数字电路09前言n

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1、主讲教师：李晓光2011年2月典型应用电子器件的发展设计方法的变化参考书绪论数字电路的概述学习方法考核方法基本知识基本知识概述物理信号连续信号→模拟信号离散信号→数字信号数∕模转换→将数字信号转换为模拟信号（简称D∕A）模∕数转换→将模拟信号转换为数字信号（简称A∕D转换）数字系统------能对数字信号进行加工、传递和存储的实体，这个实体由实现各种功能的数字逻辑电路相互连接而成。模拟系统-----能对模拟信号进行加工、传递和存储的实体，这个实体由实现各种功能的电子电路相互连接而成。一、数字电路的概述模拟电路与数字电路及区别模拟电路：处理的信号是模拟信号数字

2、电路：处理的信号是数字信号一、数字电路的概述数字逻辑：用数字方式研究和处理事件的逻辑状态和事件之间逻辑关系的方法，就称为数字逻辑。数字电路：数字电路只能处理数字信号，是物理实现数字逻辑关系的重要方法之一，也是现代电子技术的重要组成部分。。数字逻辑模型及特点：所谓数字逻辑模型，是指用数字逻辑方法对一个实际逻辑系统的描述结果。。逻辑模型表征的是逻辑特性，只代表数字逻辑信号之间逻辑状态的相互影响和逻辑运算关系，不代表各逻辑信号之间的数值关系。逻辑关系只有真和假、有和无，不存在连续变化的可能性。也不存在似是而非的可能性。逻辑模型表现形式多样性，同一个逻辑模型可以

3、有不同的表现形式。对同一逻辑模型可有不同的数学描述形式。例如对同一个逻辑系统，可以使用表格作为逻辑模型，也可以使用状态图形作为逻辑模型。各逻辑模型之间可以相互转换。1.工作信号是离散的，因此电路中工作的半导体管多数工作在开关状态。如二极管工作在导通和截止态、三极管工作在饱和态和截止态2.研究对象是输入和输出的逻辑关系，因此主要的分析工具是逻辑代数，表达电路的功能主要是真值表、逻辑表达式及波形图等。一、数字电路的概述数字电路的特点3.电路结构简单，功能强，功耗低，集成度高，造价低。4.工作速度快,精度高,可靠性好。5.数字电路的基本参数采用标准参数，通用性强，

4、应用广泛。一、数字电路的概述数字电路的类型数字电路组合逻辑电路电路中无记忆器件，无反馈。时序逻辑电路同步时序逻辑电路异步时序逻辑电路脉冲异步时序逻辑电路电平异步时序逻辑电路电路中含有记忆器件及反馈电路状态的转换是在同一时钟的控制下进行电路状态的转换不是在同一时钟的控制下进行由组合电路与延时电路组成，电路在电平控制下转换数字逻辑与电路的基本内容基本逻辑门电路组合逻辑电路时序逻辑电路存储器电路脉冲整形电路基本门、三态门、OC门编译码器、数据选择、比较器、启动、可编程器件ROM、EPROM、RAM触发器、寄存器、计数器单稳态触发器、振荡器、施密特触发器一、数字电

5、路的概述计算机通信（DSP应用）数码像机等家电返回二、典型应用二、典型应用数字信号处理(DSP)简介：数字信号处理是一个较新的学科领域，它是把数字或符号表示的序列，通过计算机或专用处理设备，用数字的方法去处理这些序列，已达到更符合人们要求的信号形式。数字滤波器和数字频谱分析是数字信号处理的两个分支，可进行复杂的数学运算，例如数学逼近，傅里叶变换、Z变换、快速傅里叶变换、卷积积分等。所以，数字信号处理应用非常广泛，凡是用数字方式对信号进行滤波、变换、增强、压缩、估计、识别等都是数字信号处理的研究对象。前置预滤波器模拟滤波器A/D转换器D/A转换器数字信号处理器X

6、a(t)Ya(t)Y(n)X(n)数字信号处理系统简单框图会议电视数字移动蜂窝电话家庭信息中心虚拟教育数字相机自动驾驶汽车视觉感应器数据存储与处理返回集成电路绪论三、电子器件的发展电子管晶体管分立元件（（SSI（100以下）MSI（〈103）LSI（〈104）超大规模VLSI（105以上）1906年，福雷斯特等发明了电子管；电子管体积大、重量重、耗电大、寿命短。世界上第一台计算机用了1.8万只电子管，占地170平方米，重30吨，耗电150KW。目前在一些大功率发射装置中使用。1948年，肖克利等发明了晶体管，其性能在体积、重量方面明显优于电子管，但器件较多时由

7、分立元件组成的分立电路体积大、焊点多、电路的可靠性差。1960年集成电路出现，成千上万个器件集成在一块芯片，大大促进了电子学的发展，尤其促进数字电路和微型计算机的飞速发展。芯片中集成上万个等效门，目前高的已达上百万门。特大规模ULSI（106以上）表1-1集成电路不同发展阶段的特征参数主要特征主要特征SSIMSILSIVLSIULSIGSL元件数/片<102102-103103-105105-107107-109>109特征线宽μm5-103-51-3<10.3-0.5.12-0.18氧化层厚nm>120>100>40>1510-15结深μm1.2-20.5-

8、1.20.2-0.50.1-0.2硅片