高速数字电路_传输线
高速数字电路
实验报告
传输线特性阻抗匹配
1、理解传输线源端阻抗和终端负载阻抗对传输信号影响的原理和高频信号的传
输规律；
2、理解源端反射和终端反射的概念；
3、掌握消除源端反射和终端反射的方法；
4、通过实验观察信号波形，验证传输线特性阻抗匹配原理。
二、实验器材：
1、示波器：Tektronix TDS 1001B
带宽：40MHz
采样率：500Ms/s
2、探头：Tektronix P2220
带宽：100MHz 1x
3、信号源：
（1）Xilinx FPGA开发板
晶振频率：60MHz
（2）Agilent 33210A 信号发生器
最大频率：20MHz
4、传输线：双绞线
长度：38米、14米
特性阻抗：100Ω
5、电阻：100Ω×2
200Ω×1
4.7kΩ×1
3.9kΩ×1
0～20kΩ电位器×1
1、传输过程的频率函数：
输入接收函数：00()
()()()
S Z A Z Z ωωωω=
+
输出函数：02()
()()()
L L Z T Z Z ωωωω=
+
终端反射函数：020()()
()()()L L Z Z R Z Z ωωωωω-=
+
源端反射函数：010()()
()()()
s s Z Z R Z Z ωωωωω-=+
2、消除反射的方法：
（1）终端匹配，使0()()L Z Z ωω=，0)(2=ωR ，终端反射被消除。波形以满幅度沿着整个传输线的路径传播，所有的反射被末端负载电阻衰减，接收到的幅值等于源端幅值。
（2）源端匹配，使0()()s Z Z ωω=，0)(1=ωR ，源端反射被消除。0()()s Z Z ωω=时，接收函数()A ω=1/2，信号波形在传播到线路之前被串联的源端电阻分担一半，信号以一半的强度传播到线路终端，补偿方式是在线路的终端，使负载阻抗为无穷大，使()T ω=2，且1()R ω=1，线路终端电压的加倍来补偿输入端电压的减半。反射信号的强度是信号强度的一半，一半强度的反射加上一半强度的初始输入信号，在终端达到信号的完整电平，由于2()R ω=1，相当大的信号反射回源端。反射信号沿着线路向源端反向传播，被源端阻抗衰减。
四、实验过程：
本实验报告的实验内容分为三个部分，两个部分的操作步骤相同，但使用的数字信号源类型以及双绞线长度不同，以此作为对比。
部分一：使用Xilinx 开发板作为方波源，频率100kHz ，占空比50%，双绞线长度14米；
部分二：使用Agilent 33210A 作为方波源，频率100kHz ，占空比30%，双绞线长度38米。
部分一：
1、计算双绞线的理论特性阻抗值：根据双绞线特性阻抗公式
2s d ??
???
（导线直径为d,导线中心之间的距离为s （s>d ），有效相对介电常数为r ε）计算双绞线的特性阻抗，7.32≈d
s
，r ε≈2.5，Ω≈100Z 。
2、使用Xilinx 开发板作为方波源，频率为100kHz ，占空比50%，幅值3.3V ；示波器一通道CH1接信号发生器，测量方波源波形。
图1 方波源波形
3、信号发生器及示波器一通道CH1接双绞线源端，二通道CH2接双绞线终端，源端为0，终端无穷大，测量此时的波形。此时，传输线阻抗不匹配，且源端阻抗远小于终端阻抗，出现阻尼式过冲边沿。
图2 源端为0，终端无穷
4、信号发生器及示波器一通道CH1接双绞线源端，二通道CH2接双绞线终端，源端为0，终端100Ω，测量此时的波形。此时，传输线终端匹配，接收到的幅
值等于源端幅值。
图3 源端为0，终端100Ω
5、信号发生器及示波器一通道CH1接双绞线源端，二通道CH2接双绞线终端，源端为100Ω，终端无穷，测量此时的波形。此时，传输线源端匹配，由于第一
次反射，信号会有稍许畸变。
图4 源端100Ω，终端无穷
6、信号发生器及示波器一通道CH1接双绞线源端，二通道CH2接双绞线终端，源端为200Ω，终端无穷，测量此时的波形。此时，阻抗不匹配，随着反射，终
端信号幅值会逐渐接近源端信号幅值。
图5 源端200Ω，终端无穷
7、信号发生器及示波器一通道CH1接双绞线源端，二通道CH2接双绞线终端，源端为200Ω，终端100Ω，测量此时的波形。此时，终端匹配，源端不匹配，
终端信号幅值为源端信号幅值的30%。
图6 源端200Ω，终端100Ω
8、信号发生器及示波器一通道CH1接双绞线源端，二通道CH2接双绞线终端，源端为3.9kΩ，终端无穷，测量此时的波形。此时，阻抗不匹配，导致出现阶梯
式爬坡现象，由于信号频率远大于爬坡速度，所以出现类似三角波波形。
图7 源端3.9kΩ，终端无穷
9、信号发生器及示波器一通道CH1接双绞线源端，二通道CH2接双绞线终端，源端为3.9kΩ，终端100Ω，测量此时的波形。此时，终端阻抗匹配，源端不匹
配，输出信号幅度衰减为原始信号的2%。
图8 源端3.9k Ω，终端100Ω
部分二：
1、计算双绞线的理论特性阻抗值：根据双绞线特性阻抗公式
2s d ??
???
