第二节-数字电路基础-1、模拟信号和数字信号

数字电子技术中的数字信号和数字电路概述数字电子技术是指利用数字信号和数字电路进行信息处理的技术，它在现代电子领域中得到了广泛的应用。

在数字电子技术中，数字信号和数字电路是两个核心概念，本文将对数字信号和数字电路进行概述，以便读者对数字电子技术有一个初步的了解。

一、数字信号数字信号是用离散的数值表示的信号，它可以是离散时间的，也可以是离散幅度的。

在数字电子技术中，我们常常使用二进制数字来表示数字信号。

二进制数字由0和1两个数字组成，它们可以通过逻辑门电路的组合来表示和处理。

数字信号可以分为模拟数字信号和数字数字信号两种类型。

模拟数字信号是指以数字形式表示的模拟信号，它在某一时间段内具有连续的数值。

当我们采集模拟信号时，需要将其转换为数字信号，这个过程被称为模数转换。

模数转换一般需要使用模数转换器（ADC）来完成，ADC可以将模拟信号转换为数字信号，以便进一步的数字信号处理和存储。

数字数字信号是指在一段时间内只取有限个数值的信号。

数字信号具有离散的数值和离散的时间特性，它可以通过逻辑电路进行处理和存储。

数字信号经常用于数字系统和数字通信系统中，例如计算机、数字电视等。

二、数字电路数字电路是用于处理数字信号的电路，它由数字部件和逻辑门组成。

数字部件是数字信号的处理单元，其中包括与门、或门、非门等逻辑部件，以及触发器、计数器、寄存器等存储器件。

逻辑门是数字电路的基本构建单元，它由晶体管或集成电路组成，可以实现逻辑运算功能。

数字电路一般包括组合逻辑电路和时序逻辑电路两种类型。

组合逻辑电路由逻辑门组成，它的输出只取决于当前的输入信号。

时序逻辑电路是一种有状态的逻辑电路，它的输出取决于当前的输入信号和前一时刻的状态信号。

时序逻辑电路一般通过触发器来实现状态的存储和更新。

数字电路的设计和实现需要遵循一定的原则和方法。

布尔代数是数字电路设计的基础，它可以用于逻辑函数的化简和最小化。

数字电路的设计还需要考虑功耗、时序、面积等方面的问题，以便实现高性能、低功耗的数字系统。

第一章 数字电路基础新课导入：前言电子电路根据处理信号和工作方式的不同，可分为模拟电路和数字电路两类。

模拟信号：指幅度随时间连续变化的信号。

例如：速度、温度、电场等物理量通过传感器转换后的电信号。

模拟电路：对这些信号进行传输、处理的电子电路称为模拟电子电路。

主要是研究输出与输入之间信号的大小、相位变化等。

信号发生器、功率放大器、整流滤波器等都是由模拟电路组成的。

其波形为：教学过程：§1-1 数字电路概述一、数字信号和数字电路数字信号：指幅度随时间不连续变化的脉冲信号。

数字电路：主要是指输出与输入之间的逻辑关系，一般不研究变化过程。

如数字万用表、数字石英电子表、声音通过扩音器也是一种数字信号。

波形如下图：数字电路的应用：数字电视、数字录像机、数字通信系统、数字电子计算机、数字控制系统等。

(a)1111(b)二、数字电路的特点数字电路中只有高电平、低电平两种状态，通常采用二进制编码，即只有1和0两个数码，用来表示脉冲信号的无有或多少。

高电平3.6V用1表示，低电平0.3V用0表示。

例：光盘的刻录数字电路中的二极管、三极管都是工作在开关状态，开关的接通与断开，可以用导通和截止来实现。

导通用1，截止用0表示，这种表示方法一般称为正逻辑。

如果低电平对应1，高电平对应0的关系称为负逻辑。

数字电路的分析与模拟电路不同，主要是以逻辑代数为主要工具，利用真值表、逻辑函数表达式、卡诺图、波形图等。

特点：1、数字信号易于存储、加密、压缩、传输和再现。

2、数字电路结构简单，便于集成化、系列化批量生产，成本低、使用方便。

3、可靠性高、精度高、抗干扰能力强。

4、能实现数值运算，可编程数字电路容易实现各种算法，具有较大的灵活性。

5、能实现逻辑运算和判断，便于实现各种数字控制。

三、数字电路的应用1、信号发生器2、数字电子仪表3、数字家电产品4、数字电子计算机5、数字通信6、工业数字控制系统四、如何学好数字逻辑电路1、学好基础知识2、多做数字电路实验3、综合应用数字集成电路§1-2 数制与编码一、数制在数字电路中，常用二进制数、八进制数和十六进制数。

