第八章数字电路

严格来说，数字电路包括了脉冲电路和数字逻辑电路两部分。脉冲电路主要研究脉冲的产生、变换和测量。尽管脉冲波形形状多样，但它们都有共同点，就是整个波形都由若干个暂态和稳态过程组成。为了获得暂态过程，脉冲电路必须包括两个组成都分：一个是开关电路，用来接通和断开电路，以破坏电路稳态建立暂态；一个是惰性电路，用以控制暂态过程时间。我们使用的开关是晶体三极管、二极管、MOS管及由它们构成的集成电路。常用的隋性电路有RC、RL、RLC和延迟线，其中以RC电路为主。

数字逻辑电路是一门研究数字信号的编码、运算、记忆、计数、存储、分配、测量和传输的科学技术。简单地说是用数字信号去实现运算、控制和测量的科学。模拟电路就是利用信号的大小强弱(某一时刻的)表示信息内容的电路,例如声音经话筒变为电信号，其电信号的大小就对应于电信号大小强弱（电压的高低值或电流的大小值），用以处理该信号的电路（简称功放）就是模拟电路，．模拟信号在传输过程中，很容易受到干扰而产生失真（与原来不一样）．

数字电路则不同，它不利用信号大小强弱来表示信息，它利用电压的高低或电流的有无或电路的通断来表示信息的１或０，用一联串的１或０编码表示某种信息（由于只有１与０两个数码，所以叫二进制编码，用以处理该信号的电路就是数字电路,它利用电路的通断来表示信息的１或

模拟信号与数字信号(1)模拟信号与数字信号不同的数据必须转换为相应的信号才能进行传输：模拟数据一般采用模拟信号，例如用一系列连续变化的电磁波(如无线电与电视广播中的电磁波)，或电压信号(如电话传输中的音频电压信号)来表示；数字数据则采用数字信号，例如用一系列断续变化的电压脉冲(如我们可用恒定的正电压表示二进制数1，用恒定的负电压表示二进制数0)，或光脉冲来表示。当模拟信号采用连续变化的电磁波来表示时，电磁波本身既是信号载体，同时作为传输介质；而当模拟信号采用连续变化的信号电压来表示时，它一般通过传统的模拟信号传输线路(例如电话网、有线电视网)来传输。当数字信号采用断续变化的电压或光脉冲来表示时，一般则需要用双绞线、电缆或光纤介质将通信双方连接起来，才能将信号从一个节点传到另一个节点。