（导线直径为d,导线中心之间的距离为s （s>d ），有效相对介电常数为r ε）计算双绞线的特性阻抗，7.32≈d
s
，r ε≈2.5，Ω≈100Z 。
2、使用Agilent 33210A 作为信号源，调节信号为方波发生，频率为100kHz ，占空比30%，幅值2.0V ；示波器一通道CH1接信号发生器，测量信号源波形。
图9 方波源波形
3、信号发生器及示波器一通道CH1接双绞线源端，二通道CH2接双绞线终端，源端为0，终端无穷大，测量此时的波形。此时，传输线阻抗不匹配，且源端阻抗远小于终端阻抗，出现阻尼式过冲边沿。
图10 源端为0，终端无穷
4、信号发生器及示波器一通道CH1接双绞线源端，二通道CH2接双绞线终端，源端为0，终端100Ω，测量此时的波形。此时，传输线终端匹配，接收到的幅值等于源端幅值。
图11 源端为0，终端100Ω
5、信号发生器及示波器一通道CH1接双绞线源端，二通道CH2接双绞线终端，
源端为100Ω，终端无穷，测量此时的波形。此时，传输线源端匹配，由于第一次反射，信号会有稍许畸变。
图12 源端100Ω，终端无穷
6、信号发生器及示波器一通道CH1接双绞线源端，二通道CH2接双绞线终端，源端为200Ω，终端无穷，测量此时的波形。此时，阻抗不匹配，随着反射，终端信号幅值会逐渐接近源端信号幅值。
图13 源端200Ω，终端无穷
7、信号发生器及示波器一通道CH1接双绞线源端，二通道CH2接双绞线终端，源端为200Ω，终端100Ω，测量此时的波形。此时，终端匹配，源端不匹配，终端信号幅值为源端信号幅值的30%。
图14 源端200Ω，终端100Ω
8、信号发生器及示波器一通道CH1接双绞线源端，二通道CH2接双绞线终端，源端为4.7kΩ，终端无穷，测量此时的波形。此时，阻抗不匹配，导致出现阶梯
式爬坡现象，由于信号频率远大于爬坡速度，所以出现类似三角波波形。
图15 源端4.7kΩ，终端无穷
9、信号发生器及示波器一通道CH1接双绞线源端，二通道CH2接双绞线终端，源端为4.7kΩ，终端100Ω，测量此时的波形。此时，终端阻抗匹配，源端不匹
配，输出信号幅度衰减为原始信号的2%。
图16 源端4.7kΩ，终端100Ω
小结：
上述两部分的实验得到了类似实验结果，它们都验证了传输线的阻抗匹配理论。区别只在于使用Xilinx开发板作为方波源时，得到的波形更接近理论波形，而使用信号发生器的波形不及前者理想。原因在于，Xilinx开发板输出的方波信号比信号发生器信号的沿更陡，上升速率更快，前者为15-20ns左右，后者为50ns 左右，上升沿长度的减小使得信号延迟减小，得到的实验波形效果则越理想，越接近理论值。
附VHDL分频程序：
library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
use ieee.std_logic_arith.all;
use ieee.std_logic_unsigned.all;
entity Hz is
port( clk:in std_logic;
fp:out std_logic);
end Hz;
architecture arch of Hz is
signal con:integer range 0 to 100;
signal cn:std_logic;
begin
fp<=cn;
process(clk)
begin
if clk'event and clk='1' then
if con=50 then
con<=0;
cn<=not cn;
else
con<=con+1;
end if;
end if;
end process;
end arch;
五、实验总结
通过本次的实验，我理解了传输线源端阻抗和终端负载阻抗对传输信号影响的原理和高频信号的传输规律，理解了源端反射和终端反射的概念并掌握了消除源端反射和终端反射的方法，使我对传输线理论有了更深刻的认识，并且为我以后的学习和工作打下了基础。
数字化技术在高速公路勘察设计中应用.docx
数字化技术在高速公路勘察设计中应用高速公路勘察设计与一般二级及二级以下公路建设项目的勘察设计有着本质区别，许多新技术的应用都亟待探索和研究，先进的勘察设计技术是保证工程项目获得成功的前提条件，控制着工程的整体质量和工程建设周期。 1我国公路勘察设计中的部分新技术 1.1高分辨率卫星遥感技术（Google地球的应用） 高速公路建设主要有改建和新建，目前我省以新建项目为主，这就需要大范围的走廊带选择，需要了解项目控制点附近的地形、地貌、路网分布、土地利用及沿线自然与环境因素等。卫星遥感技术以其丰富的地表信息和直观图像就在路线走廊带以及路线方案优化、比选方面提供了一种非常好的选择。下面就以Google地球在勘察设计中的应用作一些分析： Google地球是美国Google公司向公众提供的一种三位数字地形图，利用它可以直接生成路线走廊带选择时需要的大范围、大比例尺的地形图，且根据工作阶段的不同，可以转化成相应比例尺的数字地形图。Google地球解译出了区域路网、地表附属物、自然地理地貌等各种最新的自然、经济现象，在路线走廊带优化、比选方面具有得天独厚的技术优势： （1）卫星不受空域和地面障碍物的限制，能迅速获取全球任何地区最新的立体影像；（2）可直接生成1:10000数字地形图，仅用少量野外控制点且不必严格控制点位分布即可生成1:5000～1:20XX年
来广泛应用于高速公路及二级公路勘察设计过程中的一种新技术，实现了真正意义上的自动测图和数字测图。数字摄影测量与传统摄影测量的区别在于它是利用相关技术自动处理数字化影像，是完全数字形式的。这种全数字化、全自动化的测绘方式为公路勘察设计的数字化提供了可靠的数据支持。 （1）采用航摄像片减少了大量的外业测图工作，外业测量工作简化为像控点布设、控制点布设及新增地物的调绘，这样就可以为公路勘测设计提供大比例尺地的形图，供纸上定线和方案比选使用。（2）通过立体观察，充分利用航片丰富的影像信息进行规划、选线、经济调查、工程地质遥感分析等。（3）借助于数字摄影测量，直接产生设计所需的地表三维坐标数据，建立工程数字地面模型，为公路测设自动化系统提供原始地形数据。 1.3GPS-RTK测量 GPS-RTK三维测量技术是近年发展起来的测量方法，广泛用于各种测量中，克服了常规测量种的许多不足（如常规测量通常是平面测量和高程测量分别实施，这样就存在着视线不畅、水准高程测量困难、工作强度大、工作效率低等），对常规测量中存在的问题提供了一套很好的解决方案，加快了工程勘察设计进度、解决了勘察工期短的问题，提高了经济效益和社会效益，使得工程建设能够如期、顺利、保质保量完成。 （1）大量节约了人员的投入，从而减少物力的投入，提高经济效益。（2）测量不受视线的限制，提高了测量速度，保证了勘察设计
