經濟發展下數字電子技術的廣泛應用

陶文堯

(成都師范學院 四川 成都 610000)

引言

在自然界中，存在著各種各樣，變化多端的物理量，科學界對這些物理量展開了不同類型的研究，最終發現，這些物理量盡管千變萬化，但最終還是遵循著某一種變化規律的，只要順著這種變化規律進行深入研究，就能將這些物理量分為兩種。其中一種物理量指的是在時間和數值上都作連續變化，這種物理量在生活中很常見，比如電視機和收音機等，它們所接收到的一些視頻、音頻信號都是隨時間變化而變化的，很少會發生劇變，物理學界將其稱為模擬量的物理量，而將表達這種物理量的信號叫做模擬信號，而學術界中所說的正弦 波信號指的就是它，也被稱為是語音信號。模擬電路指的則是對模擬信號進行傳送、和處理的電路。目前，世界上發展速度最快的技術就是科學技術，而科學技術中發展最快的就屬數字電子技術，在日常生活中，數字電子技術的應用越來越廣泛，筆者在研究了數字電子技術的發展歷史以后將其分為兩種，一種是模擬電子技術，另一種是數字電子技術，而本文將要研究的就是數字電子技術。數字電子技術的發展一共有幾個階段，第一個階段是電子管階段，是在20世紀四十年代；第二個階段是晶體管階段，是在20世紀50年代；第三個階段是小型集成電路階段，是在20世紀60年代。如今已經進入了第四個階段，也就是大型集成電路階段。這些年來，社會不斷發展進步，互聯網技術越來越發達，這中間離不開數字電子技術的推動作用。互聯網時代，經濟發展的核心競爭力就是科技發展水平，因此，數字電子技術的發展對我國經濟的發展有很大的影響。

一、概念

(一)數字電子技術概述

1.概念

如同前文所述，數字電子技術是一種通過將數字進行邏輯化處理計算與測量以后對信息進行量化的技術，要想充分研究數字電子技術，就必須要了解電子元件電路是如何搭建而成的，還要充分了解電子元件電路在電平高低不同狀態時應該如何處理，只有將這兩個問題充分解決才能構建出完整、穩定的數字電子技術系統。數字電子技術的發展依賴于模擬電子技術的發展進度，數字電子技術中的數字電路，它的邏輯基本構成部分就由模擬電子電路中的三極管的飽和和截止狀態下對應的不同特性組成，大哥三極管等基礎性元件越來越多時，數字電路中的邏輯也就越來越復雜，但是無論是多復雜的數字電路，只要順著邏輯將其細分，就可以發現其本質構成仍然不變，還是由各種邏輯門電路組成。由于現代化集成技術的發展，將分立的數字電路的功能進行模塊化組裝，這就使得電路邏輯分析難度大大降低，使研究效率大大提升。

在數字電子技術中，數字電路處理的信號是數字信號，也就是0、1、2等這些數字，運用二進制就可以將這些冗雜的數字表示成一連串的序列組合，而這個轉化過程就是我們通常所說的二進制語言。這種轉換不但不會在精確度上有所降低，還可以廣泛應用，不管多么復雜的信息系統中，都可以運用這種二進制語言。邏輯門處理單元作為數字邏輯電路的基本處理單元，它的存儲器一般也是以二進制語言進行存儲的。

目前，無論是人們的日常生活還是在進行高科技產品研發時，都離不開數字電子技術，隨著全球信息化的進程不斷加深，各個行業，各個領域中，都要或多或少的應用到數字電子技術，數字電子技術的應用范圍會隨著時間變化不斷擴大，所以，要想更好的促進經濟社會的發展，更快的促進我國現代化水平的提升，更高層次的滿足我國群眾的需求，更進一步的提升我國的科技創新水平，就一定要對數字電子技術的發展進入深入探析，只有充分發揮出數字電子技術的作用，才能滿足社會發展的需求，滿足時代進步的需求，滿足市場變化的需求，滿足人們日益增長的精神與物質需求。只有研究出適合數字電子技術發展的方向來，才能使數字電子技術獲得歷久彌新的發展，只有數字電子技術越來越先進，科技競爭力才會增強，經濟實力才會得到提升，經濟競爭力才會提高。

2.特點

由于數字電子技術中的電子信號并不是由整齊的信號組成的，而是由一些分散的信號組成的，因此，數字電子技術具有以下幾種特點。

第一，抗干擾能力強。首先，因為數字信號是由離散的信號組合而成的，因此數字信號的傳輸過程中，波形很少，穩定性就會相對增強，受到的干擾也會變少很多，就相當有利于數字信號傳輸信息，而且在傳輸過程中，很容易就可以捕捉到精確度很高的信息，抗干擾能力很強。而且由于抗干擾性強，傳輸過程中安全性也會相對提升。而模擬信號傳輸就不具備這一優勢，模擬信號在傳輸時，使用的波形多，因此穩定性很弱，不穩定性很強，受到的干擾增多，抗干擾能力弱，不利于傳輸信息，也很難捕捉到高精度信息，安全性很低。模擬信號在傳播時，很難把噪音分離出來，會將大量噪音隨著信息一起傳輸過去，因此具有很強都不穩定性，很嚴重影響傳輸質量。

第二，可以進行遠距離傳輸。其次，數字傳輸還包括遠距離的傳播，而在進行遠距離傳播時，數字信號的安全性很強，由于前文所述的原因，數字信號的穩定性強，因此在進行遠距離數字傳輸時安全性也很高。

