计算机基础补充：电子技术基础 - 术语整理

这篇文章也是一时兴起，这几天我继续自己原来的计划，将 计算机组成原理、数据结构、操作系统 ，全部都再刷一遍，所有的真题，全都放到博客上来。

 

Q1：至于为什么这么干？

 

一方面，我们依托于 王道单科书 ，本来也没打算挑战现有的已经很流行的考研复习资料，基于这些材料， 我们 进一步理解、整理、精简，用于自己学习之用 。

 

Q2：为啥要整理数电、模电、通信原理和微机原理的术语呢？

 

主要由于 408 越来越难了吧。虽然送分题不少，但是很多问题不深入研究压根连入手的切入点都没有，笔者几经思考，决定还是拿出当年自己做咨询的力气，把这些基础课啃一啃，也算是对于行业知识继续夯实。

 

我自己的专业，应该于今年 Q4 回归正常轨道，业务方向可以在今年年底前基本锚定，是否能赚钱 —— 我们也不知道，我们希望，先争取一些用户，这些用户未必是最终付钱的客户，但是，他们是我们的用户。

 

为了鼓励各路 DS，也包括我，看一个我自己还挺喜欢的 TED。

 

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学习吧！！少年！！

 

 

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关于课程目的

 

我仔细读了读前序，作者康华光系华中科技大学博导。序言，讲清基本概念、基本电路的工作原理和基本方法。对主要技术指标，采用工程近似方法进行计算，针对专业的学生，还有进一步的要求。

作为爱好者，或者咨询师，暂且认为，本书主要目的，理解行业属于，了解基本电路。

 

 

关于本书目录

 

1.数字逻辑概论

2.逻辑代数与硬件描述语言基础

3.逻辑门电路

4.组合逻辑电路

5.锁存器和触发器

6.时序逻辑电路

7.存储器、复杂可编程器件和现场可编程门阵列

8.脉冲波形的变换与产生

9.数模与模数转换器

10.数字系统设计基础

 

 

第一章 数字逻辑概论

 

1.关于集成度分类，数字集成电路分为

 

2.按照结构工艺

双极型、MOS型、双极-MOS型

MOS，金属氧化物半导体

TTL 晶体管-晶体管逻辑门电路

 

3.数字电路

数字电路处理的是数字信号。数字电路又称逻辑电路，电路结构、功能特点不同于模拟电路，研究对象是电路的输出与输入之间的逻辑关系。采用的工具，逻辑代数，表达电路输入输出的关系，主要有真值表、功能表、逻辑表达、波形图。

数字电路设计，给定逻辑功能，要求确定输入、输出、选择适当逻辑器件。

 

4.数字信号和模拟信号

模拟信号：时间上连续变化的物理量，幅值也是连续变化的。例如，速度、压力等。

数字信号：与模拟信号相对的是数字信号。离散时刻取值，数值大小和每次的增减都是量化单位的整数倍。时间离散，对应的数值也离散。

 

5.数字逻辑、逻辑电平

数字逻辑：只用 0-1表示，简称数字逻辑。

电压介于 3.5-5伏特，表示1，高电平H；

电压介于  0-1.5伏特，表示0，低电平L。

注意，逻辑电平不是物理量。

 

6.数字波形

数字波形分为归零型和非归零型。

归零型：一个节拍（时钟周期）内，有脉冲代表1，无脉冲代表0；

非归零型：一个节拍内，不归零。更常用。

 

例如，某通信系统每秒传输1.5 * 10000 个比特，成为频率。其每位数据的时间（占用的时间，花费的时间……）为 1/（1.5*10000）。

 

7.占空比 q

占空比 q = 脉冲宽度 / 整个周期

从题目看，脉冲宽度取速度快的，因此取时间短的。

 

例如：周期数字波形高电平 6 ms ，低电平 10 ms。

解：波形脉冲宽度 = 6 ms （时间更短的）

周期 = 6+10 = 16 ms 

占空比 q = 6 / 16 = 37.5%

 

8.时序图

数字电路中，常用时序图或者成为脉冲波形图，分析时序电路的逻辑功能。

 

9.进制

十进制、二进制。

 

中间省略逻辑代数

 

 

第三章 MOS逻辑门电路

 

按照器件结构不同，分为 NMOS，PMOS，CMOS三种。

砷化镓是继硅之后被发现的半导体材料。

 