高速数字信号的信号完整性分析
科研训练 设计题目：高速数字信号的信号完整性分析专业班级：科技0701 姓名：张忠凯 班内序号：18 指导教师：梁猛 地点：三号实验楼236 时间：2010.9.14~2010.11. 16 电子科学与技术教研室
摘要： 在高速数字系统设计中，信号完整性（SI）问题非常重要的问题，如高时钟频率和快速边沿设计。本文提出了影响信号完整性的因素,并提出了解决电路板中信号完整性问题的方法。 关键词：高速数字电路；信号完整性；信号反射；串扰 引言： 随着电子行业的发展，高速设计在整个电子设计领域所占的比例越来越大，100 MHz 以上的系统已随处可见，采用CS(线焊芯片级BGA)、FG(线焊脚距密集化BGA)、FF(倒装芯片小间距BGA)、BF(倒装芯片BGA)、BG(标准BGA)等各种BGA封装的器件大量涌现，这些体积小、引脚数已达数百甚至上千的封装形式已越来越多地应用到各类高速、超高速电子系统中。 从IC芯片的封装来看，芯片体积越来越小、引脚数越来越多；这就带来了一个问题，即电子设计的体积减小导致电路的布局布线密度变大，同时信号的上升沿触发速度还在提高，从而使得如何处理高速信号问题成为限制设计水平的关键因素。随着电子系统中逻辑复杂度和时钟频率的迅速提高，信号边沿不断变陡，印刷电路板的线迹互连和板层特性对系统电气性能的影响也越发重要。对于低频设计，线迹互连和板层的影响可以不考虑，但当频率超过50 MHz时，互连关系必须考虑，而在评定系统性能时还必须考虑印刷电路板板材的电参数。因此，高速系统的设计必须面对互连延迟引起的时序问题以及串扰、传输线效应等信号完整性问题。 1．信号完整性的概念： 信号完整性是指信号未受到损伤的一种状态，良好的信号完整性是指在需要时信号仍然能以正确的时序和电压电平值做出响应。差的信号完整性不是由某一单一因素导致的，而是板级设计中多种因素共同引起的。 2．信号完整性问题的分析： 高速不是就频率的高低来说的，而是由信号的边沿速度决定的，一般认为上升时间小于4倍信号传输延迟时可视为高速信号。信号完整性问题的起因是由于不断缩小的上升和下降时间。假如信号的上升沿和下降沿变化比较缓慢，则电路结构和元器件所造成的影响不大，可以忽略。 当信号的上升沿和下降沿变化加快时，整个电路则会转化为传输线问题，即电路的延迟、反射等问题；当电路中有大的电流涌动时会引起地弹,如大量芯片的输出同时开启时,将有一个较大的瞬态电流在芯片与板的电源平面流过,芯片封装与电源平面的电感和电阻会引发电源噪声,这样会在真正的地平面( 0 V)上产生电压的波动和变化,犹如从地面弹回电路的信号一样；通常表现为在一根信号线上有信号通过时,在上与之
高速数字电路设计方案
高速数字电路设计方案高速数字设计 高速数字电路设计跟低速数字电路设计不同的是：他强调组成电路的无源部件对电路的影响。这些无源器件包括导线、电路板和组成数字产品的集成电路。在低速设计中，这些部件单纯 的只是电路的一部分，根本不用多做考虑，可是在高速设计中，这些部件对电路的性能有着直接的影响。 高速电路设计研究的主要内容是以下几个方面： 1、无源电路单元是如何影响信号传输的(振铃和反射)。 2、信号间的相互影响(串扰)。 3、与周围环境间如何影响(电磁干扰)。 我们在下面的几个小节里面首先介绍一下频率、时间和距离相互之间的一些关系。
1.1 频率和时间 在低频电路里面，我们可以随便直接使用一个导线把两个电路连接起来，但是在高频电路中我们不能这样做，我们只能使用一个宽一些并且是平整的物体才可以把两个电路短接起来。这是因为在低频电路中没有什么影响的导线，到了高频电路中，就变成了一个电感。这是一个普遍的现象吗?难道真的是一个电路不能在可变化的频率范围内工作?电路的参数真是对频率敏感的吗?
是的。如果我们给一个电路画出以频率为底的对数曲线，没有一个电路参数能够在频率增加10倍或者20倍以后保持不变的。因此必须考虑每个电参数的有效频率范围。 我们先来研究一下在频率很低(周期很长)的电路中的电路 特性，然后我们再来研究在高频时电路会有什么变化。 如果一个正弦波的频率是10-12 HZ，也就是说他完成一个周期需要30000年。这样的一个波形在TTL电平里每天的变化不会超过1微伏，这样的频率确实太低了，不过他还没有等于0。 这个时候我们用示波器来观察这个波形，实际上我们观察不到任何变化，因为它的周期太长了，要等到他变化完成一个周期，设备都已经风化了。 相反我们再来考虑一下如果频率是10+12 又会如何?这时候，参数变化太大了，本来在低频时候是0.01欧姆的电阻，当频率到了1GHZ 时，由于趋肤效应，变成了1欧姆，不但如此，还增加了一个50欧姆的感抗。 频率到底在多高的范围内会对高速电路设计造成影响?图1.1是一个随机数字脉冲与它的频谱 重要部分的关系图，回答了这个问题。
日本的电子工程师们写的一套书
以下是日本的电子工程师们写的一套书，相当好，堪称电子系统设计里面的经典之作！！！ 不管你们搞不搞电子设计，能精读其中的几本，也会使你们能像工程师那样思考问题，变得更专业！！！ 最重要的是，这套书非常精简，有一定的理论解释，同时更偏重于工程应用和设计实例，比较适合广大电子类工科学生和电子设计爱好者们！！！ 电子系统设计，模拟电路很重要，也是每个电子系统设计者必备的基础知识和基本技能，模拟电路的设计水平往往决定了电路系统的整体指标和整体性能，因此希望你们不管自己偏向于数字方向、嵌入式方向还是模拟电路方向，都要最起码了解模拟电路的基本原理和常见电路形式。 当然，这些书都是希望大家在学有余力的情况下，根据自己的喜好和方向选择性阅读，切不可耽误自己正常上课的时间和精力。因为本人是做仪器仪表和信号类方向，考虑到模拟电路的重要性，只推荐几本信号相关的模拟电路书籍（红色标记），供大家课余时间阅读。 张军，拜上。写于2010年10月8号，电子科大清水河校区。
