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数字电路

发布时间:2011/9/6 10:14:00 访问次数:2632

     随着电子计算机的普及和信息时代的到来,数字电子技术正以前所未有的速度在各个领域取代模拟电子技术,并迅速渗入人们的日常生活。数字手表、数字相机、数字电视、数字影碟机、数字通信等都应用了数字化技术。   M29W800DT70N6E
    作为数字电子技术的结晶,数字电路在数字通信和电子计算机中扮演着举足轻重的角色。数字通信中的编码器、译码器,计算机中的运算器、控制器、寄存器,无不是采用了数字电路。即使是像调制解调器这类过去通常用模拟技术实现的器件,如今也越来越多地采用了数字技术来实现。由于电子技术的发展,数字电路已实现了集成化,且可分为TTI。和CMOS两种类型,其中CMOS数字集成电路具有功耗低、输入阻抗高、工作电压范围宽、抗干扰能力强和温度稳定性好等特点,在数字电路中应用最为广泛。

  (一)数字电路优点:
    与模拟电路相比,数字电路具有抗干扰能力强、可靠性高、精确性和稳定性好、通用性广、便于集成、便于故障诊断和系统维护等特点。以抗干扰能力和可靠性为例,数字电路不仅可以通过整形去除叠加于传输信号上的噪声和干扰,还可以进一步利用差错控输信号进行检错和纠错。   
    不仅如此,数字集成电路正向着大规模、低功耗、高速度、可编程、可测试和多值化方向发展,这就越来越显示出数字电路的优势。
    (1)大规模
    如今一块半导体硅片上已可集成上百万个数字逻辑门,集成规模的提高将极大地提高数字系的可靠性,减小系统的体积,降低系统的功耗与成本。
    (2)低功耗
    即使是包含上百万个逻辑门的超大规模数字集成电路,其功耗也可低达毫瓦(mW)级。   
    (3)高速度
    随着社会的发展'需要处理的信息越来越多,这就要求所使用的集成电路速度越来越高,目前每秒运算速度为上亿次的超级计算机已不是新鲜事。虽然计算机的这种高速度在很大程度上依赖于并行处理技术,但集成电路本身的高速度也不容置疑。
    (4)可编程
    早期数字集成电路的功能是由生产厂家根据用户的一般需求而在生产时决定的,而现在许多数字集成电路具有“可编程”的特性,即厂家只生产"半定制",的产品,模块的具体功能由用户根据实际需要进行现场“编程”,这不仅为用户研究开友产品带来了极大的方便和灵活性,大大地提高了产品的可靠性和保密性。

  (二)数字电路特点   T110HF120

    数字电路与模拟电路有许多不同之处,在学习方法上也有较大的差异。
    (1)数字电路信号的特点
    数字信号是断续信号,且只有“有”和“无”(或“大”和“小”,)两种信号状态,因此它只需要分辨相对的关系,不需要讨论具体数值的大小,所以数字电路中常常以。电平,,来反映电量的相对大小,只有电平高、低之分,不讨论电压的具体数值。也正是由于这个原因,数字电路中对信号易于识别,抗干扰能力较强。
    (2)数字电路元件结构方面的特点
    因为数字电路只需在两种极限状态下工作,因此对元件特性的精度及电源的稳定程度等方面(3)求较低'所以电路简单,易于集成化,数字电路通常多采用集成电路。
    (3)数字电路分析方法的特点
    数字电路主要研究电路的输入端与输出端之间的逻辑关系,即研究电路中条件和结果的必然规律,因此可以用逻辑代数、真值表、逻辑图、卡诺图等方法进行运算和分析,方法甚为简便。至于集成数字部件的内部电路虽然十分复杂,但是可以不必深入讨论,只需了解器件的功能特性、主要参数,就可以方便地使用。
    (4)数字电路功能方面的特点
    数字电路可以方便地对信息进行备种运算、处理;还可以模拟人脑进行逻辑判断、逻辑思维,因此可以制成单板机或单片机用于汽车电气设备,使汽车电气设备装置实现智能化。
    但是必须指出数字电路是建立在模拟电子技术基础之上的,而且它不能取代模拟电路。
例如用传感器转换的信号,大多数是模拟信号,实际使用的信号也往往需要模拟量,因此往往要将数字信号与模拟信号进行转换(D/A数/模转换或模/数A/D转换)。此外,由于采用集成电路,输出功率有限,在控制系统中,往往必须配置驱动电路,才能驱动执行机构动作。

