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什么是叫数字电路?
2023-09-18 21:06:00
数字电路是什么意思?
现代的数字电路由半导体工艺制成的若干数字集成器件构造而成
。逻辑门是数字逻辑电路的基本单元。存储器是用来存储二值数据的数字电路。从整体上看,数字电路可以分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两大类。
一、数字电路的发展与分类
从前面的介绍,大家已经了解到数字电路是以二值数字逻辑为基础的,其工作信号是离散的数字信号。电路中的电子晶体管工作于开关状态,时而导通,时而截止。
数字电路的发展与模拟电路一样经历了由电子管、半导体分立器件到集成电路等几个时代。但其发展比模拟电路发展的更快。从60年代开始,数字集成器件以双极型工艺制成了小规模逻辑器件。随后发展到中规模逻辑器件;70年代末,微处理器的出现,使数字集成电路的性能产生质的飞跃。
数字集成器件所用的材料以硅材料为主,在高速电路中,也使用化合物半导体材料,例如砷化镓等。
逻辑门是数字电路中一种重要的逻辑单元电路 。TTL逻辑门电路问世较早,其工艺经过不断改进,至今仍为主要的基本逻辑器件之一
。随着CMOS工艺的发展,TTL的主导地位受到了动摇,有被CMOS器件所取代的趋势。
近年来,可编程逻辑器件PLD特别是现场可编程门阵列FPGA的飞速进步,使数字电子技术开创了新局面,不仅规模大,而且将硬件与软件相结合,使器件的功能更加完善,使用更灵活。
从集成度来说,数字电路的分类如表1.2.1所示。所谓集成度,是指每一芯片所包含的晶体管(主要指BJT和FET)的个数。
表1.2.1
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存储器也是基本数字部件之一,其集成度很高。利用存储器可以记忆或存储二值数字1和0。数字信息的存储就是将信息写入存储器
,从存储器读出信息可以恢复信息。
二、数字电路的分析方法与测试技术
1.数字电路的分析方法
数字电路主要研究对象是电路的输出与输入之间的逻辑关系,因而在数字电路中不能采用模拟电路的分析方法,例如,小信号模型分析法。由于数字电路中的器件主要工作在开关状态,因而采用的分析工具主要是逻辑代数,用功能表、真值表、逻辑表达式、波形图等来表达电路的主要功能。
随着计算技术的发展,为了分析、仿真与设计数字电路或数字系统,还可以采用硬件描述语言,使用如ABEL语言等软件,借助计算机来分析、仿真与设计数字系统。
2.数字电路的测试技术
数字电路在正确设计和安装后须经严格的测试方可使用。事实上
,在逻辑设计阶段就应该考虑到数字电路的测试。如果对电路的测试目的只是为了检查电路是否发生了故障,则称这种测试为数字电路的故障检测;对电路的逻辑功能的测试称为功能测试或静态测试;对电气特性或时间特性的测试称为动态测试;如果测试的目的不仅是为了检查电路是否有故障,而且还要确定发生故障的部位,则称这种测试为故障定位。
3.数字电路测试技术中必备的仪器
数字电压表:用来测量电路中各点的电压;
电子示波器:用来观察电路中各点的波形;
逻辑分析仪:一种专用示波器。
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