数字电子技术 第六版 课件 1ch2 概述

第1章

绪论1.1

概述1.1.1数字信号与数字电路1.1.2时序波形与数字脉冲波形一、数字信号的特点正极负极内电场模拟电路电子电路分类数字电路

传递、加工和处理模拟

信号的电子电路

传递、加工和处理数字信号的电子电路模拟信号：在时间上和幅值上都是连续变化的信号数字信号：在时间上和幅值上都是断续变化的离散信号1.1.1数字信号与数字电路数字信号时间上和幅度上都是离散的、突变的信号

模拟信号时间上和幅度上都是连续变化的信号一、数字信号的特点1.1.1数字信号与数字电路010010一、数字信号的特点数字电路的特点输出信号与输入信号之间的对应逻辑关系逻辑代数只有高电平和低电平两个取值导通(开)、截止(关)便于高度集成化、工作可靠性高、抗干扰能力强和保密性好等研究对象分析工具信号电子器件工作状态主要优点1.1.1数字信号与数字电路二、逻辑电平

在数字系统中，采用的是二进制数，它只有低电平

0

和高电平1

两个数码，可以进行数值运算。正逻辑体制负逻辑体制规定高电平为逻辑1、低电平为逻辑0

规定低电平为逻辑1、高电平为逻辑0

逻辑体制1.1.1数字信号与数字电路通常未加说明时，则采用正逻辑体制二、逻辑电平L(低电平)00–1.5VH(高电平)13.5-5V逻辑电平二值逻辑值电压范围CMOS电路电压范围与逻辑电平的关系L(低电平)00–0.8VH(高电平)12.7–3.5V逻辑电平二值逻辑值电压范围TTL电路电压范围与逻辑电平的关系

在数字集成电路中，无论是CMOS数字集成电路，还是TTL数字集成电路，它们的高电平1（H）和低电平0（L）不是一个固定的数值，而是允许有一定的变化范围。1.1.1数字信号的特点和逻辑电平一、时序波形又称为时钟波形，用CP

表示，为周期性数字波形。数字波形也称为脉冲波形脉冲周期T：脉冲频率f

：脉冲宽度tw

：占空比q

：脉冲幅度Um：相邻两个脉冲之间的时间间隔。单位为秒（S）、毫秒（mS）、微秒(µS)、纳秒(nS)。每秒时间内重复出现的脉冲个数

f=1/T，单位为赫兹(Hz)、千赫兹(kHz)、兆赫兹(MHz)。单个脉冲的持续时间。单位与周期相同。脉冲宽度tw

与脉冲周期T

的比值q=tw/T脉冲电压变化的最大值。单位为伏(V)、毫伏(mV)。tw

TUmu(CP)0t1.1.2时序波形和数字波形二、数字波形

非周期性波形01101000101101001t数字波形时钟脉冲

CP11010010t当数字波形与时钟波形同步时，数字波形的变化与时钟波形的变化是同时的。在时钟波形到来时，数字波形不一定变化，但数字波形的变化一定发生在时钟波形发生变化的时刻。1.1.2时序波形和数字波形二、数字波形［例］如图，试求：(1)计算出时钟波形（时序波形）的周期、频率和占空比(2)写出数字波形的数据序列。5/Vt/ms0123

456

78

9

1011

1213

1415

16t/ms解:(1)求时钟波形（时序波形）的周期、频率、占空比和电压幅值。

周期(T)：由时钟波形的横坐标可得T=2ms

频率(f)：频率是周期的倒数f=1/T=1/2ms=500Hz1.1.2时序波形和数字波形二、数字波形［例］如图，试求：(1)计算出时钟波形（时序波形）的周期、频率和占空比(2)写出数字波形的数据序列。5/Vt/ms0123

456

78

9

1011

1213

1415

16t/ms解:(1)求时钟波形（时序波形）的周期、频率、占空比和电压幅值。

占空比(q)：占空比为脉冲宽度和周期的比值，由图可知tw=1ms,

因此得q=tw/T=1ms/2ms=0.5=50%1.1.2时序波形和数字波形二、数字波形［例］如图，试求：(1)计算出时钟波形（时序波形）的周期、频率和占空比。(2)写出数字波形的数据序列。5/Vt/ms0123

456

789

1011

1213

1415

16t/ms解:(1)求时钟波形（时序波形）的周期、频率、占空比和电压幅值。

电压幅值(Um)：电压幅值为脉冲电压波形变化的最大值，由纵坐标可得：Um=5V1.1.2时序波形和数字波形二、数字波形［例］如图，试求：(1)计算出时钟波形（时序波形）的周期、频率和占空比(2)写出数字波形的数据序列。5/Vt/ms

0123

456

78

9

1011

1213

1415

16t/ms解:

(2)求数字波形的数据序列。由数字波形图可得数据序列为1011000101.1.2时序波形和数字波形10110001实际数字波形有一定的上升时间和下降时间UmtrtfTtw

脉冲幅度Um：脉冲上升时间tr：脉冲下降时间tf：脉冲宽度tw

：脉冲周期T

：脉冲频率f

：占空比q

：脉冲电压变化的最大值

脉冲波形从

0.1Um

上升到

0.9Um

所需的时间脉冲上升沿

0.5Um

到下降沿

0.5Um所需的时间脉冲波形从

0.9Um