数字电路包括数字信号的传送、控制、记忆、计数、产生和整形等内容，其在结构、分析方法、功能、特点等方面均不同于模拟电路。数字电路的基本单元是逻辑电路，分析工具是逻辑代数，在功能上着重强调电路输入与输出间的因果关系。数字电路比较简单、抗干扰能力强、精度高、便于集成，因而在无线电通信、自动控制系统、测量设备、电子计算机等领域获得了广泛的应用。

电子技术中的信号可以分为模拟信号和数字信号两大类：模拟信号是随时间连续变化的信号，如正弦波信号；数字信号是在时间上和数量上都不连续变化的信号，即离散的信号，如矩形波信号。由于这两类信号的处理方法各不相同，所以电子电路也相应地分为两类：一类是处理模拟信号的电路，即模拟电路，如交流放大电路；另一类是处理数字信号的电路，即数字电路。本书重点讨论数字电路。

1．数字信号

自然界中存在着许多物理量，它们在时间和数值上均是离散的，也就是说，它们的变化在时间上是不连续的，总是发生在一系列离散的瞬间，这类物理量称为数字量。用来表示数字量的信号称为数字信号。

数字信号通常用数字波形表示，数字波形表示的是逻辑电平与时间的关系。当某波形仅有两个离散值时，可以称为脉冲波形。此时，数字波形与脉冲波形的关系是统一的，区别是表达方式不同，前者用逻辑电平表示，后者用电压值表示。数字信号分为周期性和非周期性两种，如图0-1所示。

2．二值数字逻辑和逻辑电平

数字信号在时间和数值上均是离散的，常用数字0和1表示，这里的0和1不是十进制中的数字，而是逻辑0和逻辑1，因而称为二值数字逻辑，简称数字逻辑。

二值数字逻辑的产生，基础是客观世界的许多事物可以用彼此相关又相互对立的两种状态来描述，例如，是与非、真与假、开与关、低与高等。在电路中，可用电子元器件的开关特性来描述，由此形成离散电压或数字电压。这些数字电压常用逻辑电平来表示：通常将高电位称为高电平，用逻辑“1”表示；低电位称为低电平，用逻辑“0”表示。在实际数字电路中，高电平通常为3.5V左右，低电平通常为0.3V左右，这种逻辑关系称为正逻辑关系；如果高电平用逻辑“0”表示，低电平用逻辑“1”表示，则称为负逻辑关系。本书所用的都是正逻辑关系。

3．数字电路

数字电路就是用于传递、加工和处理数字信号的电路。与模拟电路相比，数字电路具有以下特点：

1）工作信号是二进制的数字信号，反映在电路上是高、低电平两种状态。

2）研究的主要问题是电路的逻辑功能。

3）电路结构简单，便于集成、系列化生产，成本低廉，使用方便。

4）抗干扰能力强、可靠性强、精度高。

5）对电路中元器件的精度要求不高，只要能区分“0”和“1”两种状态即可。

6）更易于存储、加密、压缩、传输和实现。

4．数字电路的分类

（1）按电路类型分类

数字电路按电路类型可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两大类：组合逻辑电路的输出只与当时的输入有关，如编码器、加/减法器、比较器、数据选择器等；时序逻辑电路的输出不仅与当前的输入有关，还与电路原来的状态有关，如触发器、计数器、寄存器等。

（2）按集成度分类

数字电路按集成度可分为小规模集成电路（SSI）、中规模集成电路（MSI）、大规模集成电路（LSI）、超大规模集成电路（VLSI）4类。所谓集成度，是指单片芯片上所容纳的器件个数。表0-1列出了几类数字集成电路的分类依据。

（3）按电路所用器件的不同分类

数字电路按照电路所用器件的不同可分为双极型（晶体管型）和单极型（场效应晶体管型）两大类。其中，双极型电路常用的类型有标准型TTL、高速型TTL（H-TTL）、低功耗型TTL（L-TTL）、肖特基型TTL（S-TTL）、低功耗肖特基型TTL（LS-TTL）等；单极型电路有JFET、NMOS、PMOS、CMOS等。

总之，数字电路较模拟电路而言，抗干扰能力更强，技术性能指标更高，可以轻松去除干扰信号，生产成本更低，极大地方便了对电信号的各种处理，使得数字式电器具有更强的功能，电路结构却比模拟电路简单。

5．数字电路的学习方法

1）逻辑代数式分析是设计数字电路的重要工具，熟练掌握和运用这一工具才能使学习更为高效。

2）重点掌握各种常用数字逻辑电路的逻辑功能、外部特性和典型应用，其内部电路结构和工作原理不必深究。

3）只要掌握基本的分析方法，就可以得心应手地分析各种逻辑电路。

4）数字电子技术实践性很强，需按电路设计流程严格训练，并及时补充必备的理论知识，这样才能学有所成。

5）数字电子技术发展迅速，应提高查阅技术资料和信息检索的能力，从而获取更多更新的知识和技术。 fpZNI0leYm+3RA4AjjbMXqKIrGhP4jFddMHDnkewQqHAyVgjJp2+brpQoai7OLth