数字信号与数字电路的关系及应用

1.数字信号

数字信号是脉冲信号，持续时间短暂。在数字电路中，最常见的数字信号是矩形波和尖顶波，如图10-1所示。实际的波形并不是那么理想，图10-2为实际的矩形波。以矩形波为例，数字信号即脉冲的基本参数如下：

图10-1 数字信号

a）矩形波 b）尖顶波

图10-2 实际的矩形波

（1）脉冲幅度A 脉冲信号变化的最大值。

（2）脉冲上升时间t_r 从脉冲10%的幅度上升到90%所需的时间。

（3）脉冲下降时间t_f 从脉冲90%的幅度下降到10%所需的时间。(www.xing528.com)

（4）脉冲宽度t_p 从上升沿50%幅度到下降沿50%幅度所需的时间。

（5）脉冲周期T周期性脉冲信号前后两次出现的间隔时间。

（6）脉冲频率f单位时间内的脉冲数，f=1/T。

数字电路中没有脉冲信号时的状态称为静态，静态时的电压值可以为正、负或零（一般在0V左右）。脉冲出现时电压大于静态电压值称正脉冲，小于静态电压值称为负脉冲，如图10-3所示。

图10-3 正脉冲与负脉冲

a）正脉冲 b）负脉冲

2.数字电路

数字电路通常是根据脉冲信号的有无、个数、频率、宽度来进行工作的，而与脉冲幅度无关，所以抗干扰能力强，准确度高，如图10-1b所示。虽然数字信号的处理电路比较复杂，但因信号本身波形十分简单，它只有两种状态：有或无，在电路中具体表现为高电位和低电位（通常用1和0表示），所以用于数字电路的晶体管不是工作在放大状态而是工作在开关状态，要么饱和导通，要么截止。因此制作时要求低，功耗小，易于集成化，随着数字集成电路制作技术的发展，数字电路获得了广泛的应用。