Digital-electronics 简明教程

众所周知，数字系统是只有两个电压电平（即高电压和低电压）的两态开关电路。因此，设计数字系统比较容易。

对于数字系统，不需要了解电压的中间值，但它们所在的上下限值很重要。因此，数字电路的设计和实施复杂度较低。

在数字系统中，数据和信息用二进制数字（即 0 和 1）表示。可用于存储数字数据的磁性、光学和半导体存储器类型有很多种。

在数字存储设备（例如优盘）中存储数字信息非常容易，与模拟存储设备相比，它提供了一种紧凑有效的长期数据存储方式。

与模拟系统相比，数字系统具有更高的准确度和精度。这是因为，只需向系统添加更多数字电路即可轻松扩展数字系统以处理更多二进制数字。

另外，数字系统具有很强的抗干扰能力。因此，它们可以无损地处理、存储和传输数据。

数字系统的操作可通过编写一组称为程序的指令来控制。我们可以轻松地对系统重新编程以更改其操作，而无需更改其硬件配置。因此，与模拟系统相比，数字系统用途更广泛。

在数字电子产品中，不需要的电子信号称为噪声。电子噪声会干扰系统的正常操作。数字系统可以有各种错误检查和校正机制，这使得它们比模拟系统更能抵抗噪声和干扰。

数字系统使用的组件对变化和老化不太敏感。与模拟系统相比，此特性使数字系统更可靠且更耐用。因此，数字系统可以在很长一段时间内始终如一地发挥作用。

与模拟 IC 相比，数字集成电路的制造既简单又成本低。此外，由于数字 IC 不需要高值电容器、精密电阻器和电感器，因此数字 IC 可以实现更高的集成度。

数字系统比模拟系统安全得多，因为我们可以实施各种高级安全和加密技术来保护存储在系统中的敏感信息。

所有这些都是数字系统的重大好处，使它们适合于各种应用，如计算、电信、自动化、机器人技术等。

然而，数字系统相较模拟系统也有一定的局限性。让我们在下一节讨论这些数字系统的局限性。

在现实世界中，大多数物理量本质上都是模拟的。因此，在使用数字系统进行处理之前，我们需要将这些模拟量转换成数字形式。在处理结束时，结果也会被转换回模拟形式。

因为数字系统需要模拟到数字和数字到模拟转换器和复杂的算法才能执行操作。这些做法增加了系统的设计复杂性和成本。

虽然数字系统速度快，但由于需要极快的处理速度，它们无法用于某些实时应用。在这种情况下，模拟系统比数字系统更合适。

现实世界中的信号是模拟的，因此，在将它们转换为数字信号时，适当的采样很重要。如果采样率选择不正确，则可能导致数字系统中信息的丢失。因此，数字系统也受到采样率的限制。

由于数字系统使用二进制电压电平（即高电压和低电压），因此它们受一定范围的电压电平限制。由于这个原因，数字系统不能用于需要连续范围电压的应用中。