[精品]电子信息与通信专业英语

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1、1.数字电路和模拟电路1.1数字电路数字设计可以分为两个总的领域。第一个领域是运用可用的构建模块直接创造和生产硬件。第二个领域是计算机软件或程序设计方面，它可以涉及或不涉及硬件设计方面。第二个领域使用的技术完全不同与常规的硬件设计，为了有效的开发和调试还需要在专业测试设备上做大量的投入。这个领域所需要的信息量相当于一本单独的书，这里并不涉及。然而，计算机技术的许多方面在常规的硬件设计中是非常重要的。在其中有作为PROM被提到的可编程只读存储器和被称为RAM（随机访问存储器）的读写存储器。“固件”这个词通常被

2、使用在这些应用屮。数字电路设计与模拟电路设计有很大的不同，它更像一个小型的系统设计。对大型的设计部分而言，它由标准构建模块连接构成不用被动地修改组件。当然,许多电路确实包含模拟和数字两个部分，这些系统的构成是两种技术的混合体。1.1.1基本电路数字电路设计是以“是”或“否”，“真”或“假”，“高”或“低”等简单概念为基础的。在电子学中，基本电路是与非门。一个简单的版本如图1・1所示。如果A和B是开路的或者连接到一个正电压，电流从R,通过三极管的基极发射极结，调整三极管（工作点）接近或进入饱含状态。E（）此时

3、接近地电位，输出被称为“0”或者“低”。如果A或B或者A和B接地，通过Ri的电流被转移到所接的地极。这个过程在二极管D（）的阳极产生了一个电压下降。然而，这个屯压下降等于Do和三极管基射极两个二级管的电压下降之和，因此三极管（工作点）需要被调整。随着三极管的截止，E。接近+V电平，被称做“1”或石lujo需要注意的是在这个电路屮涉及到一个反置的问题。就是，如果输入为低，输出为高，反Z亦然。为了使电路非反置需要额外的单元。这就是为什么数字电路是基于反置逻辑的原因。“与非门”这个词就是“反置与门”的一个缩写。对

4、每一个逻辑门元素都有一个说明单元如何工作的“真值表”。这些表一般运用正逻辑。这就意味着输入信号为正时代表输入为1。负逻辑表示当输入信号为负吋代表输入为0。运用负逻辑吋经常混淆，因此在文屮并不运用。二输入的与非门真值表如图1.2所示。这个真值表表明如果A和B都为1（“高”或Hi）,输出为0o对于一个初学者有时很容易把与非门看作是一个与门后面跟一个反置电路的形式。一个与门的逻辑表示如果A和B为高，输岀为高。一个与门是一个实际的与非门后面跟—个反置电路。如果我们重看真值表，它也表明如果A或B为0输出则为1。换句话

5、说，与非门电路在输入端做了一个对1的与非函数或者对0的或非函数。如果两个输入相连，与非门电路就变为一个转置电路。图1.3表示了3个常见的符号。在输出端的小圆圈表示反置，因此如果圆圈被去除，这3个符合分别变为与门，或门，和异或门。或非门和异或门的真值表如图1.4所示。或非门的真值表表明如果A或B为1,输出为0。异或门的真值表除了A和B都为1的情况以外与或非门相同。从与非门的真值表中我们可以知道如果与非门的一个或多个输入为0,输出为1。将1反置得到0,我们就拥有了一个或非门。不管运用什么制作方法，都很难做出一个

6、与非门电路。这个例子的口的是为了表明一个与非门的简单运用及其过程，通过这个过程更多复杂的构建模块可以被演变产生。在这里，应该注意数字组件和模拟组件之间的一个重耍不同。对电路设计者来说，并不怎么需要知道一个数字函数是如何实现的。如果这个工作完成得好，数字设备的一些重要性能，例如传输延迟、功率损耗、导线数目，和需要支持的模块，将会变得更好。如果设备的性能指标是可以达到的，试图学习这些技术总休上说是浪费时间。原因是数字设备的输入输出是确定的。就是“是”或“否”。这就意味着数字电路没冇必耍产生一个准确的结果，而是产

7、生一个已经定义了的输出。模拟领域充满了相对数、折衷和近似，所有这些都很大程度取决于半导体的基木特性。这些特性对不同的单元都是变化的和不同的。数字模块的设计者也面临相同的问题，但是一旦数字单元被正确的设计和建造，电路设计者在很大程度上可以消除对这些问题的考虑。当数字电路接近它们的最大速度工作时，它们也接近了一个失效模式，这个模式在本质上很人程度是以模拟屯路工作的，并11所冇模拟电路的麻烦和不确定性又随之而来。高频的性能可以用不同的方式说明。一个常见的表达方式是“最大反复频率”。它表明输出在逻辑的高和低状态之间

8、以最大可能的速率反复，但其屮并没冇定义占空比或者上升和下降时间等因素。“最大反复频率”并不意味着设备能够在这个速度下止确地运行。它仅仅表明按照模拟系统的分析方法设备可以运行得多快。数字电路速度的限制以四种不同的形式表现出来：传播延迟、建立时间、上升时间和下降时间。传播延迟是信号的上升缘或下降缘从进入器件到离开器件总体上所经丿力的时间。当许多器件被串联，它们的传播延迟相加。当一组相近的数字器件并行工作时，由于器件的