基于数字电子技术中的数字信号和数字电路分析

梁洪 彭森

摘 要：伴随国内经济的持续发展，电子技术发展迅猛。特别是近些年，数字电子技术的出现，进一步满足了时代发展的需要，被广泛的应用开来。目前，该技术已经被广泛的应用在电视、手机、计算机等电子领域中，并取得了不小的成绩。本文将就数字电子技术中的数字信号和数字电路展开深入研究，以期能为未来国内数字电子技术的发展提供一定的参考意见。

关键词：数字电子技术；数字信号；数字电路

自然界中，千变万化的物理量广泛存在于我们的生活中。其安装变化的规律来看，大致可分为两大类别，一种是时间与数值的连续变化，如我们常见的电视信号、计算机信息等。这些信号具有连续变化的特点，这种变化是平缓的而非剧烈的。这种信号被称为模拟量，而通过模拟量产生的信号就是模拟信号。语音信号和模拟信号就相当于正弦波信号，承载模拟信号的电力，也被称之为模拟电路。

1 数字信号和数字电路的概念

1.1数字信号概念

数字信号主要由断断续续的物理量组成的，其在时间和数字上是离散的。该信号的自变量，通常由整数组成，而因变量由一个有限数字表示。在计算机系统运用中，数字信号的大小表示，通常是由有限的二进制组成，如，用2位字长的二进制，描述四中不同大小的数字信号，00、01、10和11。不难看出，信号的大小变化区间在-1到1之间。因此，上述四个二进制数，所代表的数字信号范围也应该分为四段，即、、和。数字信号又被称之为离散信号，被分为电位型以及脉冲型两种类型。电位型的数字信号中，运用和表示电位数字的变化情况。而脉冲型的数字信号中，运用和表示脉冲信号是否存在[1]。

1.2数字线路概念

数字线路是指数字信号通过算术和逻辑运算之后，将数字量转化为电路的线路形式。数字电路通常由多个逻辑门组成，极具复杂性。其与一般的模拟信息对比分析可知，其主要是为处理数字信号服务，其对外界的干扰抵抗能力较强。同时，数字线路的逻辑运算以及处理分析能力较强，其又被称之为数字逻辑电路。

在数字系统的运行中，受时脉的驱动影响，其控制部件会发挥其控制作用，对运算部件加以控制，致使完成相应的动作。其次，数字模拟转换器可以为数字电路与模拟电路搭建沟通的桥梁。当前，普遍应用的数字电路中，多由若干数字集成器件构成。数字逻辑电路的单元是逻辑门，存储器主要通过数字电路，将二进制数存储起来。从分类上看，数字电路可大致分为组合逻辑电路与时序逻辑电路两种类型。

2 数字电路的主要特点

2.1算术运算和逻辑运算功能

数字电路的建立基础，是以数学运算中二进制数为基础前提的。通过二进制数字信号，一方面可以为算术运算提供便利，另一方可以为逻辑运算提供方便。可见，数字电路的应用范围主要适用于：运算、比较、存储、传输、控制、决策等领域中。

2.2系统安全可靠，简单实用

通过上述阐述，我们可知数字电路的建立基础是二进制数据。其可以保证系统运行的整体安全。而电源电压的幅度波动不会对系统造成严重影响，同时，溫度以及工艺的差异性，对系统的相应工作和功能的发挥影响，也远远小于模拟电路。

2.3集成度高，更有利于功能的实现

数字电路的凸出优势在于，其集成度较高，而体积占比却较小，功耗也比模拟电路要低很多。在数字电路的设计、运行、维修等多个应用环节中，操作更为便捷。伴随数字电子技术的进一步发展，数字电路的集成度将得到进一步提高。继承电路快的功能将得到更多的完善[2]。其将伴随不同规模集成电路的分类和发展，实现元件级、器件级、部件级、板卡级的升级与进步。数字电路的设计环节中，需要将标准的集成电路块单元拼组、连接即可完成设计任务工作。而针对非标准的集成电路，则可运用系统编程的方式，组合成为逻辑阵列电路，从而使其逻辑功能得以发挥。

3 数字电路的不同种类

3.1分立电路与集成电路

从数字电路的结构上看，其可以大致分为分立电路和集成电路两种电路形式。分立电路中包含：电阻、电容、二极管、三极管等元器件。这些元器件通常被设置在固定的基板上，通过管脚的连接作用，使元器件组成一个完整的电路，我们称其为集成电路。在集成电路的基板上，元器件的数量和组合形式各有所异，其可以导致分为大型的集成电路、中型的集成电路以及小型的集成电路。同城情况下，基板上的元器件个数为1000到10000个的为大型集成电路，如中央存储器、控制器等；基板上的元器件个数为100到1000个的为中型集成电路，如，计算器、编发器等；基板上的元器件个数为10到100个的为小型集成电路，如逻辑门电路、集成触发器等。

3.2单极性电路和双极性电路

数字电路上由于半导体元件组成情况的差异，我们可以此为依据，将其分为单极性电路和双极性电路两种电路形式。在数字电路工作时，其内部会形成两种载流子的二极以及三极管电路，也被称之为双极性电路。而依照导电沟道工作的场效应管，则其可以形成单极性电路。双极性电路中，主要包含：、、电路形式。单极性电路，主要包含：、、电路形式。

3.3时序逻辑电路和组合逻辑电路

将数字电路以记忆功能的划分形式分类，可将其分为时序逻辑与组合逻辑两种电路形式。时序逻辑电路的信号输出呈现时序性特点，即其与输出状态的时间有关，如当时时间、过去时间等等，典型代表有触发器、计数器。这些电路可以记忆过去的某一时间的信号形态。而组合逻辑电路的信号输出，仅与当时的信号输出情况有关，典型代表有译码器、编码器[3]。

结语：伴随经济的快速进步与发展，数字电子技术作为一种新兴的电子技术方式，被运用在各行各业的发展中。目前，我国在数字电路运用上，还存在诸多不足，为进一步提升数字电路的运用效果，应掌握好数字电路的自身特点，使系统发挥更好的功能效果，使其更好的为数字电子技术的应用领域提供客观保证。在数字电路中，数字信号主要由和组成电位型以及脉冲型，两种类型的信号形式。在数字系统的运行中，受时脉的驱动影响，其控制部件会发挥其控制作用，对运算部件加以控制，完成相应的动作。

参考文献

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作者简介

梁洪，邵阳学院信息工程学院电子科学与技术专业学生