Учебный курс

цифровые сигналы
кандидат технических наук, доцент Новиков Юрий Витальевич

цифровых сигналов;
Логика работы базовых элементов цифровой электроники;
Способы взаимодействия элементов, узлов,

устройств;
Принципы организации микропроцессорных систем;
Методы организации информационного обмена по шинам;
Взаимодействие программных и аппаратных средств.

происходящих в цифровых устройствах;
Понимание, от чего зависят основные характеристики цифрового

устройства, и как их улучшить;
Уяснение ограничений и недостатков цифровой электроники;
Ознакомление с основными направлениями развития цифровой электроники.

света, сила тока и т.д.), изменяющаяся со временем.
Электрический сигнал

— электрическая величина (например, напряжение, ток, мощность), изменяющаяся со временем.
Аналоговый сигнал — может принимать любые значения в определенных пределах. Устройства, работающие с аналоговыми сигналами, — аналоговые устройства. Аналоговый сигнал изменяется аналогично физической величине, т. е. непрерывно.
Цифровой сигнал — может принимать только два значения. Причём разрешены некоторые отклонения от этих значений Устройства, работающие с цифровыми сигналами, — цифровые устройства.

любым электронным компонентом);
Наводки, помехи (сигналы, вызываемые внешними электромагнитными полями —

радиопередача, трансформаторы, взаимовлияние цепей и т.д.);
Старение элементов — изменение характеристик со временем;
Внешние физические воздействия: температура, влажность, давление, вибрация и т.д.
Паразитные эффекты (утечки, ёмкости, индуктивности, сопротивления).

аналоговых сигналов;
Длительное хранение без потерь с возможностью многократного копирования без

искажений;
Качественная передача на большие расстояния без искажений;
Цифровые устройства проще отлаживать, они меньше подвержены старению;
Поведение цифровых устройств всегда можно точно рассчитать и предсказать;
Цифровые устройства проще проектировать, отлаживать, тестировать.

с аналоговыми;
Информационная ёмкость цифрового сигнала гораздо меньше, чем аналогового, поэтому

для замены одного аналогового сигнала требуется несколько цифровых сигналов (от 4 до16) — код;
Для связи с реальным миром требуются преобразователи аналоговых сигналов в цифровые (на входе, АЦП) и цифровых сигналов в аналоговые (на выходе, ЦАП);
При простом алгоритме обработки цифровые устройства гораздо сложнее аналоговых.

момент времени выполнения операции).
Сгруппированные (шинные) цифровые сигналы (коды):
Коды выборок аналоговых

сигналов;
Коды адресации устройств (выбора нужного устройства);
Коды команд (инструкций);
Коды данных.

двоичных чисел;
Разрядность кода — количество двоичных разрядов кода (210 =

1 024, 220 = 1 048 576; 230 = 1 073 741 824);
Бит — один разряд двоичного числа (от англ. binary digit);
Байт — восемь двоичных разрядов (битов) — принимает 28 значений: от 0 до 255;
Тетрада (полубайт, ниббл) — четыре двоичных разряда, половина байта — принимает 24 значений: от 0 до 15;
Слово — код, состоящий из нескольких байтов (чаще всего 2 байта — 16 разрядов, 4 байта — 32 разряда, 8 байт — 64 разряда);

логическому нулю — низкий уровень напряжения;
Отрицательная логика — логической единице

соответствует низкий уровень напряжения, логическому нулю — высокий уровень напряжения.


Типы логики относятся к шинам (кодам). Одиночные сигналы (импульсы) называются положительными (единичными) или отрицательными (нулевыми).