2022-2023学年高二物理竞赛课件：数字电路和模拟电路的区别

数字电路和模拟电路的区别 数字电路和模拟电路的区别 按处理信号的不同电路分为两大类：模拟电路、 数字电路。 电子技术基础：数字电子技术、模拟电子技术 模拟电路: 以模拟信号为研究处理对象 数字电路: 以数字信号为研究处理对象 数字信号: 在时间上和幅值上都是离散的信号 电信号：指随时间变化的电压和电流 模拟信号: 在时间上和幅值上都是连续的信号 区别点 数字电路 模拟电路 工作信号不同 数字信号 模拟信号 半导体器件的 开和关状态 线性放大状态 工作状态不同 研究的问题不同 电路输入、输出 确定放大倍数 间的逻辑关系， 输入、输出阻 分析逻辑功能进 抗，频率特性 行逻辑设计 等指标。 电路的结构不同 基本单元电路： 基本单元电路： 逻辑门和触发器 基本放大器、 运算放大器 2.数字元件 组成数字电路的基本元件是开关，所以数字电路又称为开关电路或开关网络。早期的开关元件由继电器组成。 电磁继电器 2.数字元件 集成电路：把多个门电路集成在一片半导体芯片上。 根据门电路的多少可分为小规模(SSI)、 中规模(MSI)、大规模集成电路(LSI)和超 大规模集成电路(VLSI)。 门电路： 由多个电子开关构成的基本电路。 电子开关：由晶体管和场效应管构成。 3.数字信号 常用0和1表示电路中的电平的高底、脉冲有无或元件的状态。 当用0表示低电平，用1表示高电平，称为正逻辑，反之为负逻辑。 一个电子开关有两个状态(开和关)，可以表示两种状态的离散信息(0和1)。n个电子开关可以表示 2n 种状态的离散信息。 用一串0、1符号可以表示某个特定含义，这一类信号称为数字信号，因只有两个取值，又称为二值信号，0、1符号的个数称为位数。 4.布尔代数 布尔代数是数字电路进行信息处理的理论基础， 也称逻辑代数。 基本运算：与、或、非 与非、或非、异或 5.数字系统实例 交通管理器的输出： 时 间 REW GEW YEW RNS GNS YNS 0-26秒 0 1 0 1 0 0 27-31秒 0 0 1 1 0 0 32-58秒 1 0 0 0 1 0 59-63秒 1 0 0 0 0 1 6.数字系统设计 数字系统设计可分为逻辑设计和工程设计，逻辑设计考虑的是逻辑功能和电气指标，工程设计考虑的是生产安装的实现，本课程只讨论逻辑设计。逻辑设计的结果有：逻辑框图；电原理图（逻辑图）；HDL的源文件；有关的文字说明和表格。 待设计系统因设计要求不同分为： 1.用相应的标准模块（通用或专用集成电路） 实现； 2.设计要求需要某种描述工具描述，通过变换 和优化后，用若干片标准模块或可编程芯片 实现; 3.把较复杂的设计要求分成若干模块，规定模 块的技术要求和相互关系。继续分解直到模 块可用1、2来实现。（自上而下的设计方法） 7.A/D和D/A转换 模拟量： 可在某一连续区间内任意取值的物理量称 为模拟量。 模数转换：由模拟量到数字量的转化称为模数转换 (A/D)，实现该功能的电路叫A/D转换器 (ADC)。 数模转换：由数字量到模拟量的转化称为数模转换 (D/A)，实现该功能的电路叫D/A转换器 (DAC)。 8.数字系统的特点和分类 数字系统的特点： 只有二值，抗干扰能力强，有利于大规模集成。 数字系统的分类： 组合电路：当前输出只和当前输入有关。 时序电路：当前输出不仅和当前输入有关,而且 和历史输入有关。 $