數字電子技術概述/優(yōu)勢/應用/發(fā)展趨勢

數字電子技術概述

1、數字電子技術的定義

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數字電子技術是研究各種集成器件以及邏輯門電路、集成芯片功能并進行其應用的一門學科。當前計算機技術迅速發(fā)展，利用數字電路對信號進行處理的優(yōu)勢尤為明顯。

以數字電路處理信號為例：在處理過程中，數字電路按照特定的比例將模擬信號轉化為一系列的數字信號。模擬信號全部轉化完成以后，這些數字信號被傳送到數字電路里面進行一系列的處理;數字電路完成處理工作后依據需要將這些最終的結果轉換為相應模擬信號。數字電路處理信號的最后一步，輸出被轉換后的模擬信號。

2、數字電子技術的分類

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當前被大眾普遍接受的數字電子技術分類是：模擬電子技術與數字電子技術。

作為當前社會發(fā)展最快的學科，數字電子技術在我國各行各業(yè)有著廣泛的應用，同時在社會經濟發(fā)展的要求下快速發(fā)展。在短短50年里，數字電子技術已經由最原始的小規(guī)模集成電路發(fā)展到了今天超大規(guī)模集成電路。在創(chuàng)新技術上，數字電子技術表現出了驚人的潛力。

數字電子技術的優(yōu)勢

當前，在信號處理方面最為常見的是模擬信號與數字信號之間的轉換。我們經常聽到的“0101”信號就是一種經過轉換的數字信號。

與模擬電子技術相比，數字電子技術具有這樣幾大優(yōu)勢：

1、模擬信號在波形上種類多樣，同時波形富有變化。相比之下數字信號的波形顯得非常簡單，只有低電平和高電平這樣兩種。

2、與模擬信號相比，數字型號在信號的接收與信號處理上更加的高效。連續(xù)的信號組成了模擬信號的波形。模擬信號的這一特性使得其在信號采集階段和傳輸中非常容易受到外界的干擾，信息誤差極易出現。

3、模擬信號的采集往往沒有較高的精確度，最終造成實驗數據的不準確。與模擬信號不同的是，數字信號在波形上單一，只有兩種，能很好的保證信號的穩(wěn)定性，其抗干擾能力是模擬信號不能比擬的。數字信號在很大程度行提高了信號精度，進而增加了實驗可靠性。

數字電路具有高穩(wěn)定性、高可靠性、可編程性、易于設計、經濟性等眾多優(yōu)點，其應用越來越廣泛。現代電子工程中愈來愈多的模擬信息已被數字信號所取代。例如，視頻圖像，聲音由原來的模擬磁帶存儲變成現在的光盤存儲;交通燈控制器、汽車化油器控制裝置由以前的機電控制變成了現在的微處理器控制。

模擬信號轉換成數字信號的機理

模擬信號與數字信號之間的轉換過程，主要是在傳感器中進行的，且模擬信號在整個轉換的過程當中，還會歷經傳感器對其進行濾波等操作，待操作結束之后，模擬信號才會被轉換成數字信號。利用數字電路對信號進行處理的過程是：

①將模擬信號按照特定的比例轉化成數字信號;

②待模擬信號轉化完成之后，就將數字信號傳送到數字電路中進行處理;

③把數字電路中最終的處理結果依據需要轉換成相應的模擬信號;

④輸出轉換之后的模擬信號。

對模擬信號進行轉換的原因有兩個：

模擬信號由于具有多變性，所以它非常容易遭受到外界環(huán)境的干擾。而數字電路中有限的波形種類保證了它具有極強的抗干擾能力，且遭受擾動的波形只要不超過一定的界限，總能夠通過一些整形電路恢復出來，這就保證了信號的準確信和可信性，而且基于門電路、集成芯片所組成的數字電路也具有構造簡單、可靠性高以及維護調度方便等優(yōu)點。因此，數字電子技術很適合用在信息處理的過程當中。

模擬信號波形的種類數不勝數，且某一波形只要發(fā)生了一點細微的改變，它就會變成另一個完全不同的波形。然而，數字信號的波形種類目前卻只有兩個：低電平與高電平。所以，數字信號會大大降低信號處理的難度。

數字電子技術的應用

1、在“雷達接收器”中的應用

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在雷達接收器上，數字電子技術的應用主要體現在一下幾個方面：

數字電子技術讓雷達接收器擁有了一下四個功能：解調、放大、濾波、變頻。其中，濾波功能保證了無用信息與干擾信息的有效濾除，有效的目標回波號被保留;解調與放大的功能保證了目標回波信號的正確轉化與輸出。

數字電子技術在雷達接收器上的運用使得雷達接收器擁有了非常高的靈敏度，同時在信號可靠性上進一步提升，抗干擾性也成倍增加。雷達接收器中涉及到的數字電子技術主要有這樣幾類：數字濾波技術、數字變頻技術等等。

