这篇电子高级工程师论文发表了数字信号与数字电路的类型和特点,随着数字技术的不断发展,我国的数字电路在各个领域都得到了应用。论文首先介绍了数字信号和数字电路的概念,通过对变化信号的时间和数值的反应来运用到各行各业中,所以了解数字电路的类型和特点。
【关键词】电子高级工程师论文,数字电子技术,数字信号,数字电路
引言
自然界中有各种变化的物理量,经过研究发现其中的变化规律总结起来就是两类。其中一种是时间和数值的连续变化,比如收音机和电视机接收的信号,在正常情况下这些信号都是连续变化的,一般不会出现急剧的变化。这种被称之为模拟量物理量,模拟量的信号就是模拟信号,语音信号和模拟信号等同于正弦波信号,传送模拟信号的电路叫做模拟电路。
1.数字信号和数字电路的概念
一种是在时间和数值上的断续变化,这就是说数字信号的变化是不连续的,就好比工厂库房的元器件数量或者站在操场上的人,它们的数量增减变化都是1的整倍数,因为小于1是没有物理意义的。这种物理量就是数字量,代表数字量的信号就是数字信号,最典型的数字信号就是方波信号。数字信号也被称为脉冲信号或者离散信号,常规意义上的数字信号就是电位型和脉冲型这两种,它在两个稳定的状态之间作跳跃式变化,可以利用电位型表示法中的1和0表示电位信号,而脉冲型表示法就是用数字1和0表示是否存在脉冲[1]。产生、传送和存储数字信号的电路称之为数字电路,数字电路包括数字电路和脉冲电路两大类,而脉冲电路主要是研究脉冲信号的产生和变换。从某种意义上来说,数字信号也是属于电信号,但是这种信号的电压只有两种跳动变化,就是高电压和低电压,至于两种电压的具体数值要依据电路规定,高电压一般是和供电电压相等,低电压就表示0.如果一个电路的信号满足这些特征就是数字电路。
2.数字电路的类型和特点
2.1数字电路的类别
(1)根据结构可分为立元件电路和集成电路,用导线把每个基本元器件(电阻、二极管和场效应管等)连接起来的电路就是分立元电路,把每个元器件的连线制作在一块基片上再封装提供给用户。用户使用时通过外管脚利用电路就是集成电路,集成电路爱在那后基本元器件的数量可以分成不同规模的集成电路,每一块电路大约包含100个以内的元器件就是小规模的集成电路,比如集成触发器或者逻辑门电路等;每一块电路包含100以上1000以下个元器件就是中规模的集成电路,比如计算机、寄存器和编码器等;每一块电路包含1000以上10000以下个元器件就是大规模集成电路,比如中央控制器、存储器和串联接口电路等;每一块电路包含10000个以上的元器件就是超大规模的集成电路,微处理器就是其中的典型[2]。
(2)根据半导体器件构成可分为单极电路和双极电路,内部有二极管和三极管的器件就是双极半导体器件。双极集成电路的基本器件是双极性管,比如TTL电路和ECL电路;同理,单极性集成电路的基本器件就是单极性管,比如PMOS电路和CMOS电路。(3)根据记忆功能电路课分为组合逻辑电路和时序逻辑电路,时序逻辑电路的输出不仅仅是由当前的电路输入决定的,还与电路之前的状态有关,比如计算器和触发器等等,这些集成电路都是时序电路,它们拥有过去的输入记忆[3]。组合逻辑电路则与电路过去的状态没有关系,譬如编码器、译码器和数据选择器等器件都没有过去的输入记忆。如下图就是数字电路的实际运用案例。
2.2数字电路的特点
与模拟电路相比,数字电路主要有这些优点:(1)数字电路不仅可以进行加减乘除的运算,还可以完成是与非的逻辑运算,这是控制系统必不可少的条件,所以数字电路还有另一个称呼——数字逻辑电路;(2)不论是数字运算还是逻辑运算,数字电路的代码只有0和1这两种,电路的基本单元也比较简单,这样在批量生产电路的时候就会方便很多。随着工艺和技术的飞速发展,批量生产的成本也会更低,更容易操作;(3)数字电路只有高低两种电平信号,所以半导体数字电路一般只有导通和截止这两种状态,而且功能消耗量低,抗干扰性强,稳定性和可靠性都比较高;(4)数字电路可以对数字信号进行加密处理,这样在传输信号时就不会出现被盗取的情况,从而造成经济损失;(5)数字集成电路组成的数字电路系统具有通用型的特点,也就是说数字电路的应用范围非常广,可以运用于多个领域和行业[4]。
3.结语
在数字信号中通常是采用数字1和0来表示电平信号和脉冲信号,按照数字电路结构可以分为分立电路和集成电路,按照半导体器件可分为单极性电路和双极性电路,按照记忆功能的不同可分为时序逻辑电路和组合逻辑电路。数字电路具有稳定性、可靠性和保密性等优点,因此可以进行批量成产。但是数字电路设计会受到数字信号的影响,从而降低整个系统的性能,因此对数字信号和数字电路进行分析非常重要,只有解决了这个问题,才能确保系统稳定地工作。
参考文献
[1]金鑫.数字电子技术中的数字信号和数字电路[J].现代工业经济和信息化,2015,5(15):55-56.
[2]吴婷婷.数字电子技术中的数字信号和数字电路[J].通讯世界,2015,5(23):55-56.
[3]杨长辉.数字电子技术与数字信号处理浅探[J].社会科学(引文版),2016,11(2):64-65.
[4]苏连治.数字电子技术与数字信号处理[J].科技致富向导,2014,17(32):174-175.
作者:宣文静 单位:湖北工程学院新技术学院
推荐阅读:《电子科技》(月刊)创刊于197年,是由中华人民共和国工业和信息化部主管,西安电子科技大学主办的学术、技术类专业期刊。