第三，可以有效消除噪音。在數字信號進行遠距離傳輸時，由于穩定性很強，安全性很高，數字信號在傳輸過程中可以有效的消除噪音，使傳輸質量大大提升，尤其是進行遠距離傳輸時，更是可靠。

(二)數字信號概述

概念:

數字信號又稱離散信號和脈沖信號。數字信號的變化是不連貫的，斷斷續續的，表現的是一種時間和數值上的不連續性變化。學術界一般將數字信號分為兩種，一種是電位型信號；另一種是脈沖型信號，數字信號在這兩種狀態之間不斷轉變。數字信號在表示數字一和零時，如果用的是高低兩個電位信號則運用的是電位型表示法，而當數字信號在表示數字一和零時運用的是有無脈沖的方法，則此時運用的就是脈沖型表示法。數字信號的變化都圍繞著1進行，增減值都是1的整數倍，只有這樣才能具有物理意義。而數字信號就是這種代表數字量的信號，在數字信號中最具有代表性的信號就是方波信號。了解數字信號，是了解數字電路的基礎，想要整合好數字電子技術系統，就必須要將數字信號最優化。

(三)數字電路概述

1.概念

數字電路，也就是通常所說的產生、傳送和存儲數字信號的電路，物理學界將這種電路成為數字電路。數字電路從廣義上可以分為兩大類，一類為數字；一類為脈沖。按照不同的角度可以將數字電路分為不同的種類。在學術界共有三種角度來區分數字電路。第一種是根據電路結構的不同將其分為立元件和集成兩種；第二種則是根據半導體器件的構成不同將其分為單級和雙極兩種；第三種則是根據記憶功能的不同將其分為組合邏輯和時序邏輯兩種。

在物理學界，有一種觀點，認為數字信號等同于電信號，而數字電路中的脈沖電路則主要是負責脈沖信號的產生和變換，當電信號出現高電壓或低電壓兩種跳動變化時，當高電壓值達到供電電壓，低電壓達到零時，我們就說這種信號的電路為數字電路。

2.特點

數字電路具有以下幾種特點:

第一，能完成邏輯運算。數字電路能完成的運算很多，不只有基礎的加減乘除的基本數學運算，還能夠完成更高一級的是非邏輯運算，要想建立控制系統，就必須要具備這種邏輯運算能力，因此，學術界中又將數字電路稱為數字邏輯電路。

第二，生產成本低，且方便使用。數字電路的代碼很簡單，只有兩個，一個是零，一個是一。這就使得數字電路的生產過程大大簡化，沒有復雜的代碼，工藝復雜性降低，工作效率提升，生產成本隨之降低，同時，由于工藝簡單，使用起來也很方便，操作簡單，一學就會。

第三，穩定性好，抗干擾能力強。因為數字電路的電平信號只有高低兩種，十分簡單，所以制作半導體時也只會制作兩個狀態，這就使得數字電路十分穩定，抗干擾能力很強，很難受到外界影響，十分可靠。

第四，保密性強。數字電路中有保密措施，可以對信號進行加密，因此在傳輸信號時安全性大大加強。

第五，運用范圍廣。數字電路系統是由集成電路組成的，因此應用范圍非常廣，很多領域都可以充分應用數字電路。

二、數字電子技術的優勢

數字信號相較于模擬信號存在很多優點，主要可以分為三點，第一是穩定性強；第二是使用簡單方便；第三是精確度高。筆者會對這三個優勢做詳細說明。

首先是穩定性強。數字信號的組成為芯片為門電路，相較于模擬信號，數字信號從一開始就將波形進行嚴格限制，因此傳輸過程中安全性很高，穩定性很強，抗干擾性很強。

其次是使用簡單方便。因為數字信號的組成簡單，結構簡潔，因此在進行使用和調度時難度很低，很方便，易于操作。

最后是精確度高。模擬信號由于是由連續的信號波構成的，因此穩定性很差，但是數字信號不一樣，數字信號抗干擾性很強，這也使得數字信號的誤差很小，使得整個數字電子技術系統很穩定，精確度很高。

三、數字電子技術在生活中的應用

數字電子技術在生活中的應用有很多，主要代表性領域有三個，第一個是雷達接收器；第二個是基于USB總線的微波功率測量計，第三是在網絡領域的應用。下面筆者就數字電子技術在這些領域中的應用做一個詳細說明：

第一是在雷達接收器中的應用。

第二是基于USB總線的微波功率測量計中的應用。

第三是在網絡領域的應用。

四、結語

在互聯網技術越來越發達的當下，計算機水平得到了飛躍式的提升，技術創新越來越成為新的核心競爭力所在，人們的生活中越來越多的應用到了數字電路模式下的信息處理技術，也正是這項技術，為人們的生活帶來了很大的方便與實惠。不同于傳統的處理模式，數字電路在提升信息精準度時靠的是轉換信號，充分運用電路處理的模式進行處理，不僅能提升工作效率，還能將結果最優化。因此，必須要注重對數字電路的設計，在設計數字電路時，要尤其重視信號反射的完整性問題，因為信號反射是否完整對于整個系統能否順利運行是至關重要的，只有將信號反射的問題解決好，才能確保系統穩定運行。在實踐中應用數字電路時，一般按照數字電路結構可以將其分為兩種，一種是分立的，一種是集成的；如果按照半導體可以將數字電路分為兩種，一種是單極性；一種是雙極性。從研究中，可以得知，數字電路十分穩定，保密性很強，但是一旦把握不好，就可能會使整個系統癱瘓，所以，必須要對數字信號和數字電路進行深入探析，解決數字信號和數字電路中的種種實踐問題，使系統能夠正常、穩定運行。