  (三)对数字电路进行分析?
    一个复杂的数字电路往往使用上千个门电路,在设计和分析电路时,把每一个门电路的具体电路都详细地画出来并加以分析,那将是一个非常艰巨的工作。
    实际上,设计和分析数字电路主要是分析它们的逻辑功能。这些逻辑功能是由各种逻辑部件完成的。门电路就是逻辑部件的一种。因此在数字电路图中,一般只需表示出用的是什么逻辑部件,以及这些部件之间存在什么样的逻辑关系就行了。至于逻辑部件内部的电路组成则无需过问。
    在各种复杂的数字电路中需要对二进制信号进行算术和逻辑运算。用以实现基本逻辑运算和复合逻辑运算的单元电路称为门电路,它是数字电路的基本逻辑单元之一。除此外,在数字电路中还经常需要将二值信号和运算结果保存起来,即需要使用具有记忆功能的基本逻辑单元。能够存储l位二进制信号的基本单元电路统称为触发器,它是数字系统的另一种基本逻辑单元。根据电踣实现的逻辑功能的不同特点,可将数字电路分为组合逻辑电路和时序逻辑电路,前者不含有存储单元。不同的电路有不同的分析方法,但是它们都是以逻辑代数为基础的。
    在设计和分析数字电路的逻辑关系时,常使用四种方法,即逻辑图、真值表、逻辑函数表达式和卡诺图。在实际应用中,逻辑图和真值表是最常用的,而逻辑函数表达式和卡诺图主要供设计人员在设计数字逻辑电路时使用。逻辑图是指用逻辑符号组成的电路图,而真值表是使用逻辑“1”和逻辑“0”列表表示逻辑关系的一种方法。

 

 

 

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     随着电子计算机的普及和信息时代的到来,数字电子技术正以前所未有的速度在各个领域取代模拟电子技术,并迅速渗入人们的日常生活。数字手表、数字相机、数字电视、数字影碟机、数字通信等都应用了数字化技术。   M29W800DT70N6E
    作为数字电子技术的结晶,数字电路在数字通信和电子计算机中扮演着举足轻重的角色。数字通信中的编码器、译码器,计算机中的运算器、控制器、寄存器,无不是采用了数字电路。即使是像调制解调器这类过去通常用模拟技术实现的器件,如今也越来越多地采用了数字技术来实现。由于电子技术的发展,数字电路已实现了集成化,且可分为TTI。和CMOS两种类型,其中CMOS数字集成电路具有功耗低、输入阻抗高、工作电压范围宽、抗干扰能力强和温度稳定性好等特点,在数字电路中应用最为广泛。

  (一)数字电路优点:
    与模拟电路相比,数字电路具有抗干扰能力强、可靠性高、精确性和稳定性好、通用性广、便于集成、便于故障诊断和系统维护等特点。以抗干扰能力和可靠性为例,数字电路不仅可以通过整形去除叠加于传输信号上的噪声和干扰,还可以进一步利用差错控输信号进行检错和纠错。   
    不仅如此,数字集成电路正向着大规模、低功耗、高速度、可编程、可测试和多值化方向发展,这就越来越显示出数字电路的优势。
    (1)大规模
    如今一块半导体硅片上已可集成上百万个数字逻辑门,集成规模的提高将极大地提高数字系的可靠性,减小系统的体积,降低系统的功耗与成本。
    (2)低功耗
    即使是包含上百万个逻辑门的超大规模数字集成电路,其功耗也可低达毫瓦(mW)级。   
    (3)高速度
    随着社会的发展'需要处理的信息越来越多,这就要求所使用的集成电路速度越来越高,目前每秒运算速度为上亿次的超级计算机已不是新鲜事。虽然计算机的这种高速度在很大程度上依赖于并行处理技术,但集成电路本身的高速度也不容置疑。
    (4)可编程
    早期数字集成电路的功能是由生产厂家根据用户的一般需求而在生产时决定的,而现在许多数字集成电路具有“可编程”的特性,即厂家只生产"半定制",的产品,模块的具体功能由用户根据实际需要进行现场“编程”,这不仅为用户研究开友产品带来了极大的方便和灵活性,大大地提高了产品的可靠性和保密性。