總而言之雷達接收器與數字電子技術的結合讓傳統(tǒng)接收器擁有了更為強大的功能。

2、基于USB總線的“微波功率測量計”

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基于USB總線的“微波功率測量計”以數字電子技術作為開發(fā)工具，同時結合了相對應的計算機軟件實現了對微波功率進行精確測量。

基于USB總線的“微波功率測量計”由兩個部分組成：微波檢測電路、USB接口。該微波功率測量計工作原理如下：通過探測儀收集功率信號;在收集完信號后，通過微波檢測電路對信號有效處理，如去噪等;根據微波檢測電路的處理結果，對信號數據進行進一步的修正;借助于鏈路USB接口將已修改好的數據上傳上位機;上位機對收到的數據處理。

總而言之，數字電子技術在基于USB總線的“微波功率測量計”中的運用使得其具備了更高的精確度。

3、在網絡中的應用

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當前我們的生活已經離不開網絡，網絡讓我們的生活更加的便利，數字電子技術在網絡中的應用加快了網絡技術更新速度，同時網絡催化了數字電子技術的飛速發(fā)展。

當前，網絡中數字電子技術的應用前景變得無比廣闊。網絡中數字信號的應用顯示出了不可比擬的優(yōu)勢。網絡中數字信號的應用提高了網絡的穩(wěn)定性，增強了其抗干擾能力，同時也進一步提高了網絡的儲存能力，讓網絡信息的傳輸更加的安全更加的快捷?？偟膩碚f，數字電子技術與網絡的結合是綜合數字化與設備集成化的產物。

當前，數字電子技術與網絡技術的融合引領了信息時代信息技術的發(fā)展，這是當前信息技術的革新迫切需要的。數字電子技術和網絡技術與的結合加快了信息化建設的高速發(fā)展，同時也在無形間改變了我們的生活和生產方式。數字電子技術在網絡中的應用標志著信息時代的飛速發(fā)展。

以網絡信息處理為例，數字電子技術的應用大大的提高了信息處理效率，同時信息傳輸能力成倍增強，在數字電子技術的應用下，信號轉變?yōu)閿底中盘柕乃俣葞缀问教嵘?，網絡信息處理變得高效。

4、EDA技術

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EDA技術是最新的現代電子技術，幫助電子設計工程師利用計算機完成電子系統(tǒng)的自動設計，是從事數字系統(tǒng)設計的人員所必須掌握的一種技術，特別是在使用大規(guī)模PLD(如CPLD和FPGA)設計數字電路時，必須使用EDA的手段。EDA技術可幫助設計者完成大量的輔助性工作。

數字電子技術在網絡中的應用

一數字電子技術在網絡中的基本特征

1、網絡搜索與查找具有時間性

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搜索與查找是網絡出現伊始人們賦予其的主要作用和功能，對于時間概念的要求相對較低，網絡的時間性可以利用其它途徑展現出來：

一是利用網絡的對應性特征，網絡內容具有對應性是網絡的基本特征，發(fā)揮網絡內容對應性優(yōu)勢滿足人們對于網絡的基本要求;

二是網絡具有開放性特點，網絡世界包羅萬象，不僅可以查找自身的有關信息，也可以利用網絡的交互性優(yōu)勢，查找所有與之相關的信息內容，使得查找內容更加整體性特征明確，為人們快捷有效的查找信息提供了便利。

2、網絡信息的多種呈現形式

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網絡信息世界寬廣猶如大海，信息的種類和內容也是多種多樣的，文字、視頻、音頻等都可以是網路信息世界的重要組成部分。

人們在利用網絡查找信息資源時，可以根據自己的實際需求，自主的搜索所需要的各類資源。還可以利用網絡信息處理技術，將各類信息資源整合在一起，形成一種圖文并茂的信息呈現形式，幫助人們能夠更加直接有效的獲取信息資源關鍵點，提高信息資源利用率。

二數字電子技術在網絡中的作用

網絡已經融入人們生產生活的各個方面，二進制代碼的選用和普及，使得網絡連接更加流暢、轉換更加自如，計算機技術和數字信號聯網以及網絡的智能化和自動化程度提升，為網絡信息技術的發(fā)展進步起到了積極的促進作用。具體體現有：

1、數字信號抗干擾能力強

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數字信號抗干擾能力是信息傳達質量的重要影響因素，為信息的長距離運送質量增添了優(yōu)勢，在信號的數字通訊過程中運用數字電子技術，能夠有效地防止外界聲音對傳輸信號的干擾，實現數字信號信息的高效傳輸和獲取。

2、數字信號儲存簡便安全

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將信號進行數字化信息轉換以后，信息的加密解密程序在簡單的數學運算操作之后變得簡單了很多，可行度也大大增加，能夠有效地解決當下人們普遍關心的網絡信息安全問題，在提高信息加密安全設置的同時有利于使得數字信息的儲存變得簡單易行，能夠在開放性的網絡環(huán)境下自由的傳輸和發(fā)展。