一、实用电子电路设计丛书（系列） 1、晶体管电路设计（上） 2、晶体管电路设计（下） 3、数字逻辑电路和ASIC设计 4、数字系统设计 5、OP放大电路设计 6、振荡电路的设计与应用 二、图解实用电子技术丛书（系列） 1、OP放大器应用技巧100例 2、模拟技术应用技巧101例 3、传感器应用技巧141例 4、存储器IC的应用技巧 5、电子元器件应用技术 6、锁相环PLL电路设计与应用 7、电子元器件的选择与应用 8、LC滤波器设计与制作 9、高频电路设计 10、高低频电路设计与制作—从放大电路的设计到安装 技巧 11、数字电路设计 12、高频电路设计与制作
第三代高清监控系统——VAR3(高速公路为案例)
第三代高清监控系统——VAR3（高速公路为案例） 当下，安防市场各方都在倡导并大力实施高清监控，然而，现今存在三个棘手的问题。其一，前期高投入的模拟设备如果全部撤出，不仅是很大的浪费，同时高清监控的资金投入也将是政府财政无法承担的一大笔开支。其二，IP摄像机无法实时传输，一直也是相关部门所困扰的一大问题。其三，现在虽然HD-SDI 摄像机在高清的前提下也很好的解决了延时问题，但是很多商家无法接受它的高造价费用。那么，如何克服模拟、IP和HD-SDI摄像机三者各自的缺陷，充分发挥各自的优势，并为广大的消费者提供最优的解决方案呢？ 在市场需求推动下，中威电子研发出了第三代高清监控系统（VAR3)，为平安城市、智能交通、高速公路、金融监控等领域提供专业化行业数字视频联网监控整体解决方案。 第三代高清监控系统提供数字非压缩/压缩，标清/高清/混合联网，传输/交换/存储联网监控解决方案一体化解决方案。下面以高速公路为例： 高速公路智能化视频联网监控解决方案 方案特点： 1、全数字H.264压缩或非压缩视频联网模式。 2、前端采用全光自愈环网接入模式，具有快速自愈功能，光纤断裂自愈保护时间小于100ms。 3、高清、标清图像混合输入、输出模式。 4、完善的数字视频管理软件平台，不仅管理数字视频，兼具管理系统设备。
5、兼容主流硬盘录像机及编解码设备。 系统特点： 1、视频传输平台模式的应用，打破传统光端机+矩阵模式，大大提高系统集成度与视频传输质量。 2、远端设备的双光纤环网接入模式，保证了视频接入的可靠性与稳定性。 3、高清、标清图像混合接入技术为重点位置的高清视频接入提供了强大的技术保障，且大大降低高清视频的接入成本。 4、站级平台之间的千兆自愈环网，可以提供专用视频传输通道，避免了视频传输挤占通信系统的尴尬，也为后期的扩容打下基础。 5、专业的软件平台包含了常用业务的调用、报警信号的联动、设备状态的监控、视频调用的智能化等等。 6、强大的硬件支撑，自主研发的平台硬件系统采用刀片式板卡结构，可根据不同项目的需求配置硬件，适应多元化的接入需求。 7、全面的解决方案，公司可提供从前端视频采集到传输到交换上墙实时监控的一整套产品，解决了客户为系统集成而带来的困扰。 技术特点： 1、接入视频模式可选。非压缩、H.264压缩、混合三码流 2、设备接入模式可选。点对点、级联、环网、汇聚 3、接入视频类型可选。标清、高清、高清标清混合 4、常用业务接口可选。视频、音频、以太网、数据、电话、爱峰、报警、E1 5、网络拓扑结构可选。环网、级联、星型、树型 6、单卡交换能力达80G。 7、单卡具有16路视频接入能力。 8、单卡具有16路视频编码能力。 9、单卡支持16路H.264双码流编码能力。 10、支持全网统一时钟及字符叠加功能。
数字电路与系统设计课后习题答案
(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！) 1.1将下列各式写成按权展开式： （352.6）10=3×102+5×101+2×100+6×10-1 （101.101）2=1×22+1×20+1×2-1+1×2-3 （54.6）8=5×81+54×80+6×8-1 （13A.4F）16=1×162+3×161+10×160+4×16-1+15×16-2 1.2按十进制0~17的次序，列表填写出相应的二进制、八进制、十六进制数。 解：略 解：分别代表28=256和210=1024个数。 （1750）8=（1000）10 （3E8）16=（1000）10 1.5将下列各数分别转换为二进制数：（210）8，（136）10，（88）16 1.6将下列个数分别转换成八进制数：（111111）2，（63）10，（3F）16 解：结果都为（77）8 解：结果都为（FF）16 1.8转换下列各数，要求转换后保持原精度： （0110.1010）余3循环BCD码=（1.1110）2 1.9用下列代码表示（123）10，（1011.01）2： 解：（1）8421BCD码： （123）10=（0001 0010 0011）8421BCD （1011.01）2=（11.25）10=（0001 0001.0010 0101）8421BCD （2）余3 BCD码 （123）10=（0100 0101 0110）余3BCD （1011.01）2=（11.25）10=（0100 0100.0101 1000）余3BCD （1）按二进制运算规律求A+B，A-B，C×D，C÷D， （2）将A、B、C、D转换成十进制数后，求A+B，A-B，C×D，C÷D，并将结果与（1）进行比较。 A-B=（101011）2=（43）10 C÷D=（1110）2=（14）10 （2）A+B=（90）10+（47）10=（137）10 A-B=（90）10-（47）10=（43）10 C×D=（84）10×（6）10=（504）10 C÷D=（84）10÷（6）10=（14）10 两种算法结果相同。
高速数字系统的信号完整性和辐射发射