  (二)数字电路特点   T110HF120

    数字电路与模拟电路有许多不同之处,在学习方法上也有较大的差异。
    (1)数字电路信号的特点
    数字信号是断续信号,且只有“有”和“无”(或“大”和“小”,)两种信号状态,因此它只需要分辨相对的关系,不需要讨论具体数值的大小,所以数字电路中常常以。电平,,来反映电量的相对大小,只有电平高、低之分,不讨论电压的具体数值。也正是由于这个原因,数字电路中对信号易于识别,抗干扰能力较强。
    (2)数字电路元件结构方面的特点
    因为数字电路只需在两种极限状态下工作,因此对元件特性的精度及电源的稳定程度等方面(3)求较低'所以电路简单,易于集成化,数字电路通常多采用集成电路。
    (3)数字电路分析方法的特点
    数字电路主要研究电路的输入端与输出端之间的逻辑关系,即研究电路中条件和结果的必然规律,因此可以用逻辑代数、真值表、逻辑图、卡诺图等方法进行运算和分析,方法甚为简便。至于集成数字部件的内部电路虽然十分复杂,但是可以不必深入讨论,只需了解器件的功能特性、主要参数,就可以方便地使用。
    (4)数字电路功能方面的特点
    数字电路可以方便地对信息进行备种运算、处理;还可以模拟人脑进行逻辑判断、逻辑思维,因此可以制成单板机或单片机用于汽车电气设备,使汽车电气设备装置实现智能化。
    但是必须指出数字电路是建立在模拟电子技术基础之上的,而且它不能取代模拟电路。
例如用传感器转换的信号,大多数是模拟信号,实际使用的信号也往往需要模拟量,因此往往要将数字信号与模拟信号进行转换(D/A数/模转换或模/数A/D转换)。此外,由于采用集成电路,输出功率有限,在控制系统中,往往必须配置驱动电路,才能驱动执行机构动作。

  (三)对数字电路进行分析?
    一个复杂的数字电路往往使用上千个门电路,在设计和分析电路时,把每一个门电路的具体电路都详细地画出来并加以分析,那将是一个非常艰巨的工作。
    实际上,设计和分析数字电路主要是分析它们的逻辑功能。这些逻辑功能是由各种逻辑部件完成的。门电路就是逻辑部件的一种。因此在数字电路图中,一般只需表示出用的是什么逻辑部件,以及这些部件之间存在什么样的逻辑关系就行了。至于逻辑部件内部的电路组成则无需过问。
    在各种复杂的数字电路中需要对二进制信号进行算术和逻辑运算。用以实现基本逻辑运算和复合逻辑运算的单元电路称为门电路,它是数字电路的基本逻辑单元之一。除此外,在数字电路中还经常需要将二值信号和运算结果保存起来,即需要使用具有记忆功能的基本逻辑单元。能够存储l位二进制信号的基本单元电路统称为触发器,它是数字系统的另一种基本逻辑单元。根据电踣实现的逻辑功能的不同特点,可将数字电路分为组合逻辑电路和时序逻辑电路,前者不含有存储单元。不同的电路有不同的分析方法,但是它们都是以逻辑代数为基础的。
    在设计和分析数字电路的逻辑关系时,常使用四种方法,即逻辑图、真值表、逻辑函数表达式和卡诺图。在实际应用中,逻辑图和真值表是最常用的,而逻辑函数表达式和卡诺图主要供设计人员在设计数字逻辑电路时使用。逻辑图是指用逻辑符号组成的电路图,而真值表是使用逻辑“1”和逻辑“0”列表表示逻辑关系的一种方法。

 

 

 

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