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，数字电路在结构、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门电路，分析工具是逻辑代数，在功能上则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、抗干扰性强、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日益广泛的应用，本章主要讲述的内容是数字电路的一些基础知识。

1. 模拟信号的概念

在自然界存在着许多物理量，它们在时间和数值上是连续的，这类物理量称为模拟量。用来表示模拟量的信号称为模拟信号，常见的正弦波、三角波、调幅波、阻尼振荡波等都是模拟信号，图1-1给出了几种常见的模拟信号，其中图1-1（a）所示为正弦波，图1-1（b）所示为三角波，图1-1（c）所示为调幅波，图1-1（d）所示为阻尼振荡波，图1-1（e）所示为指数衰减波，由图1-1可见，虽然几种模拟信号的形状各不相同，但它们的共同特点是信号的幅值大小随时间作连续变化。

实际上，自然界的许多物理量均为模拟量。例如，速度、压力、温度、声音、重量、位置等。在工程上，为便于分析，常用传感器将模拟量转换为电流、电压等电学量。我们在这里所讲的模拟信号一般指模拟电信号。

模拟信号的基本参数包括幅度、频率、周期等。模拟信号按信号频率可分为低频信号、高频信号、微波信号等；按信号的周期性可分为周期性信号和非周期性信号等；按用途可分为工频信号、射频信号、视频信号等。

2. 模拟电路

用以传递、加工和处理模拟信号的电路称为模拟电路。模拟电路必须满足以下要求。

（1）由于模拟信号的幅度大小直接代表着信号本身的特性，所以在对模拟信号进行放大的过程中要进行线性放大，也就是要求模拟电路中的放大器工作在线性状态。如果输入放大器的信号动态范围较大，必须要有足够大的动态范围的放大器来放大这一大幅度信号，这就对模拟放大器提出了很高的电路硬件要求。

图1-1　模拟信号

（2）电路中的干扰信号绝大多数是模拟信号，干扰信号与模拟信号有着相似的特性，这就使得模拟信号在放大、处理过程中更容易受它干扰，而且一旦受其干扰就很难再将它们分开。这就对模拟电路提出了很高的抗干扰技术要求，使模拟电路的制作难度增大，电路成本增加。

（3）由于模拟信号的连续特性，在对这种信号进行比较复杂的处理时，就不能破坏模拟信号的特性，因此使得模拟电路变得十分复杂。

（4）对不同的模拟信号进行不同目的的处理时，就必须有一套与之对应的模拟电路来配套，使得模拟电路变得庞大而复杂。所以，模拟电路不便对信号进行“深层次”的复杂处理。

1. 数字信号的概念

在自然界存在许多物理量，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，图1-2表示的是这两类数字波形，其中图1-2（a）所示为周期性数字波形，图1-2（b）所示为非周期性数字波形。

图1-2　周期性和非周期性数字波形

2. 非理想数字波形

在实际的系统中，数字波形不能立即上升和下降，要经历一段时间，如图1-3所示。

图1-3　非理想数字波形

对于非理想数字波形（矩形脉冲），常用以下指标来定量描述其特性。

脉冲周期T——周期性重复的脉冲序列中，两个相邻脉冲间的时间间隔，有时也用频率f＝1/T表示单位时间内脉冲重复的次数。