(2)模拟信号与数字信号之间的相互转换

模拟信号和数字信号之间可以相互转换：模拟信号一般通过PCM脉码调制方法量化为数字信号，即让模拟信号的不同幅度分别对应不同的二进制值，例如采用8位编码可将模拟信号量化为2^8=256个量级，实用中常采取24位或30位编码；数字信号一般通过对载波进行移相(PhaseShift)的方法转换为模拟信号。计算机、计算机局域网与城域网中均使用二进制数字信号，目前在计算机广域网中实际传送的则既有二进制数字信号，也有由数字信号转换而得的模拟信号。但是更具应用发展前景的是数字信号。我是学电子的，早就学习过数电这门课了。我个人认为，数电这门课还不是太抽象的。我觉得你应该把它看成是一门独立的学科，先不要将它与计算机过多的联系到一起。它研究的主要是0与1在不同功能器件下的结果。掌握了各种器件的基本功能后，先去分析一些简单电路，之后去研究较复杂电路。从中了解电路的设计理念。有一定基础后再去设计电路。0和1之间有很多功能需要去实现，都是通过数字电路完成的。学好这门课程对深层次计算机是很关建的。同学们经过上学期的学习应该对大学的学习和考试有了一定的了解，这节课我先用十分钟的时间说一下大学的学习和高中学习的一些区别，希望同学们能更好的适应大学学习生活。我们来看一下从高中到大学的几个大的变化，第一个就是教学内容由少而浅变为多而深，高中的时候一个重要的知识点老师可能要反复的讲，而且会找大量的题去练习，而大学的课程讲得非常快，有一些知识老师可能就一嘴代过，有的时候由于课时不够一些章节还要进行删减，而且也没有领大家做太多的练习题，这就需要大家课下去补充，到图书馆查一些书或者到网上查一些文献。二学习方法由监督学习变为自主学习，到大学大家会明显发觉更加自由了，自己可以支配的时间也变多了，不像高中的时候在学校有老师看着，在家有父母管着，现在父母离得远，老师管得不严，就变得散漫、懒惰、不学习、天天出去玩，为了不让自己这大学时间虚度，最好是给自己制定一个计划，不要到毕业时看到身边的同学都考上研、都找到好工作了，到那时才后悔没有好好学习就晚了。三授课速度由多讲解到少讲解，多思考多讨论，四学习任务由考大学明确目标到学习知识掌握技能，毕业后找一份好的工作。很多人都说大学是培养综合能力的地方，有一些同学过于忙于学生会的事情，或者打游戏，看偶像剧，看到别人不学，自己也不学，不要人云亦云。时间会很快就过去的，好好把握自己的大学美好时光。在上课之前呢，我先讲几点事情：每个老师的讲课方式不一样，另外，大家一定要利用我自己的大学时光。这里我想说一下就是，学习知识的时候一定要进行总结概括，也就是在脑海里形成个框，这本医学电子学基础主要讲两方面的内容，前面是模拟部分，后面是数字部分，中间加了一章直流电源，最后一章是模拟与数字的转换，这样既方便我们记忆，也使我们的思路非常清晰，等你们毕业的时候，收拾东西，拿起这本书的时候，不要一点都回忆不起来这本书到底都讲什么了，还有就是想特别提醒各位同学，大学的时光很短暂，希望同学们现在就有一个自己的计划，毕业了是考研还是找工作，大学四年怎样去过，是天天在寝室打游戏、看电视剧、同学们聊天，数字集成电路中，三极管要么导通，要么关闭，制作集成电路时，模拟集成电路和数字集成电路的制作方法不一样，数字集成电路中三极管要么饱和导通，要么截止。半导体做成的电阻，阻值不是很大，因为半导体在一定温度下才是线性的，精度低，高可靠性表示稳定。第八章模拟电路和数字电路的区别、都各自处理哪些问题1、模拟信号和数字信号举例用电子电路记录从自动生产线上输出的零件数目时，每送出一个零件便给电子电路一个信号，使之记1，而平时没有零件送出时加给电子电路的信号是0，所在为记数。可见，零件数目这个信号无论在时间上还是在数量上都是不连续的，因此他是一个数字信号。最小的数量单位就是1个。仅当某种信号能代表数字的时候才能称其为数字信号。以前的电视传输声音、图象、色彩用连续变化的物理量表示的信号，例如黑、深黑、灰黑、灰、灰白、白、亮白等一连串连续的量转变为电磁信号来传输图象，称为模拟信号。这种方法容易受到干扰。现在用0和1来将这些信号进行编码，象发电报一样，将0（断电），1（通电）转变成电磁信号进行传输。因为通电和断电是有明确界线的，不容易被模糊和干扰，传输的质量好。0和1是计算机二进制的两个数字，所以称为数字信号、数字电视。日常生活中我们常常遇到的“数字技术”，大体上就是这个意思。