高速数字系统的信号完整性和辐射发射目录： 1数字系统中的信号完整性和辐射发射概述 1.1电源和信号完整性 1.1.1电源分布网络 1.1.2信号分布网络 1.1.3噪声的限制和特征阻抗的设计 1.2辐射发射 1.2.1辐射发射源的定义 1.2.2辐射发射标准 1.2.3实际系统的辐射发射 1.3信号和逻辑器件 1.3.1过冲、下冲和稳定状态 1.3.2噪声抗扰度 1.3.3时序参数 1.3.4眼图 1.4数字系统的建模 1.4.1数学工具 1.4.2Spice-like电路仿真器 1.4.3全波数值工具 1.4.4专业仿真器 参考文献 2高速数字器件 2.1输入输出静态特性 2.1.1电流和电压规范 2.1.2TTL器件 2.1.3CMOS器件 2.1.4ECL器件 2.1.5LVDS器件 2.1.6逻辑器件的功率和逻辑电平 2.2动态特性：门的延迟、上升和下降时间 2.3驱动器和接收器的建模 2.3.1驱动器模型的种类 2.3.2驱动器的开关电流路径 2.3.3驱动器的非线性性能模型 2.3.4接收器的非线性性能建模 2.4输入／输出缓冲器信息规范（IBIS）模型 2.4.1IBIS模型结构 2.4.2IBIS模型和SPICE 参考文献 3电感 3.1环路电感 3.1.1耦合环路的电感 3.1.2细导线电路的电感
3.1.3两个耦合环路的等效电路 3.1.4具有一个参考返回导体的两个耦合导体的L矩阵 3.1.5三导体导线型传输线L的计算 3.1.6和频率相关的内部电感 3.2部分电感 3.2.1耦合环路的部分电感 3.2.2细导线分段的部分电感的通量面积 3.2.3分解成部分电感的环路电感 3.2.4部分自电感和部分互电感 3.2.5两个平行导体之间的电感 3.2.6由部分电感计算环路的电感矩阵 3.2.7与有限接地平面相关的部分电感 3.2.8解决PCB上的电感问题 3.3差模和共模电感 3.3.1差模电感 3.3.2共模电感 参考文献 4电容 4.1导体间的电容 4.1.1电容的定义 4.1.2具有参考返回导体的两耦合导体的部分电容和电容矩阵4.1.3具有参考返回导体的n个耦合导体的电容矩阵 4.2差模和共模电容 4.2.1差模电容 4.2.2共模电容 参考文献 5信号线上的反射 5.1互连线的电参数 5.1.1典型的互连线 5.1.2短互连线的等效电路 5.1.3无耗传输线 5.1.4使用部分电感建模传输线 5.2无耗传输线上的入射波和反射波 5.2.1阻性不连续 5.2.2容性不连续 5.2.3端接阻性负载的互连线上反射 5.2.4互连线的临界长度 5.2.5反射计算的梯格图 5.2.6无耗传输线的精确模型 5.2.7传输线电压的图解法 5.3信号分布的架构 5.3.1点到点结构 5.3.2星型结构 5.3.3链状结构
数字电路与系统
A .电路的原有状态 B. 此时刻前的输入 C. 此时刻前的输出 D .此时刻的输入 A .二进制译码器 B .十进制译码器 C .码制变换译码器 6、由与非门构成的基本 RS 触发器中，当两个输入端都为 1 A .具有保持功能 B .置1 C .置0 D .是不确定状态 7、74LS1 75 是（ ）位集成寄存器。 A .四 B .三 大工 15 秋《数字电路与系统》开卷考试期末复习资料 、单项选择题 1、 各种格雷码的共同特点是任意两个相邻码之间有几位不同？ A ． B ． C ． D .四 2、 实现与运算后再进行非运算的复合逻辑门电路称为（ A .异或门 B .同或门 C .或非门 D ?与非门 3、变量每增加一个，其函数卡诺图的小格数就增加（ A . 0.5 B . 1 C . 1.5 D . 2 4、下列哪项可以影响组合逻辑电路某一时刻的输出？（ 5、（ ）的功能是将一种码制的代码转换成另一种码制的代码 D .显示译码器 ，触发器（ ）
c . 8、 555定时器的电压范围为（ ）V 。 A . 0-3 B . 3-5 C . 0-18 D . 3-18 9、 使用双极性码时，其满刻度值是单极性码满刻度值的（ : A . 0.5 B . 1 C . 1.5 D . 2 10、 下列选项中，哪项不是半导体存储器按照信息存取方式划分的？（ A .顺序存储器 B .随机存储器 D. 双极型存储器 11、有关单稳态触发器哪种说法是错误的？（ ） A .两个工作状态，一个是稳态，一个是暂稳态； B .没有外加触发信号时，电路处于稳定状态； C .在外加信号作用下，由稳态反转到暂稳态； D .稳态持续一段时间以后，会会自动过渡到暂稳态； 14、N AB AC BC 是否存在竞争冒险，如果存在，是什么型？（ C .只读存储器 12、下面哪个内容不是逐次逼近型 A. 电压比较器 C .串行数字输出 〔3、F=（A+B ）（C+D ） （B+C ）（A+C ） A . F A B C D BC AC C . ADC 的组成部分？（ ） B. 逻辑控制电路 D .逐次逼近寄存器 的对偶式是（ ）0 B . F AB CD A C D . F =AB + AB +BC +AC BC
数字电路课程设计
数字电路课程设计 一、概述 任务：通过解决一两个实际问题，巩固和加深在课程教学中所学到的知识和实验技能，基本掌握常用电子电路的一般设计方法，提高电子电路的设计和实验能力，为今后从事生产和科研工作打下一定的基础。为毕业设计和今后从事电子技术方面的工作打下基础。 设计环节：根据题目拟定性能指标，电路的预设计，实验，修改设计。 衡量设计的标准：工作稳定可靠，能达到所要求的性能指标，并留有适当的裕量；电路简单、成本低；功耗低；所采用的元器件的品种少、体积小并且货源充足；便于生产、测试和维修。 二、常用的电子电路的一般设计方法 常用的电子电路的一般设计方法是：选择总体方案，设计单元电路，选择元器件，计算参数，审图，实验（包括修改测试性能），画出总体电路图。 1．总体方案的选择 设计电路的第一步就是选择总体方案。所谓总体方案是根据所提出的任务、要求和性能指标，用具有一定功能的若干单元电路组成一个整体，来实现各项功能，满足设计题目提出的要求和技术指标。 由于符合要求的总体方案往往不止一个，应当针对任务、要求和条件，查阅有关资料，以广开思路，提出若干不同的方案，然后仔细分析每个方案的可行性和优缺点，加以比较，从中取优。在选择过程中，常用框图表示各种方案的基本原理。框图一般不必画得太详细，只要说明基本原理就可以了，但有些关键部分一定要画清楚，必要时尚需画出具体电路来加以分析。 2．单元电路的设计 在确定了总体方案、画出详细框图之后，便可进行单元电路设计。 （1）根据设计要求和已选定的总体方案的原理框图，确定对各单元电路的设计要求，必要时应详细拟定主要单元电路的性能指标，应注意各单元电路的相互配合，要尽量少用或不用电平转换之类的接口电路，以简化电路结构、降低成本。
