數字電路基礎知識
發布時間:2011/9/21 11:39:11 訪問次數:14549
電子技術分為模擬電子技術和數字電子技術，我國的模擬電子技術發展相對較早且很成熟，在20世紀80年代和90年代，大量的電子制造企業采用模擬電子技術生產出大量物美價廉的電子產品，如收音機、錄音機、電視機和錄像機等，從而極大程度豐富了人們的物質和精神生活。 F03SL
數字電子技術在我國發展較晚，進入21世紀后，數字電子技術開始迅速發展，日常生活中的數字電子產品也越來越多，家電消費類的數字電子產品如影碟機、數字電視機、計算機、移動電話、數碼相機、數碼攝像機、MP3、MP4和移動電話等。另外，在工業生產過程的自動控制、無線電遙感測量、智能化儀表、高科技軍事武器和航空航天領域等方面都廣泛采用到了數字電子技術，可以說21世紀將是數字電子技術的天下。
1．模擬信號與數字信號
模擬電路處理的是模擬信號，而數字電路處理的是數字信號。下面就以圖6-1為例來說明模擬信號和數字信號的區別。
模擬信號是一種大小隨時間連續變化的信號（例如電流或電壓信號），圖6-1 (a)所示就是一種模擬信號。從圖6-1 (a)可以看出，在O～t1時間內，信號電壓慢慢上升；在tl～t2時間內，信號電壓又慢慢下降，它們的變化都是連續的。
數字信號是一種突變的信號（例如電壓或電流信號），圖6-1 (b)所示是一種脈沖信號，是數字信號中的一種。從圖6-1(b)可以看出，在O～t1期間，信號電壓大小始終為O.lV；在t1時刻，電壓瞬間由O.lV上升至3V；在tl～t2時間，電壓始終為3V；在t2時刻，電壓又瞬間由3V降到O.lV。
由此可以看出，模擬信號電壓或電流的大小是隨時間連續緩慢變化的，而數字信號的特點是“保持”（一段時間內維持低電壓或高電壓）和“突變”（低電壓與高電壓的轉換瞬間完成）。為了分析方便，在數字電路中常將O～lV范圍的電壓稱為低電平，用“0”表示；而將3～5V范圍的電壓稱為高電平，用“l”表示。
2．正邏輯與負邏輯 F0625D348
數字信號只有“l”和“0”兩位數值。在數字電路中，有正邏輯與負邏輯兩種體制。
正逆輯體制規定：高電平為1，低電平為0。
負邏輯體制規定：低電平為1，高電平為0。
在兩種邏輯中，正邏輯更為常用。圖6-2所示的數字信號用正邏輯表示就是010101。
3．三極管的三種工作狀態
三極管的工作狀態有三種：截止、放大和飽和。在模擬電路中，三極管主要工作在放大狀態。圖6-3所示為一個含三極管的模擬電路，電源經R，為三極管VT1提供基極偏置電壓，VT1導通，有電流Ib、Ic流過，處于放大狀態，當模擬信號送到三極管基極時，信號能被三極管放大并從集電極輸出。
在數字電路中，三極管工作在截止與飽和狀態，也稱為“開關”狀態。圖6-4 (a)所示為一個含三極管的數字電路，三極管VT1的基極沒有提供偏置電壓，所以它不能導通，處于截止狀態；如果給VT1基極加一個圖示的數字信號，當數字信號低電平（較低的電壓）到來時，VT．基極電壓很低，發射結無法導通，無電流Ib、Ic流過，三極管仍處于截止狀態；當數字信號高電平到來時，VT1基極電壓很高，發射結導通，有很大的Ib、Ic流過，三極管處于飽和狀態。
數字電路中的三極管很像開關，如圖6-4 (b)所示。開關的通斷受輸入的數字信號控制，當數字信號低電平到來時，三極管處于截止狀態，相當于開關S斷開；當數字信號高電平到來時，三極管處于飽和狀態，相當于開關S閉合。
與模擬電路比較，數字電路有一些明顯的優點。在模擬電路中，不允許電路處理信號產生大的失真，如電視機中的視頻信號電壓由3V變為5V，屏幕上的白色圖像就會變為灰色圖像。而在數字電路中，即使輸入信號產生失真畸變，但只要高電平沒有變成低電平，或低電平沒有變成高電平，數字電路處理后就能輸出正常不失真的信號。正因為數字電路對信號處理不容易產生失真，所以它在電子設備中得到了廣泛應用。
但是，不管數字電子技術如何發展，它都是和模擬電子技術水乳交融的，你中有我，我中有你，人們很難找到一種不含模擬電路的數字電子產品。因此在學習電子技術時，對模擬電路和數字電路要等同對待。