第一章 数字电路基础 1.1 数字电路的基本概念一、 模拟信号和数字信号电子电路中的信号可以分为两大类：模拟信号和数字信号。

模拟信号——时间连续、数值也连续的信号。

数字信号——时间上和数值上均是离散的信号。

（如电子表的秒信号、生产流水线上记录零件个数的计数信号等。

这些信号的变化发生在一系列离散的瞬间，其值也是离散的。

）数字信号只有两个离散值，常用数字0和1来表示，注意，这里的0和1没有大小之分，只代表两种对立的状态，称为逻辑0和逻辑1，也称为二值数字逻辑。

数字信号在电路中往往表现为突变的电压或电流，如图1.1.1所示。

该信号有两个特点： （1）信号只有两个电压值，5V 和0V 。

我们可以用5V 来表示逻辑1，用0V 来表示逻辑0；当然也可以用0V 来表示逻辑1，用5V 来表示逻辑0。

因此这两个电压值又常被称为逻辑电平。

5V 为高电平，0V 为低电平。

（2）信号从高电平变为低电平，或者从低电平变为高电平是一个突然变化的过程，这种信号又称为脉冲信号。

二、 数字电路传递与处理数字信号的电子电路称为数字电路。

数字电路与模拟电路相比主要有下列优点： （1）由于数字电路是以二值数字逻辑为基础的，只有0和1两个基本数字，易于用电路来实现，比如可用二极管、三极管的导通与截止这两个对立的状态来表示数字信号的逻辑0和逻辑1。

（2）由数字电路组成的数字系统工作可靠，精度较高，抗干扰能力强。

它可以通过整形很方便地去除叠加于传输信号上的噪声与干扰，还可利用差错控制技术对传输信号进行查错和纠错。

（3）数字电路不仅能完成数值运算，而且能进行逻辑判断和运算，这在控制系统中是不可缺少的。

（4）数字信息便于长期保存，比如可将数字信息存入磁盘、光盘等长期保存。

（5）数字集成电路产品系列多、通用性强、成本低。

由于具有一系列优点，数字电路在电子设备或电子系统中得到了越来越广泛的应用，计算机、计算器、电视机、音响系统、视频记录设备、光碟、长途电信及卫星系统等，无一不采用了数字系统。

数字电路和模拟电路数字电路和模拟电路是电子学中两个重要的概念。

它们分别代表了数字信号和模拟信号的处理方式。

在现代电子技术中，数字电路和模拟电路经常被用于各种电子设备和系统中。

本文将分别介绍数字电路和模拟电路的基本概念、应用领域以及它们之间的区别。

数字电路是一种处理二进制信号的电路。

二进制信号由0和1两个状态表示，类似于开关的打开和关闭。

数字电路通过逻辑门和触发器等基本元件来处理和操作二进制信号。

逻辑门有与门、或门、非门等，它们可以实现与、或、非等基本逻辑运算。

触发器可以用来存储和传输二进制信号。

数字电路可以实现各种逻辑功能，如加法、减法、乘法、除法等，还可以实现数据存储和处理、信号传输和控制等功能。

数字电路广泛应用于计算机、通信系统、数字电视、数字音频和视频设备等领域。

模拟电路是一种处理连续信号的电路。

连续信号可以采用各种形式表示，如电压、电流、声音和图像等。

模拟电路通过放大器、滤波器、调制器等元件来处理和操作连续信号。

放大器可以放大信号的幅度，滤波器可以选择性地通过或抑制信号的频率，调制器可以改变信号的调制方式。

模拟电路可以实现各种信号处理功能，如放大、滤波、调制、解调等，还可以实现音频和视频信号的处理和传输。

模拟电路广泛应用于音频设备、视频设备、无线通信系统、传感器和控制系统等领域。

数字电路和模拟电路在处理信号的方式上存在明显的区别。

数字电路处理的是离散的二进制信号，信号的取值只能是0和1。

而模拟电路处理的是连续的信号，信号的取值可以是任意的。

数字电路采用的是离散的逻辑运算，运算结果也是离散的。

模拟电路采用的是连续的运算，运算结果也是连续的。

数字电路可以实现精确的数值计算和逻辑判断，但对信号的处理有一定的误差。

模拟电路可以实现连续的信号处理和传输，但对信号的精度和稳定性要求较高。

数字电路和模拟电路在实际应用中往往会结合使用。

数字电路可以用来处理和控制模拟信号，模拟电路可以用来将数字信号转换成模拟信号或将模拟信号转换成数字信号。