数字电子技术完整

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1、数字电子技术讲义内江师范学院物理系李兵数字电子技术备课材料引言：目前数字电路在通信、电视、雷达、计算机、自动控制、电子测量仪器等方面已得到广泛的应用。随着集成电路的发展，特别是中、大规模和超大规模数字集成电路的发展，将对各类电子系统的设计、制造和应用都产生深远的影响。例如：用数字电路构成的数字通信系统，与传统的模拟通信系统相比较，不仅抗干扰能力强，保密性好，适于多路远程传输，而且还能应用计算机进行信息的处理和控制，实现以计算机为中心的自动交换通信网。这种通信与计算机的结合正是工业发达的一种标志。又如，用数字电路构成的测量仪器，与模拟测量仪器相比较，不仅测量精度高、测试功能强，而且还

2、便于进行数据处理，实现测量自动化、智能化。总之，随着数字电子技术领域的发展与扩大，电子技术将会更广泛地渗透到国民经济的各个部门中去，并产生越来越深远的影响。因此，数字电路的分析与设计，将是现代电子工程人员、现代中学物理教师所必备的专业基础知识。第一章数字逻辑基础第一节模拟信号与数字信号一、从信号的角度看：（一）、信号：电子电路中的工作信号可分为两种类型即模拟信号和数字信号。模拟语言的音频信号模拟信号：模拟图象的视频信号特点：连续变化模拟温度、电压等物理量变化的信号信号：汽车在运行时速度表上的读数数字信号：工厂的产品统计表特点：非连续变化路灯的开与关（二）、数字电路包含的内容数字电路

3、包含的内容是：信号的产生、放大、整形、传送、控制、记忆、计数及运算。33康华光主编数字电子技术讲义内江师范学院物理系李兵（三）、数字电路的特点：1．由于数字信号是不随时间连续变化的，所以构成数字电路的二极管、三极管等有源器件都是工作在开关状态。（断开或接通、饱和或截止）2．研究对象是电路的输出与输入之间的逻辑关系。因此其分析工具主要是逻辑代数，表达电路功能的主要是真值表、逻辑表达式及波形图等。3．其电路的状态只有“0”、“1”两种情况。二、从波形的角度看模拟波形是连续变化的，而数字波形则是非连续变化的。如：正弦波周期性数字波形非周期性数字波形三、对数字波形的分析和讨论与模拟波形不同

4、，数字波形有周期性波形和非周期性波形之分。周期性数字波形常用周期T或频率f来描述；而非周期性脉冲波形则常用脉冲重复频率来表示。1．占空比：q％＝ｔｗ／ｔ×100％tw表示脉冲波形的脉冲宽度，t表示脉冲波形的周期。2．上升时间t和下降时间tf。在理想状态下，上升时间和下降时间均为零。而实际的数字波形却不是理想的，它的上升时间和下降时间均为有限值。上升时间tτ：脉冲信号的上升沿从10%到90%所经历的时间；下降时间tf：脉冲信号的下降沿从90%到10%所经历的时间；3．脉冲宽度tw：脉冲幅值的50%的两个时间点所跨越的时间。第二节数字电路33康华光主编数字电子技术讲义内江师范学院物理系

5、李兵概述：现代数字电路是用半导体工艺制成的若干数字集成器件构造而成的。逻辑门是其基本单元。存储器是用来存储二值数据的数字电路。从整体上看，数字电路可以分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两大类别。一、数字电路分类1．数字电路的结构：以二值数字逻辑为基础。2．数字电路的信号：是离散的数字信号。3．数字电路中的电子器件：二极管、三极管和场效应管。其工作状态应是开关状态。（两种状态：饱和状态、截止状态）4．数字集成电路所用的材料：以硅材料为主，以化合物半导体材料如砷化镓为辅。5．数字集成电路的分类：（从集成度角度）小规模、中规模、大规模、超大规模和甚大规模等五类。6．数字集成电路中的集成度：指

6、每一芯片中所包含的三极管的个数。二、数字电路的分析方法和测试技术1．数字电路的分析方法主要是研究电路的输出与输入之间的逻辑关系。不能采用模拟电路的分析和计算方法。所用的数学工具是逻辑代数，表达电路主要功能的方式为功能表、真值表、逻辑表达式和波形图。2．数字电路的测试技术安装完成后，必须经过严格的测试才能使用。常见的测试工具主要有：（1）数字电压表（2）电子示波器第三节数制一、数的几种常用进制常用进制有10进制、2进制、8进制、16进制等。（一）10进制（D）1．10进制：常用进制，有10个数符，其特点是逢十进一。其实质是：所谓十进制就是以10为基数的计数体制。2．10进制的表达式：

7、从理论上讲，任意一10进制数可以表示为33康华光主编数字电子技术讲义内江师范学院物理系李兵ND=ΣKi×10ii从-∞到∞归纳起来，10进制的主要特点是：（1）有10个不同的数码；（2）计数基数为10；（3）可以用多项式表示。如：10进制数：4362其表述方法为：4×103+3×102+6×101+2×100又如：10进制数：56372其表述方法为：5×104+6×103+3×102+7×101+2×100（二）2进制（B）1．2进制：2进制中有两个数符，它们分别表示