数字电路的特点及分类

用数字信号完成对数字量进行算术运算和逻辑运算的电路称为数字电路，或数字系统。数字电路处理的信号都是数字量，在采用二进制的数字电路中，信号只有0和1两种状态，这两种状态可利用半导体器件二极管、三极管、场效应管的导通和截止两种工作状态来表示。由于数字电路具有逻辑运算和逻辑处理功能，所以又称数字逻辑电路。

1．2．1．1 数字信号与模拟信号

电子电路的工作信号可分为两种类型: 模拟信号和数字信号。处理模拟信号的电路称为模拟电路，处理数字信号的电路称为数字电路。

模拟信号是指在时间上和数值上都是连续变化的电信号，如生产过程中由传感器检测到的由某种物理量(声音、温度或压力等)转化成的电信号，模拟电视的图像和伴音信号等。

数字信号是指在时间上和数值上都是断续变化的离散信号，如电子表的秒信号、自动生产线上记录产品或零件数量的信号等。

图1－2(a)、(b)所示分别为模拟电压信号和数字电压信号。

图1－2 模拟电压信号和数字电压信号

(a)模拟电压信号; (b)数字电压信号

1．2．1．2 数字电路的特点

数字电路的基本工作信号是二进制的数字信号，而二进制数只有“0”和“1”两个基本数字，对应在电路上只需要两种不同的工作状态，即低电平和高电平(或称低电位和高电位)。所以电路简单，易于集成化，数字电路通常多采用集成电路。

1．2．1．3 数字逻辑电路的分类

(1)数字电路按组成结构不同可分为分立元件电路和集成电路两大类，其中集成电路按集成度(在一块硅片上包含组件数量的多少)可分为小规模、中规模、大规模和超大规模集成电路。

(2)按电路所使用的器件不同可分为双极型电路(如DTL、TTL等)和单极型电路(如NMOS、PMOS、CMOS等)。

(3)按电路的逻辑功能不同可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两大类。组合逻辑电路是由最基本的逻辑门电路组合而成的，特点是输出值唯一地由当时的输入值决定，电路没有记忆功能。时序逻辑电路则是由最基本的逻辑门电路加上反馈逻辑回路(输出到输入)或器件组合而成的电路，与组合逻辑电路最本质的区别在于时序逻辑电路具有记忆功能，特点是输出不仅取决于当时的输入值，而且还与电路过去的状态有关。