡(jiǎn)單的一個(gè)問(wèn)題，加法，我們想把一個(gè)數(shù)字加起來(lái)，比如說(shuō)我們想加111和101兩個(gè)二進(jìn)制相加，加完之后是什么，這兩個(gè)1加起來(lái)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(gè)加法。我們現(xiàn)在就想問(wèn)計(jì)算機(jī)你是怎么實(shí)現(xiàn)這個(gè)過(guò)程的？那么計(jì)算機(jī)要實(shí)現(xiàn)這過(guò)程時(shí)候，首先我們要區(qū)分幾個(gè)事。這兩個(gè)數(shù)字Ai和Bi 我們稱之為本位，這個(gè)0 是新的本位 叫Si，那么這里面還有一個(gè)進(jìn)位的1 這個(gè)叫進(jìn)位，我們把它寫作是Ci，也就是說(shuō)我們希望通過(guò)兩個(gè)本位相加，算出一個(gè)新的本位和一個(gè)進(jìn)位來(lái)，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(shí)現(xiàn)首先A和B什么時(shí)候相加才能得出來(lái)一個(gè)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(huì)取這個(gè)1 ，所以新的本位應(yīng)該就是一個(gè)異或門，應(yīng)該就是一個(gè)異或門 ，這是A這是B，然后輸出一個(gè)新的本位叫Si，這就是第一步驟。我們把本位求出來(lái)了，那什么時(shí)候會(huì)進(jìn)位，只有它們兩個(gè)都是1 才會(huì)進(jìn)位

，所以我應(yīng)該取一個(gè)與門，在這我再取一個(gè)與門，這就是進(jìn)位，這樣我就實(shí)現(xiàn)了一位數(shù)的加法。但這只是一位數(shù)，我要實(shí)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(jìn)行改進(jìn)然后再串起來(lái)就形成了一個(gè)全加法器可以計(jì)算加法，然我們對(duì)信號(hào)的處理。

我們有很多種處理方法，所以在一個(gè)CPU內(nèi)部，它的邏輯關(guān)系是非常復(fù)雜的。芯片代表了人類智慧的最高成就，它的難度是遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)原子彈和航天飛機(jī)的。