2022-2023学年高二物理竞赛课件：电子电路中的信号

电子电路中的信号 电子电路中的信号 模拟信号 数字信号 幅度随时间连续变化 例：正弦波信号、锯齿波信号等 幅度随时间跳跃变化 继续 例：方波信号 数字电路的特点 （1）设计简单。只有“0”和“1”，电子器件工作在开关状态，易于电路实现。 （2）工作可靠。电压准确值并不重要，只要能区分开高低电平就可以，因此抗干扰能力强。 （3）功能强。能完成数值运算、逻辑运算。 （4）存储方便。 （5）容易编程。 继续 3 数字电路的分类 1、根据逻辑功能： 组合逻辑电路； 时序逻辑电路。 2、根据半导体器件： 双极型： 单极型： 3、根据集成度： 小规模 ；中规模 ；大规模 ；超大规模 TTL CMOS Signal ◇ 高电平和低电平（逻辑电平） 高电平和低电平是两种状态， 是两个不同的、可截然区别开来的电压范围。 高电平UH 低电平UL TTL 2.4V~5V 0V~0.8V CMOS >0.7VDD <0.3VDD 0.8V 2V 5V 0V 高电平 低电平 ◇ 正逻辑和负逻辑 1 高电平； 0 低电平 0 高电平； 1 低电平 负逻辑： 正逻辑： 数字电路的“0”和“1”往往不是十进制数中的数字，不代表大小，只表示两种不同的状态，常称为逻辑0和逻辑1。 因为只有两种取值，所以称之为二值数字逻辑，简称数字逻辑 内容提要： 0 概 述 1.1 基本概念、公式和定理 1.2 逻辑函数的化简方法 1.3 逻辑函数的表示方法及其相互之间的转换 继续 2、脉冲波形的参数 Um 0.9Um 0.1Um tw tf tr （1）脉冲幅度Um：脉冲从起始值到峰值之间的变化幅度； （2）脉冲前沿时间tr：脉冲从0.1Um变到0.9Um所需要的时间； （3）脉冲后沿时间tf：脉冲从0.9Um变到0.1Um所需要的时间； （4）脉冲宽度tW：脉冲半高处的宽度； 1、电子电路中的信号 （5）脉冲重复的频率f和周期T： （6）占空比q：脉冲宽度与周期之比 q=tw /T 继续 7 　1.1.2 数制和码制 理解 BCD 码的含义，掌握 8421BCD 码， 了解其他常用 BCD 码。 主要要求： 了解八进制和十六进制。 掌握十进制数和二进制数的表示及其相互转换。 继续 第1章 数字逻辑基础 数制 数制是人们对数量计数的一种统计规则。 一种数制包含两个基本因素： (1) 基数：系数，它是计数制中所用到的数码，常用R表示。 (2) 位权：处在不同数位的数码，代表着不同的数值；每一个数位的数值是由该位数码的值乘以处在这位的一个固定常数。 十进制中，包含0,1,2,···,9等10个数码。进位规则是“逢10进1”。所以它的基数R＝10。 (例如) 继续 固定常数称为位权值，简称位权。 如十进制数1111，同样都是1，它们所处的 数位不一样，那么它们所代表的数值就不一样。 又如杆秤，同样一个秤砣，它处的位置不 一样，那么所表示的重量也是不一样的。 下面对常用的几种数制一一介绍 (例如) 十进制数个位的位权值是1，十位的位权值是10，百位是100，依次类推。 继续 1.十进制 进位规则： “逢十进一”或“借一当十” 。 十进制的权展开式： 即：9＋1＝10。 数码为：0～9；基数是10。 如： 第i位的系数 第i位的权 (209.04)10＝2×102＋0×101＋9×100＋0×10－1＋4 ×10－2 2.二进制 进位规则： “逢二进一”或“借一当二” 。 例：（1011）B = 1×23+ 0×22+ 1×21+ 1×20 二进制的权展开式： 即：1＋1＝10。 各数位的权是２的幂 加法规则：0+0=0，0+1=1，1+0=1，1+1=10 乘法规则：0.0=0， 0.1=0 ， 1.0=0， 1.1=1 运算规则 二进制数只有0和1两个数码，它的每一位都可以用电子元件来实现，且运算规则简单，相应的运算电路也容易实现，因此在计算机技术中被广泛应用。 数码为：0、1；基数是2。 $