数字电路基础知识
在电子技术中,被传递和处理的信号可分为模拟信号和数字信号两大类。
本章之前所学的电路处理的是时间上和数值上均是连续变化的模拟信号,属于模拟电路的范畴。从第7章开始,所介绍的电路处理的是时间上和数值上均是离散的、不连续变化的脉冲数字信号,属于数字电路的范畴。本章主要介绍数字电路的基础知识。
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脉冲与数字信号
脉冲信号是指持续时间极短的电压或电流信号,常见的脉冲波形有:矩形波、锯齿波、尖脉冲、阶梯波等。
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(a)矩形波 (b)锯齿波
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(c)尖脉冲 (d)阶梯波
脉冲幅值Vm 表示脉冲电压的最大值,其值等于脉冲底部至脉冲顶部之间的电位差。
脉冲上升时间tr 表示脉冲前沿从0.1Vm上升到0.9Vm所需的时间。
脉冲下降时间tf 表示脉冲后沿从0.9Vm下降到0.1Vm所需的时间。
脉冲宽度tw 由脉冲前沿0.5Vm到脉冲后沿0.5Vm之间的时间。
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脉冲周期T
对于周期性脉冲,脉冲周期指相邻两脉冲波对应点之间的间隔时间,其倒数为脉冲的频率f ,即
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占空比D
脉冲宽度tw与脉冲周期T之比,成为占空比,即丰富自我知识,欢迎光临公式库网!
数字信号
通常把脉冲的出现或消失用 1和 0来表示,这样一串脉冲就变成由一串1和0组成的代码,这种信号称为数字信号。
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数字信号
需注意的是数字信号的0和1并不表示数量的大小,而是代表电路的工作状态,如开关、二极管、三极管导通用1状态表示;反之,器件截止时就用0状态表示。
若规定高电平(3~5V)为逻辑1,低电平(0~0.4V)为逻辑0,称为正逻辑;反之,若规定高电平为逻辑0,低电平为逻辑1,则称为负逻辑。
数码与码制
选取一定的进位规则,用多位数码来表示某个数的值,这就是所谓的数制。
1.十进制数
十进制数有0,1,2,3,4,5,6,7,8,9共十个符号,我们称这些符号为数码。十进制数运算加法时遵循“逢十进一”,减法时遵循“借一当十”。
十进制数中,数码的位置不同,所表示的值就不相同,分个位、十位、百位…,如:
(198.56)10=1×102+9×101+8×100+5×10-1+6×10-2
2. 二进制数
二进制数仅有0和1两个不同的数码。进位规则为“逢二进一”;借位规则为“借一当二”。对于任意一个二进制数可表示为:
例如,二进制数(10110.1)2=1×24+0×23+1×22+1×21+0×20+1×2-1
3.十六进制
十六进制是“逢十六进一”,十六进制有0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F共16个不同的数码。
例如,十六进制数(3AE)16 =3×162+A×161+E×160 =3×162+10×161+14×160
进制转换
(1)二进制数转换为十进制数
转换方法是:把二进制数按权展开,再把每一位的位值相加,即可得到相应的十进制数。
例题 将二进制(101)2转化为十进制数。
解:(101)2=1×22+0×21+1×20=(5)10
(2)二进制数转换为十进制数
转换方法是:把二进制数按权展开,再把每一位的位值相加,即可得到相应的十进制数。
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19转化为二进制为:10011
码 制
用于表示十进制数的二进制代码称为二一十进制代码(Binary Coded Decimal)简称为BCD码。
常用的BCD码有:8421码、5421码、余3码等。