趣话高中物理选修3恒定电流简单的逻辑电路

第11节简单的逻辑电路
逻辑电路就是数字电路，前面学习的都是模拟电路。

数字电路的优点是在传输过程中不容易失真。

所谓模拟电路，是将一切要传输和表达的量用电压或电流的变化表达出来，比如我们听收音机，播音员的声音通过话筒转变成为电流，这个电流的频率和振幅与声音的频率和振幅保持一种相等或比例关系，传播到收音机后，电流带电喇叭的振动，将声音还原回来，这种电路，模拟任何量都不需要编码，但是在传输过程中遇到干扰，使电压或电流发生变化，就会引起信号的变化，称为失真。

数字电路是将一切信号用二进制数字进行编码，传输过程只传播二进制数字，然后由接收装置进行解码，还原成原来的信号，这种电路不用担心失真，因为电压电流的变动不足以引起数字的变化。

例如，用0V表示数字0，用5V表示数字1，如果传输过程电压波动2V，不会影响0和1的取值。

二进制中只有两个数字，0和1。

随着电脑及相关产品的出现，数字电路更加普及。

如手机现在的普及程度基本上人人都有，这些产品可以表达文字、声音、图像和视频。

表达文字最为简单，只需要一个编码表即可，这是由政府通过国家标准制定的。

英语简单，只需要一个字节（8位二进制），除掉第一个数字为0表示英文以外，还有27=128个位置，英文的大小写加上常用符号就可以了，称为ASCII码。

汉字较多，除了我国港台地区的原始汉字以外，由中国大陆，日本和韩国个简化了一种，各自有各自的编码。

如我们用的简体字，是由国家标准GB2312规定的，用两个字节，每个字节的第一位都是1，剩余214=16384个位置，基本包含常用汉字，各种符号，常用外文字母等等。

对于声音，采用取样编码，将各个时间的振幅和频率记录下来，进行编码。

如果要声音保真，需要取样多一些，当然文件也就大一些，最后，对文件进行压缩，如将wav文件压缩成mp3文件，会大大减小文件的大小。

对于图像，先分解为像素，即图片上的点，分得点越多，即像素越多，图像质量越好。

每一个点的颜色进行编码，可将各种颜色分为红蓝绿三种颜色的组合，然后对三种颜色进行分级，分级越多，颜色越细腻，质量越好，目前三种颜色各分为256个阶梯，即一个字节，这样一个点就占3个字节，可见图像比文字占空间大多了，图像文件也可以压缩，目前最常见的是jpeg压缩格式，是一种有损压缩，压缩比较大。

视频文件由动态图像和声音组成，其文件更大，更需要压缩，目前用mpeg压缩较多，已经出现了第4个标准，就是mp4。

数字电路还有一个特点是可以用来计算的，是二进制的计算，与我们通常的计算不同，这样的电路称为门电路，最简单的门电路有“与”门、“或”门和“非”门，我们不需要掌握门电路的结构，只需要知道三种逻辑运算的结果即可。

“与”门电路，最简单的电路如下，设开关导通为1，断开为0，灯泡亮为1，不亮为0。

两个开关都闭合时，灯泡亮，其真值表
“与”逻辑可理解为A与B都是一时，结果F才是一，也可理解为乘法
1×1=1
1×0=0
0×1=0
0×0=0
“与”门的符号如下
用二极管组成“与”门电路
二极管单向导通，当两个二极管的左端有一个是低电势时，输出端就是低电势，高电势表示1，低电势表示0，只有AB都是高电势时，输出才是高电势。

“或”门电路，最简单的电路如下，设开关导通为1，断开为0，灯泡亮为1，不亮为0。

两个开关都闭合时，灯泡亮，其真值表
A B F
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1
“与”逻辑可理解为A或B是一时，结果F才是一，也可理解为乘法
1+1=1
1+0=1
0+1=1
0+0=0
“或”门的符号如下
用二极管组成“或”门电路
二极管单向导通，当两个二极管的左端有一个是高电势时，输出端就是高电势，高电势表示1，低电势表示0，只有AB都是低电势时，输出才是低电势。

“非”门电路，最简单的电路如下，设开关导通为1，断开为0，灯泡亮为1，不亮为0。

开关都闭合时，灯泡不亮，其真值表
A F
1 0
0 1
“非”逻辑可理解为A与F不同，在二进制中，只有两个数字，非0即1
“非”门的符号如下
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