3、數字信號設備集成化優(yōu)勢

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數字信號儲存設備走向集成化是當前數字電子技術發(fā)展進步的主要目標和方向，電路中的數字電子技術能夠有效的降低電子運行功率、縮小信息體積、將計算機和數字信號結合以后，能夠促進通信網絡管理的自動化程度和智能化水平，進一步提升網絡集成電路的規(guī)模。

三數字電子技術在網絡中的應用

數字電子技術已經成為了人們不可缺少的重要生產生活工具，既有利于人們生產生活的便捷性，也有效的促進了網路技術的進步和發(fā)展，在整個網路應用中扮演者極為重要的內容和角色，是網絡中起關鍵作用的重要內容，也是現代科技進步和發(fā)展的必然選擇。

1、信號處理

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數字電路信號處理是現代科技進步和發(fā)展的重要體現，隨著網絡技術的不斷成熟于完善，數字電路信號處理技術優(yōu)勢逐漸凸顯和表現出來，其在信號處理中的優(yōu)勢主要變現為：

一是信號處理過程簡單易行，信號處理的具體程序就是將模擬信號轉換為數字信號，在通過數字信號系統(tǒng)對其進行恰當的處理，在將經過數字信號處理的信號代碼轉換為模擬信號，根據不同人群的實現需求，有選擇性的輸出具有信息內容。

二是數字電子技術充分發(fā)揮了強大的數字電路信號功能作用，這一點是信息處理工作過程中的關鍵內容，在數字化時代不斷完善和進步的背景下，數字電子技術在各個領域逐漸開始發(fā)揮關鍵優(yōu)勢作用。

2、網絡信號處理

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將數字電子技術應用在網絡上，可以有效地開展網絡信號的處理和發(fā)展?；诙M制碼這一數字信號基本變現形式，能夠為數字電路處理過程中，有針對性的操作過程提供便捷。數字信號具有很強的信息干擾能力，不會因為外界的干擾而產生變化，因此，人們在生產生活中使用的范圍和頻率大而廣實際應用中的普遍性程度極高。

3、信號數字化處理

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數字信號處理主要采用隨機抽樣、量化以及編碼等操作環(huán)節(jié)，其中，隨機取樣是指在信息處理過程中將模擬信號進行分散處理，量化是要打亂已有的信號連續(xù)取值順序，改變成恰當的分解取值順序。

編碼就是將已有的設計方案和與之能夠連續(xù)在一起的數字對象進行編輯和整合，增強數據之間數字電子與高能芯片的時間作用的處理效果，間數字信號轉換為人們生產生活所需要的數據流值，有效的完成數字信號的處理和研發(fā)。

經過信號數字化處理過程的數字信號，能夠在各種電纜和無限傳輸通道中有效的傳輸和傳播，提高了數字信號處理和傳輸的速度。

數字電子技術的發(fā)展趨勢

1、數字電子技術未來的發(fā)展趨勢

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伴隨著現代科技的發(fā)展，信息化時代的到來，社會的發(fā)展給電子技術帶來了很大的推動力，推動電子技術的快速發(fā)展與創(chuàng)新，數字電子技術更是會成為未來社會與經濟發(fā)展的主要力量，社會生產需求會促進信息技術更加深入的發(fā)展。

信息技術的不斷更新換代，必將要求數字電子技術滿足相應的市場要求。數字化將成為未來電子技術的必經之路，我國的數字電子技術研究經過多年的探索與實驗，取得了一定的成果與重要變革。

現代我們的電子產品正在以前所未有的速度進行著更新換代，這些更新換代背后是可編程控制器件的不斷更新發(fā)展?，F階段在半導體工藝水平已經達到深亞微米級別、芯片千兆位的高度集成的情況下，就注定了數字電子技術會越來越向著更高更集成方向發(fā)展，SOC片上系統(tǒng)必將成為未來集成電路技術的發(fā)展趨勢。

2、數字與模擬電子技術間的融合

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未來電子技術的發(fā)展趨勢將是數字電子與模擬電子的融合，這樣就會促進新型電子器件的產生，會有更多高性能的電子器件出現，來滿足未來生產生活的需求。

模擬信號與數字信號之間的轉換過程，主要是在傳感器中進行的，且模擬信號在整個轉換的過程當中，還會歷經傳感器對其進行濾波等操作，待操作結束之后，模擬信號才會被轉換成數字信號。

數字電子與模擬電子的結合會使得傳統(tǒng)的電子器件的性能得到很大的提升，通過改變傳統(tǒng)電子器件的結構與功能從而改變傳統(tǒng)電子器件的固有缺陷，提升電子器件性能。數字與模擬相結合的新型電子器件會為未來科技發(fā)展提供非常大的幫助。

原文標題：數字電子技術的基礎知識

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