数字电路与系统
数字电路与系统 集团标准化工作小组 #Q8QGGQT-GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN#
大工15秋《数字电路与系统》开卷考试期末复习资料 一、单项选择题 1、各种格雷码的共同特点是任意两个相邻码之间有几位不同（） A．一B．二 C．三D．四 2、实现与运算后再进行非运算的复合逻辑门电路称为（）。 A．异或门B．同或门 C．或非门D．与非门 3、变量每增加一个，其函数卡诺图的小格数就增加（）倍。 A．B．1 C．D．2 4、下列哪项可以影响组合逻辑电路某一时刻的输出（） A．电路的原有状态B．此时刻前的输入 C．此时刻前的输出D．此时刻的输入 5、（）的功能是将一种码制的代码转换成另一种码制的代码。 A．二进制译码器B．十进制译码器C．码制变换译码器D．显示译码器 6、由与非门构成的基本RS触发器中，当两个输入端都为1时，触发器（）。A．具有保持功能B．置1 C．置0 D．是不确定状态7、74LS175是（）位集成寄存器。 A．四B．三
C ．二 D ．一 8、555定时器的电压范围为（ ）V 。 A ．0-3 B ．3-5 C ．0-18 D ．3-18 9、使用双极性码时，其满刻度值是单极性码满刻度值的（ ）倍。 A ． B ．1 C ． D ．2 10、下列选项中，哪项不是半导体存储器按照信息存取方式划分的（ ） A ．顺序存储器 B ．随机存储器 C ．只读存储器 D ．双极型存储器 11、有关单稳态触发器哪种说法是错误的（ ） A ．两个工作状态，一个是稳态，一个是暂稳态； B ．没有外加触发信号时，电路处于稳定状态； C ．在外加信号作用下，由稳态反转到暂稳态； D ．稳态持续一段时间以后，会会自动过渡到暂稳态； 12、下面哪个内容不是逐次逼近型ADC 的组成部分（ ） A ．电压比较器 B ．逻辑控制电 路 C ．串行数字输出 D ．逐次逼近寄 存器 13、F=(A+B)(C+D)(B+C)(A+C)的对偶式是（ ）。A ．F AB CD BC AC =+++ B ．F AB CD A C BC =+++
高速数字电路PCB设计中的阻抗控制
环测威官网：https://www.wendangku.net/doc/b618247482.html,/ 阻抗控制技术在高速数字电路设计中非常重要，其中必须采用有效的方法来确保高速PCB 的优异性能。 PCB上高速电路传输线的阻抗计算及阻抗控制 ?传输线上的等效模型 图1显示了传输线对PCB的等效影响，这是一种包括串联和多电容，电阻和电感（RLGC 模型）的结构。 串联电阻的典型值在0.25至0.55欧姆/英尺的范围内，并且多个电阻器的电阻值通常保持相当高。随着PCB传输线中增加的寄生电阻，电容和电感，传输线上的总阻抗被称为特征阻抗（Z 0）。在线直径大，线接近电源/接地或介电常数高的条件下，特征阻抗值相对较小。图3示出了具有长度dz的传输线的等效模型，基于该模型，传输线的特征阻抗可以推导为 公式：。在这个公式中，L“传感线”是指传输线上每个单位长度的电感，而C是指传输线上每个单位长度的电容。 ?PCB上传输线的阻抗和延迟计算公式 PCB上的传输线阻抗和延迟计算公式
环测威官网：https://www.wendangku.net/doc/b618247482.html,/ 在上面的公式中，Z 0表示阻抗（欧姆），W表示线的宽度（英寸），T表示线的粗细（英寸），H表示到地面的距离（英寸），是指衬底的相对介电常数，t PD是指延迟时间（ps / inch）。?传输线的阻抗控制布局规则 基于上述分析，阻抗和信号的单位延迟与信号频率无关，但与电路板结构，电路板材料的相对介电常数和布线的物理属性有关。这一结论对于理解高速PCB和高速PCB设计非常重要。而且，外层信号传输线的传输速度比内层传输速度快得多，因此关键线布局的排列必须考虑这些因素。 阻抗控制是实现信号传输的重要前提。但是，根据传输线的电路板结构和阻抗计算公式，阻抗仅取决于PCB材料和PCB层结构，同一线路的线宽和布线特性不变。因此，线路的阻抗在PCB的不同层上不会改变，这在高速电路设计中是不允许的。 本文设计了一种高密度高速PCB，板上大多数信号都有阻抗要求。例如，CPCI信号线的阻抗应为650欧姆，差分信号为100欧姆，其他信号均为50欧姆。根据PCB布线空间，必须使用至少十层布线，并确定16层PCB设计方案。 由于电路板的整体厚度不能超过2mm，因此在堆叠方面存在一些困难，需要考虑以下问题：1）。每个信号层具有与其相邻的图像平面，以保护阻抗和信号质量。 2）。每个电源平面都有完整的接地层，因此可以很好地保证电源的性能。 3）。电路板的堆叠需要平衡，避免电路板翘曲。
数字化教学让课堂踏上信息高速路 ——《数字化教学及数字资源应用》学习心得
数字化教学让课堂踏上信息高速路——《数字化教学及数字资源应用》学习心得 数字化教学让课堂踏上信息高速路 ——《数字化教学及数字资源应用》学习心得 这两天，我们全校老师参加了《数字化教学及数字资源应用》的专题培训，这次培训再次学习了“班班通”“优教信使”的使用方法，让我充分感受到，信息技术的发展，不仅改变着我们的生活，也在改变着我们的学习方式，颠覆者我们的传统课堂。 平时的教学中，“班班通”是我常用的辅助教学手段，里面资源丰富，特别是“同步备课”，里面的优秀教学设计、课件，进行加工、修改即可为我说用，平时备课、上课用得很多，节省了备课时间，做到了精准备课，还有“教学资源”里的“课文朗读”“生字教学”使用起来也非常方便，增强课堂的知识性、趣味性，大大提高课堂效率。 作为语文教师，总觉得网上作业挺麻烦，对于“优教信使”几乎不怎么使用，今天听中强学校刘振峰老师对“优教信使”在教育教学中的应用,感觉自己真的要被时代淘汰了，如果再不及时学习，不断蜕变，怎能适应新时期的课堂教学？刘老师在网上布置“英语听力作业”，让学生第一印象中留下单词的标准读音，解决了家长不能辅导的问题，还在
