數字信號與數字電路的類型和特點

　　這篇電子高級工程師論文發表了數字信號與數字電路的類型和特點，隨著數字技術的不斷發展，我國的數字電路在各個領域都得到了應用。論文首先介紹了數字信號和數字電路的概念，通過對變化信號的時間和數值的反應來運用到各行各業中，所以了解數字電路的類型和特點。

　　【關鍵詞】電子高級工程師論文,數字電子技術,數字信號,數字電路

　　引言

　　自然界中有各種變化的物理量，經過研究發現其中的變化規律總結起來就是兩類。其中一種是時間和數值的連續變化，比如收音機和電視機接收的信號，在正常情況下這些信號都是連續變化的，一般不會出現急劇的變化。這種被稱之為模擬量物理量，模擬量的信號就是模擬信號，語音信號和模擬信號等同于正弦波信號，傳送模擬信號的電路叫做模擬電路。

　　1.數字信號和數字電路的概念

　　一種是在時間和數值上的斷續變化，這就是說數字信號的變化是不連續的，就好比工廠庫房的元器件數量或者站在操場上的人，它們的數量增減變化都是1的整倍數，因為小于1是沒有物理意義的。這種物理量就是數字量，代表數字量的信號就是數字信號，最典型的數字信號就是方波信號。數字信號也被稱為脈沖信號或者離散信號，常規意義上的數字信號就是電位型和脈沖型這兩種，它在兩個穩定的狀態之間作跳躍式變化，可以利用電位型表示法中的1和0表示電位信號，而脈沖型表示法就是用數字1和0表示是否存在脈沖[1]。產生、傳送和存儲數字信號的電路稱之為數字電路，數字電路包括數字電路和脈沖電路兩大類，而脈沖電路主要是研究脈沖信號的產生和變換。從某種意義上來說，數字信號也是屬于電信號，但是這種信號的電壓只有兩種跳動變化，就是高電壓和低電壓，至于兩種電壓的具體數值要依據電路規定，高電壓一般是和供電電壓相等，低電壓就表示0.如果一個電路的信號滿足這些特征就是數字電路。

　　2.數字電路的類型和特點

　　2.1數字電路的類別

　　(1)根據結構可分為立元件電路和集成電路，用導線把每個基本元器件(電阻、二極管和場效應管等)連接起來的電路就是分立元電路，把每個元器件的連線制作在一塊基片上再封裝提供給用戶。用戶使用時通過外管腳利用電路就是集成電路，集成電路愛在那后基本元器件的數量可以分成不同規模的集成電路，每一塊電路大約包含100個以內的元器件就是小規模的集成電路，比如集成觸發器或者邏輯門電路等;每一塊電路包含100以上1000以下個元器件就是中規模的集成電路，比如計算機、寄存器和編碼器等;每一塊電路包含1000以上10000以下個元器件就是大規模集成電路，比如中央控制器、存儲器和串聯接口電路等;每一塊電路包含10000個以上的元器件就是超大規模的集成電路，微處理器就是其中的典型[2]。

　　(2)根據半導體器件構成可分為單極電路和雙極電路，內部有二極管和三極管的器件就是雙極半導體器件。雙極集成電路的基本器件是雙極性管，比如TTL電路和ECL電路;同理，單極性集成電路的基本器件就是單極性管，比如PMOS電路和CMOS電路。(3)根據記憶功能電路課分為組合邏輯電路和時序邏輯電路，時序邏輯電路的輸出不僅僅是由當前的電路輸入決定的，還與電路之前的狀態有關，比如計算器和觸發器等等，這些集成電路都是時序電路，它們擁有過去的輸入記憶[3]。組合邏輯電路則與電路過去的狀態沒有關系，譬如編碼器、譯碼器和數據選擇器等器件都沒有過去的輸入記憶。如下圖就是數字電路的實際運用案例。

　　2.2數字電路的特點

　　與模擬電路相比，數字電路主要有這些優點：(1)數字電路不僅可以進行加減乘除的運算，還可以完成是與非的邏輯運算，這是控制系統必不可少的條件，所以數字電路還有另一個稱呼——數字邏輯電路;(2)不論是數字運算還是邏輯運算，數字電路的代碼只有0和1這兩種，電路的基本單元也比較簡單，這樣在批量生產電路的時候就會方便很多。隨著工藝和技術的飛速發展，批量生產的成本也會更低，更容易操作;(3)數字電路只有高低兩種電平信號，所以半導體數字電路一般只有導通和截止這兩種狀態，而且功能消耗量低，抗干擾性強，穩定性和可靠性都比較高;(4)數字電路可以對數字信號進行加密處理，這樣在傳輸信號時就不會出現被盜取的情況，從而造成經濟損失;(5)數字集成電路組成的數字電路系統具有通用型的特點，也就是說數字電路的應用范圍非常廣，可以運用于多個領域和行業[4]。

　　3.結語

　　在數字信號中通常是采用數字1和0來表示電平信號和脈沖信號，按照數字電路結構可以分為分立電路和集成電路，按照半導體器件可分為單極性電路和雙極性電路，按照記憶功能的不同可分為時序邏輯電路和組合邏輯電路。數字電路具有穩定性、可靠性和保密性等優點，因此可以進行批量成產。但是數字電路設計會受到數字信號的影響，從而降低整個系統的性能，因此對數字信號和數字電路進行分析非常重要，只有解決了這個問題，才能確保系統穩定地工作。

　　參考文獻

　　[1]金鑫.數字電子技術中的數字信號和數字電路[J].現代工業經濟和信息化,2015,5(15):55-56.

　　[2]吳婷婷.數字電子技術中的數字信號和數字電路[J].通訊世界,2015,5(23):55-56.

　　[3]楊長輝.數字電子技術與數字信號處理淺探[J].社會科學(引文版),2016,11(2):64-65.

　　[4]蘇連治.數字電子技術與數字信號處理[J].科技致富向導,2014,17(32):174-175.

　　作者：宣文靜 單位：湖北工程學院新技術學院

　　推薦閱讀：《電子科技》(月刊)創刊于197年，是由中華人民共和國工業和信息化部主管，西安電子科技大學主辦的學術、技術類專業期刊。