理论教育 探析数字信号的基础知识

探析数字信号的基础知识

时间:2023-06-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:凡在数值上和时间上不连续变化的信号,称为数字信号,如图10-1-1所示,不连续性和突变性是数字信号的主要特性。图10-1-2所示为模拟信号与数字信号之间的传输示意图。数字信息容易加密处理,不易被窃取。VLSI集成度大于1 000门/片或大于10万元件/片,是高集成度的数字逻辑系统,如在一个硅片上集成一个完整的微型计算机。图10-1-3数字电路的应用实例数字电视;数字电子钟

探析数字信号的基础知识

1.模拟信号与数字信号

电信号可以分为模拟信号和数字信号两大类。凡在数值上和时间上都是连续变化的信号,称为模拟信号。例如,模拟语言的音频信号、热电偶上得到的模拟温度的电压信号等,都是模拟信号,如图10-1-1(a)所示。凡在数值上和时间上不连续变化的信号,称为数字信号,如图10-1-1(b)所示,不连续性和突变性是数字信号的主要特性。

图10-1-2所示为模拟信号与数字信号之间的传输示意图。

图10-1-1 模拟信号和数字信号

(a)模拟信号;(b)数字信号

图10-1-2 模拟信号与数字信号之间的传输示意

2.数字电路的特点

电子电路可分为两大类:一类是处理模拟信号的电路,称为模拟电路;另一类是处理数字信号的电路,称为数字电路。这两种电路有许多共同之处,但也有明显的区别。模拟电路中工作的信号在时间和数值上都是连续变化的,而在数字电路中工作的信号则在时间和数值上都是离散的。在模拟电路中,研究的主要问题是怎样不失真地放大模拟信号;而数字电路中研究的主要问题,则是电路的输入和输出状态之间的逻辑关系,即电路的逻辑功能。

数字电路有以下特点:

(1)便于高度集成化;

(2)工作可靠性高,抗干扰能力强;

(3)数字信息便于长期保存;(www.daowen.com)

(4)数字集成电路产品系列多、通用性强、成本低;

(5)保密性好。数字信息容易加密处理,不易被窃取。

3.数字电路的分类

(1)数字电路按组成的结构可分为分立元件电路和集成电路两大类。

集成电路按集成度(在一块硅片上包含的逻辑门电路或元件数量的多少)分为小规模(SSI)、中规模(MSI)、大规模(LSI)和超大规模(VLSI)集成电路。SSI集成度为1~10门/片或10~100元件/片,主要是一些逻辑单元电路,如逻辑门电路、集成触发器。MSI集成度为10~100门/片或100~1 000元件/片,主要是一些逻辑功能部件,包括译码器、编码器、选择器、算术运算器、计数器、寄存器、比较器、转换电路等。LSI集成度大于100门/片或大于1 000元件/片,此类集成电路是一类数字逻辑系统,如中央控制器、存储器、串并行接口电路等。VLSI集成度大于1 000门/片或大于10万元件/片,是高集成度的数字逻辑系统,如在一个硅片上集成一个完整的微型计算机

(2)按电路所用器件的不同,数字电路又可分为双极型和单极型电路。其中双极型电路有DTL、TTL、ECL、IIL、HTL等多种,单极型电路有JFET、NMOS、PMOS、CMOS 4种。

(3)根据电路逻辑功能的不同,数字电路又可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两大类。

4.数字电路的应用

数字电子技术不仅广泛应用于现代数字通信雷达、自动控制、遥测、遥控、数字计算机、数字测量仪表等领域,而且已经进入到千家万户的日常生活中,如图10-1-3所示。从传统的电子表、计算器,到目前流行的数字广播、数字电视、数字电影、数字照相机、数字手机、二维条码、网络电子商城等,数字化技术正在引发一场范围广泛的产品革命,各种家用电器设备、信息处理设备都将朝着数字化方向发展。

图10-1-3 数字电路的应用实例

(a)数字电视;(b)数字电子钟

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