1.输入、输出的高电平，低电平

这部分内容介绍，不同规格或者场景，高低电平的电压值会有差异。具体查书。

 

2.噪声容限

高电平容限 = 输出高min - 输入高min

低电平容限 = 输入低max - 输出低max

 

3.传输时延

 

4.MOS开关

MOS开关在数字电路中使用非常广泛，因为能完成出点开、关操作，速度和可靠性还比机械开关优越很多。

电流-电压图，有截止区和饱和区。该曲线越倾斜，说明电阻越小。

处于截止区，开关断开；处于可变电阻区，开关闭合。

特点，速度可能会慢。

 

5.CMOS反相器

由N沟道、P沟道两种 MOSFET 组成的电路称为互补 MOS 或 CMOS 电路。

要求输入的电源电压，要大于 N沟道和P沟道需求总和。

 

6.CMOS逻辑门电路

（A） 与非门

（B） 或非门

（C） 异或门

（D） 输入输出保护电路和缓冲电路

CMOS门电路输入端是MOS管的栅极，由于是很薄的  SiO，极易被击穿。因此，CMOS输入端，增加了二极管保护电路。

ShoelessCai 评注，就是二极管分流器，释放引脚静电荷，保护栅极绝缘层。

电路中有一个调节电阻，250欧姆左右。  

 

7.CMOS 三态输出门、漏极开路门

 

 

 

第四章 组合逻辑电路

 

1.产生竞争冒险

所谓竞争冒险，即进行与或非基础逻辑门叠加的时候，由于有时间差，产生脉冲点。

其中，逻辑门的多个输入，同时正向、反向产生电流，如果"同时"受到挑战，即变化时间有差异，称为【竞争】。

因为竞争，可能产生干扰信号，称为【冒险】。

 

2.消去竞争冒险的方法

第一，发现竞争冒险，直接消去。

例如，F = （A + B）（A_ + C）=A *A_ + AC + A_*B + BC = AC + A_*B + BC

注意到，A*A_ 消去，只做器件时候，直接避免这类情况。

 

第二，增加乘积项，避免互补项增加。

例如，L = A*C + B*C_ ，这个电路在 A=1，B=1 的时候，有 L = C+C_

改成 L = A*C + B*C_ + AB  ，不难发现，A=1，B=1 的时候，L = C+C_+1

此时，不会冒险。

 

第三，输出端并联电容器。

输出端并联滤波电容。

 

3.编码器

（A）定义：用二进制代替特定含义的信息，称为【编码】。具有编码功能的逻辑电路，成为【编码器】。

（B）原理。

普通编码器：4线-2线。简言之，输入端4个，输出端2个。输入 I0-I3，输出端 Y0-Y1；

优先编码器：普通译码器输入在输出的时候产生歧义，选择优先级高的。怎么确定优先级呢？主要看输入电平的顺序。例如，假设 I3 最后一个电平，如果输出产生冲突时候，先编码优先级高的。

 

4.集成电路编码器

 CMOS集成电路的优先编码器 CD4532 。8个信号输入端，3个输出端。这里注意译码器输入输出特点。

例如，16位输入优先编码器。A0端优先级别最低。

书上说，这类 TTL 已经不使用，如果我没理解错的话，就是这类电路不使用了。

 

5.译码器/数字分配器

（A）译码是编码的逆过程，功能是，将二进制转换成对应输出信号。具有译码功能的电路，称为译码器。分为两类（常用的两类）：

第一，一系列代码都有一一对应的有效信号，称为【唯一地址译码器】，用于存储器单元地址的译码，即一个地址转成一个有效信号。

第二，将一种代码换成另一种代码。也称代码变换器。

 

关于唯一地址译码器

n个输入端，2^n 个输出端，1个使能输出端。

如果使能端为真，则只有一个输出端有效。

 

（B）集成电路译码器

二进制译码器，74138译码器，3-8译码器。

逻辑符号说明，注意低电平有效，此时输出端0有效，一个为0，其余为1。

 

（C）七段式显示器

通俗的讲，就是小时候暑假作业中，挪移火柴棒使得数字变化的那种。

 

（D）数据分配器

 

6.数据选择器

数据选择，经过选择，把多路数据中的某一段数据传送到公共数据线，实现数据选择功能的逻辑电路成为数据选择器。

相当于多个输入的单刀多掷开关。

 

7.集成电路数据选择器

常用集成电路有很多，有CMOS、TTL产品。 —— 这句话没太理解

 

 

 

 

 

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