数电第一章讲解

模拟电子电路（Analog electronic circuit）
Temperature (℉)
100 95 90 85 80 75 70
1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112 1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112
A.M.
P.M.
Time of day
数字电子电路（Digital electronic circuit）
A compact disk (CD) player
CD driver
sound waves
Digital data
Digital-to-analog converter
Linear amplifier Analog reproduction of music audio signal
Speaker
５×１００＝ ＋
５ 可以表示为各位上的
５ ５即：５(55５55)10＝5×103 ＋＝5５×1５0５2＋５5×1数乘01码 积＋与之5其和×1对，00应称位按权权的展
同样的数码在不同的数
位开号式不。同，位权不同。
位上代表的数值不同。
概述
电 子
模拟信号 时间和数值连续变化
电
的信号，如压力，温度，
路
正弦波电压等。
中
的
信
号
数字信号 时间和数值都是离散的，
如人数，产品的个数，开关
的通与断，电平的高与低，0
和1等。
模拟信号 正弦波信号 u
t
锯齿波信号
u
t
模拟电路：处理模拟信号的电路。
研究模拟信号时，我们注重电路 输入、输出信号间的大小、相位关系 。相应的电子电路就是模拟电路，包 括交直流放大器、滤波器、信号发生 器等。
1011，1001，0110，0101，0100，0011，0011，0011，0100，0100，0110，0110， 0110，0110，1011，1011，1100，1110，1110，1101，1100，1011，0111。
数字电路中的基本概念
在数字电路中，通常用高、低电平分别表示 逻辑1和 0。 1. 二进制数 (Binary digit)
4.数字信号便于传输和存储。
5.集成度高，通用性强。
模拟电子系统
扩音系统
Original sound waves Amplified audio signal
Microphone
Reproduced sound waves
Linear amplifier Audio signal
Speaker
应用模拟和数字技术的系统
基数：10
数码：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9
计数规则：逢十进一,即：9＋1＝10；借1当10。
位权（weight）：10的幂
十进制数的按权展开式：
103、102、101、100
５×１０３＝５０００ 称为十进制的位权。
５×１０２＝
５００
各个数码的位权是10 的幂。
５×１０１＝ ５０ 任意一个十进制数都
在模拟电路中，晶体管一般工作 在放大状态。
数字信号 产品数量的统计。 数字表盘的读数。 数字电路信号： u
t
数字电路:处理数字信号的电路。
研究数字电路时注重电路输出、输 入间的逻辑关系，因此不能采用模 拟电路的分析方法。主要的工具是 逻辑代数，电路的功能用真值表、 逻辑表达式及波形图等表示。
在数字电路中，晶体管工作在开关 状态，即工作在饱和和截止状态。
第一章 数制与码制
1.2 几种常用的数制
一、数制
数码：由数字符号构成且表示物理量大小的数 字和数字组合。
在表示数值大小时，多采用进位计数制 计数制（简称数制）：多位数码中每一位的构 成方法，以及从低位到高位的进制规则。
常用的数制包括：十进制、二进制、十六进 制和八进制等。
1. 十进制(Decimal)
TTL
VH(max) VH(min)
HIGH (binary1)
非法状态
VL(max) VL(min)
LOW (binary0)
5V 2V 0.8V 0V
3.脉冲 (Pulse)
高、低电平的变化产生了脉冲；数字信号就是有一 些系列的脉冲构成的。
(1) 理想脉冲
上升沿
正脉冲
3V（0V）
fal下lin降g 沿edge
2
010
010 010
1
001
0 000
t
量化细一些，提高转换精度
V
15
14
1101
13
1100
12
1011
11
10
9
8
1000
7
6
5
4
0100
3
2
1
0 0000
t
V 采样再细一些，更准确地反应变化规律
15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
0000，0001，0100，0110，1000，1001，1100，1100，1110，1110，1101，1100，t
正逻辑（Positive logic）:
HIGH = 1 and LOW = 0
负逻辑（Negative logic）:
HIGH = 0 and LOW = 1 一般不做特别说明，都选用正逻辑。
2.逻辑电平 (Logic levels)
高、低电平是相对而言的，逻辑电平代表的是电压 的范围而不是具体的电压数值。
T1
T2
T3
T4
T5
每个脉冲的时间间隔是周期。
频率是单位时间内的脉冲个数：
f1 T
5.占空比 (duty cycle)
D tW 100% T
数字电路的特点:
1.在数字电路中，只有高、低两种电平 分别用1 、 0表示；
2. 抗干扰能力强、可靠性和准确性高，对 元件精度要求不高。
3.数字电路能够对输入的数字信号进行各 种算术运算和逻辑运算，具有一定的“逻辑思 维”能力，易于实现各种控制和决策应用系统。
（-3V）0V
上升沿
负脉冲
3V （0V）
0V （-3V）
Lead前in沿g edge
Lead后in沿g edge
(2) 实际脉冲
0.9 A
幅度A
tw
0.5 A
上升时间
tr
脉冲宽度
tf
0.1 A
下降时间
4.周期和频率(Period and Frequency)
数字系统中包括很多周期性变化的脉冲列，例如： 系统时钟脉冲CLK。
Temperature(℉)
100 95 90 85 80 75 70
1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112 1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112
A.M.
P.M.
Time of dayVΒιβλιοθήκη 71106
110
110
5
101
110 110 110 101
4
100
100
3
011
011 011