网上布置作业，优教通自动批改作业，形成作业报告，节约了老师一一批改、审阅的时间，减轻了老师负担。平时我校的数学老师也经常使用“优教信使”布置作业，学生在网上批改，语文很少用，但英语和语文都是语言学习，应该有相似之处，只是我不善于学习罢了。 回来后，我立刻查看“优教信使”中，语文学习有哪些我还没有挖掘的资源，原来每一刻的语文预习作业“课文朗读”“优教学生字”“电子教材”“我会搜集资料”““预习检测”，这些丰富的资源真应该好好利用，备为打造高效课堂、提高教学质量发挥积极作用。在今后教学中，我一定努力学习，不断更新自己的教学观念，改变自己的课堂模式，把本次培训所学的内容和方法用到自己的教学实践中去，让“智慧教育”引领我们的学习进入智能化模式，步入信息高速路。
数字电路与系统(DOC)
数字电路与系统(DOC)
大工15秋《数字电路与系统》开卷考试期末复习资料 一、单项选择题 1、各种格雷码的共同特点是任意两个相邻码之间有几位不同？（） A．一B．二 C．三D．四 2、实现与运算后再进行非运算的复合逻辑门电路称为（）。 A．异或门B．同或门 C．或非门D．与非门 3、变量每增加一个，其函数卡诺图的小格数就增加（）倍。 A．0.5 B．1 C．1.5 D．2 4、下列哪项可以影响组合逻辑电路某一时刻的输出？（） A．电路的原有状态B．此时刻前的输入 C．此时刻前的输出D．此时刻的输入
5、（）的功能是将一种码制的代码转换成另一种码制的代码。 A．二进制译码器B．十进制译码器 C．码制变换译码器D．显示译码器 6、由与非门构成的基本RS触发器中，当两个输入端都为1时，触发器（）。 A．具有保持功能B．置1 C．置0 D．是不确定状态7、74LS175是（）位集成寄存器。A．四B．三 C．二D．一 8、555定时器的电压范围为（）V。A．0-3 B．3-5 C．0-18 D．3-18 9、使用双极性码时，其满刻度值是单极性码满刻度值的（）倍。 A．0.5 B．1 C．1.5 D．2 10、下列选项中，哪项不是半导体存储器按照信息存取方式划分的？（）
A．顺序存储器B．随机存储器C．只读存储器D．双极型存储器 11、有关单稳态触发器哪种说法是错误的？（） A．两个工作状态，一个是稳态，一个是暂稳态；B．没有外加触发信号时，电路处于稳定状态；C．在外加信号作用下，由稳态反转到暂稳态；D．稳态持续一段时间以后，会会自动过渡到暂稳态； 12、下面哪个内容不是逐次逼近型ADC的组成部分？（） A．电压比较器B．逻辑控制电路 C．串行数字输出D．逐次逼近寄存器 13、F=(A+B)(C+D)(B+C)(A+C)的对偶式是（）。A．F AB CD BC AC =+++ =+++B．F AB CD AC BC C．F AB CD BC AC =+++D．F =AB + AB +BC +AC 14、BC + N+ =是否存在竞争冒险，如果存在，AC A B 是什么型？（） A．存在，0型冒险
高速公路数字化视频技术发展说明
高速公路数字化视频技术发展说明 高速公路监控系统的建设是伴随着高速公路的兴建而起步、发展的，湖南省从首条高速公路建成投入运营已历经了十余年的历程。这十余年来随着经济的发展、科技的进步，湖南省高速公路事业发展也突飞猛进。 视频传输系统作为高速公路监控及收费系统的重要子系统之一，保障运营管理人员对路面及收费站实时状况直观的了解，并对各类事件及时监控、管理与调度，为高速公路的正常运营提供有效的管理手段。在十余年的时间里，视频传输方式也经历了几次较大的系统发展，在不同的阶段，为高速公路运营提供了有效的保障。以下从几个方面阐述下湖南省高速公路视频传输的应用和发展说明。一、高速公路视频传输系统现状及标准 视频传输技术在高速公路机电系统建设中，从最早的CCTV（模拟闭路电视)系统,到近年来正逐步被广泛应用的基于H.264协议的全光视频综合接入系统及数字非压缩光传输平台系统,从模拟图像到数字图像,从复杂的机电系统构架,到简洁的网络拓扑。数字化、网络化的图像传输应用为高速公路机电系统建设提供了更便捷的组网模式，成为行业视频传输发展新的方向。 不同的视频传输应用，在不同的历史阶段发挥了其各自的作用和特点。目前在高速公路采用数字化视频解决方案的主要有以下几种模式： 1、数字非压缩光端机方式 数字非压缩光端机是高速公路机电系统中，视频传输应用较多的一种模式。数字视频光端机对视频信号进行模数转换，然后将数字信号不压缩也不编码直接调制到光器件上输出，在对端采用数字视频光端机再将数字信号还原成模拟图像输出到监视器上。 在高速公路近年机电系统中，应用较多的是点对点数字非压缩光端机和节点式数字非压缩光端机，由于在光纤中传输的图像采用数字化方式传输，避免了模拟方式受到非线性失真等因素的影响，图像质量较高。另外由于数字视频光端机采用TDM及CWDM技术的应用，可以在一芯光纤中实现多节点图像的传输，较普通的数字传输模式增加了光纤的利用效率，对高速公路全程监控、隧道监控等环境适应性更强。
高速信号与信号完整性分解