電子技術分為模擬電子技術和數字電子技術，我國的模擬電子技術發展相對較早且很成熟，在20世紀80年代和90年代，大量的電子制造企業采用模擬電子技術生產出大量物美價廉的電子產品，如收音機、錄音機、電視機和錄像機等，從而極大程度豐富了人們的物質和精神生活。 F03SL
數字電子技術在我國發展較晚，進入21世紀后，數字電子技術開始迅速發展，日常生活中的數字電子產品也越來越多，家電消費類的數字電子產品如影碟機、數字電視機、計算機、移動電話、數碼相機、數碼攝像機、MP3、MP4和移動電話等。另外，在工業生產過程的自動控制、無線電遙感測量、智能化儀表、高科技軍事武器和航空航天領域等方面都廣泛采用到了數字電子技術，可以說21世紀將是數字電子技術的天下。
1．模擬信號與數字信號
模擬電路處理的是模擬信號，而數字電路處理的是數字信號。下面就以圖6-1為例來說明模擬信號和數字信號的區別。
模擬信號是一種大小隨時間連續變化的信號（例如電流或電壓信號），圖6-1 (a)所示就是一種模擬信號。從圖6-1 (a)可以看出，在O～t1時間內，信號電壓慢慢上升；在tl～t2時間內，信號電壓又慢慢下降，它們的變化都是連續的。
數字信號是一種突變的信號（例如電壓或電流信號），圖6-1 (b)所示是一種脈沖信號，是數字信號中的一種。從圖6-1(b)可以看出，在O～t1期間，信號電壓大小始終為O.lV；在t1時刻，電壓瞬間由O.lV上升至3V；在tl～t2時間，電壓始終為3V；在t2時刻，電壓又瞬間由3V降到O.lV。
由此可以看出，模擬信號電壓或電流的大小是隨時間連續緩慢變化的，而數字信號的特點是“保持”（一段時間內維持低電壓或高電壓）和“突變”（低電壓與高電壓的轉換瞬間完成）。為了分析方便，在數字電路中常將O～lV范圍的電壓稱為低電平，用“0”表示；而將3～5V范圍的電壓稱為高電平，用“l”表示。
2．正邏輯與負邏輯 F0625D348
數字信號只有“l”和“0”兩位數值。在數字電路中，有正邏輯與負邏輯兩種體制。
正逆輯體制規定：高電平為1，低電平為0。
負邏輯體制規定：低電平為1，高電平為0。
在兩種邏輯中，正邏輯更為常用。圖6-2所示的數字信號用正邏輯表示就是010101。
3．三極管的三種工作狀態
三極管的工作狀態有三種：截止、放大和飽和。在模擬電路中，三極管主要工作在放大狀態。圖6-3所示為一個含三極管的模擬電路，電源經R，為三極管VT1提供基極偏置電壓，VT1導通，有電流Ib、Ic流過，處于放大狀態，當模擬信號送到三極管基極時，信號能被三極管放大并從集電極輸出。
在數字電路中，三極管工作在截止與飽和狀態，也稱為“開關”狀態。圖6-4 (a)所示為一個含三極管的數字電路，三極管VT1的基極沒有提供偏置電壓，所以它不能導通，處于截止狀態；如果給VT1基極加一個圖示的數字信號，當數字信號低電平（較低的電壓）到來時，VT．基極電壓很低，發射結無法導通，無電流Ib、Ic流過，三極管仍處于截止狀態；當數字信號高電平到來時，VT1基極電壓很高，發射結導通，有很大的Ib、Ic流過，三極管處于飽和狀態。
數字電路中的三極管很像開關，如圖6-4 (b)所示。開關的通斷受輸入的數字信號控制，當數字信號低電平到來時，三極管處于截止狀態，相當于開關S斷開；當數字信號高電平到來時，三極管處于飽和狀態，相當于開關S閉合。
與模擬電路比較，數字電路有一些明顯的優點。在模擬電路中，不允許電路處理信號產生大的失真，如電視機中的視頻信號電壓由3V變為5V，屏幕上的白色圖像就會變為灰色圖像。而在數字電路中，即使輸入信號產生失真畸變，但只要高電平沒有變成低電平，或低電平沒有變成高電平，數字電路處理后就能輸出正常不失真的信號。正因為數字電路對信號處理不容易產生失真，所以它在電子設備中得到了廣泛應用。
但是，不管數字電子技術如何發展，它都是和模擬電子技術水乳交融的，你中有我，我中有你，人們很難找到一種不含模擬電路的數字電子產品。因此在學習電子技術時，對模擬電路和數字電路要等同對待。
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