不过，我们现在用的电视机还是模拟电视机，所以机顶盒又将数字信号转变为模拟信号再输入电视机，所以数字信号的优点并没有显现出来。2、脉冲数字信号？脉冲信号：瞬间突然变化,作用时间极短的电压或电流称为脉冲信号.它可以是周期性重复的,也可以是非周期性的或单次的。实际上脉冲信号无法区别是否为模拟信号,像脉冲话机拨号的信号还是模拟的。而计算机上的时钟和数据也是脉冲，却是数字信号.简单的说,就是脉冲信号传播的是数字信号时它就是数字信号,传播模拟信号时就是模拟信号.脉冲信号就是有一定含义的脉冲，如果不赋予脉冲含义就是脉冲，不是信号。我们把脉冲高电平定义为1，低电平为0，这样表示二进制数字就是数字信号，当然可以反过来定义低电平为1也可以。脉冲信号转换成数字信号就是给脉冲一定的含义就可以了。，如果要用计算机控制驱动器就是给一个信号控制驱动器运动就可以，具体干什么，可以再给信号控制它就可以了。计算机输出的数字信号就是脉冲，只要给他地址或命令的含义，并送入合适的导线就是了，实际就是译码。所谓脉冲信号表现在平面坐标上就是一条有无数断点的曲线,也就是说在周期性的一些地方点的极限不存在,比如锯齿波,也有电脑里用到的数字电路的信号,0,13、典型的数字信号？二极管钳位保护电路是指由两个二极管反向并联组成的，一次只能有一个二极管导通，而另一个处于截止状态，那么它的正反向压降就会被钳制在二极管正向导通压降0.5-0.7以下，从而起到保护电路的目的。钳位电路的作用是将周期性变化的波形的顶部或底部保持在某一确定的直流电平上。图Z1615为常见的二极管钳位电路。设输入信号如图Z1616（a）所示,在零时刻，uO(0+)=+E，uO产生一个幅值为E的正跳变。此后在0～t1间，二极管D导通，电容C充电电流很大，uC很快等于E，致使uO=0。在t1时刻，ui（t1）=0，uO又发生幅值为－E的跳变,在t1～t2期间，D截止，充电电容C只能通过R放电，通常，R取值很大，所以uC下降很慢，uO变化也很小。在t1时刻uI（t2）=E，uO又发生一个幅值为E的跳度，在t2～t3期间，D导通，电容C又重新充电。与0～t1期间内不同，此时电容上贮有大量电荷，因而充电持续时间更短，uO更迅速地降低为零。以后重复上述过程，uO和uC的波形如图Z1616（b）、（c）。可见，uO的顶部基本上被限定在零电平上，于是，就称该电路为零电平正峰（或顶部）钳位电路。将图Z1615中的二极管反接，便可把输入矩形波的底部钳位在零电平上，形成零电平负峰（或底部）钳位电路。&n图Z1617为三极管钳位电路，如将其be结也看成是一个二极管，那么,就钳位原理而言，与图Z1616所示电路完全一样，只不过该电路还具有放大作用而已A,B同时为1，二极管才能全部截止，Y才为“1”，即Y=A.B，而A和B中只要有一个为0，对应二极管就会导通，把Y电位钳到0.7V，就是Y端为“0”状态。追问你好谢谢你的回答但是我还是不明白你是怎么看出来“当二极管截止时Y为1”的现在的问题不是这个电路而是该怎么看这种电路。。或者说怎么把这种电路转换成我所熟知的高中物理的那种闭合电路。。谢谢你回答这个问题先看当二极管导通时，电压Vcc为+，就有电流通过电阻R，再流过二极管（一个或二个）到“0“，因为二极管导通，它的正向压降为0.7V，因此Y端的电压就被这个二极管正向压降0.7V所决定（钳位），就是Y端为“0”状态。

那么如果A,B端都为“1”状态时，二极管都截止，这样就没有电流流过二极管了，Vcc为+，电流可以通过电阻R直接到Y端，没有二极管钳位，Y端为高电平，即“1”状态，应该不难理解吧。

现在图上标的为3.7V，是因为Y端的输出负载上有一点电流，使电阻R上产生了1.3V压降。要搞清楚这个问题，需要搞清楚模拟电路和数字电路的区别与联系！

1.从图上看出，标示出的0.7v，3.7v，