什么是高速数字信号？ 高速数字信号由信号的边沿速度决定，一般认为上升时间小于4倍信号传输延迟时可视为高速信号，而高频信号是针对信号频率而言的。高速电路涉及信号分析、传输线、模拟电路的知识。错误的概念是：8KHz帧信号为低速信号。多高的频率才算高速信号？ 当信号的上升/下降沿时间< 3~6倍信号传输时间时,即认为是高速信号. 对于数字电路，关键是看信号的边沿陡峭程度，即信号的上升、下降时间,信号从10%上升到90%的时间小 于6倍导线延时,就是高速信号! 即使8KHz的方波信号,只要边沿足够陡峭,一样是高速信号,在布线时需要使用传输线理论。 信号完整性研究：什么是信号完整性? 时间:2009-03-11 20:18来源:sig007 作者:于博士点击:1813次 信号完整性主要是指信号在信号线上传输的质量，当电路中信号能以要求的时序、持续时间和电压幅度到达接收芯片管脚时，该电路就有很好的信号完整性。当信号不能正常响应或者信号质量不能使系统长期稳定工作时，就出现了信号完整性问题，信号完整性主要表现在延迟、反射、串扰、时序、振荡等几个方面。一般认为，当系统工作在50MHz时，就会产生信号完整性问题，而随着系统和器件频率的不断攀升，信号完整性的问题也就愈发突出。元器件和PCB板的参数、元器件在PCB板上的布局、高速信号的布线等 这些问题都会引起信号完整性问题，导致系统工作不稳定，甚至完全不能正常工作。 1、什么是信号完整性（Singnal Integrity）？ 信号完整性（Singnal Integrity）是指一个信号在电路中产生正确的相应的能力。信号具有良好的信号完整性（Singnal Integrity）是指当在需要的时候，具有所必须达到的电压电平数值。主要的信号完整性问题包括反射、振荡、地弹、串扰等。常见信号完整性问题及解决方法： 问题可能原因解决方法其他解决方法 过大的上冲终端阻抗不匹配终端端接使用上升时间缓慢的驱动源 直流电压电平不好线上负载过大以交流负载替换直流负载在接收端端接，重新布线或检查地平面
高速数字电路设计与实现-Read
高速数字电路设计与实现 ?高速数字电路简介 ?信号完整性 ?电路的调试与测试 ?电路板级设计 1、高速数字电路简介 ?电磁继电器、电子管、晶体管、集成电路 ?空中飞线连接、单面敷铜板、双层电路板、多层电路板 ?从数字电路的发展来看，高速是电路发展的趋势 ?高速数字设计和低速数字设计相比最大差异在于无源元件的行为。这些无源元件包括导线、电路板、集成电路的封装和电路板上的过孔等等。 ?在低速电路中，无源电路元件仅有封装部分对电路造成部分的影响 ?在高速电路中，所有无源电路元件都影响电路的性能。 ?高速数字设计就是研究这些无源电路元件对电路造成的各种影响，如：对信号传输的影响（振铃和反射），信号间的相互作用（串扰），和自然界的相互作用（电磁干扰）等等 ?到底多高的速度才能称为高速？ –目前还没有一个权威的频率界限，工程上一般认为超过30MHz就是高速电路，也有的人认为是25MHz 或50MHz。 –然而在高速电路的设计中，我们更关心的是信号的上升、下降时间。对于频率不高，但是边沿陡峭的信号仍然会存在某些高频信号的特性。 –由于频率较高的信号边沿必定很陡，所以通常把这二者混为一谈。 ?而在高速电路中，由于时钟速率的提高，电路中的连线不能够再被当作理想导线，应该看成是传输线， 电路通常需要用分布参数模型来分析 ?工程上一般认为，对于印刷电路板上的走线或点对点的电导线长度只要大于上升沿长度的1/6，电路就体现出分布参数特性。 2、信号完整性 ?由集成电路芯片构成的电子系统更是朝着大规模、小体积、高速度的方向发展的。 ?信号完整性（Signal Integrity,简称SI）是指在信号线上的信号质量，即实际传输信号与理想信号的一致
数字系统测试
本章主要介绍了四方面的内容： 1. 数字系统测试的基本原理，包括常用术语、故障模型等数字系统测试和数据域分析的基本概念、建立在通路敏化思想上的D算法和用数学方法寻求组合电路测试的布尔差分法、基于迭接阵列的时序电路测试方法和时序电路功能核实序列、随机测试和穷举测试的基本原理、数据域测试系统的组成和原理概述； 2. 逻辑分析的主要特点、类型以及它的主要技术指标；逻辑分析仪的基本结构和组成原理；触发与跟踪方式、显示方式和在软硬件测试中的应用方法。 3. 可测性设计技术，包括可测性设计的基本原理，扫描可测性设计技术，内建自测试技术和边界扫描测试技术。 4．误码率测试和嵌入式微处理器的可测性设计。 11．1 数字系统测试的基本原理 本节要求 理解数字系统测试、数据域测试和传统时域测试和频域测试相比所具有的特点；理解数字系统测试和故障诊断中常用的故障模型；理解敏化通路法、D算法的基本原理和用D算法求解无冗余组合逻辑电路单故障测试矢量的基本步骤；了解用迭接阵列方法测试时序电路的基本原理；掌握一阶布尔差分法的运用和同步序列、引导序列和区分序列三种时序电路的功能核实序列的求法；理解随机测试和穷举测试的基本思想。掌握数据域测试系统的基本和基本原理，特别是特征分析的原理和数字信号源的作用和原理。 11.1.1 数字系统测试和数据域分析的基本概念 1．数字系统测试和数据域测试的特点 与其它测试领域相比，数字系统测试和数据域测试有许多鲜明的特点，例如： 第一，数字系统的响应与激励之间不是简单的线性关系。 第二，随着数字集成电路集成度增长，常常不得不依靠少数外部测试点上所得到的有限测试结果去推断电路内部所发生的复杂过程。 第三，在微机化数字系统中，除了由于硬件故障引起外部信息错乱外，还可能由于软件问题而导致异常输出。 第四，在一个数字系统的某一点上所发生的事件，往往经过若干个内部工作循环以后，才会在另一点或输出端有所表现，甚至可能毫无表现。 第五，由于数字信息几乎都是多位传输的，且数据流往往很长，许多信号仅发生一次，而其中可能只有一位，甚至只在某一瞬时出错，造成故障和出错不易辨认和捕获。 2．几个术语 数据域测试的目的在于：首先，判断被测系统或电路中是否存在故障，此过程称为故障侦查（Fault Detection），也称作故障检测；进一步，如果有故障，则应查明其原因、性质和产生的位置，此过程称为故障定位(Fault Location)。故障侦查和故障定位合称故障诊断或简称为诊断。 被测件因构造特性的改变而产生一个缺陷(Defect)，称为物理故障。缺
流水线技术在高速数字电路设计中的应用
摘要：流水线技术是设计高速数字电路的一种最佳选择之一，对其实现原理作了较形象的阐述。针对加法器在DSP中的重要作用，对流水线加法器中流水线技术的应用作了较深入的说明。同时，对流水线技术中引入寄存器事项也作了较全面的阐述。 1 前言 数字信号处理技术(DSP)在许多领域都得到广泛的应用，在数字电路设计时，设计者都希望设计出具有理想速度的电路系统。目前，并行技术、流水线技术等都是很好的备选方案。对于组合逻辑电路占主要成分的电路中，流水线技术是首先考虑的技术。 现在，现场可编程门阵列FPGA的集成度已达到很高的程度，且设计灵活，可在实验室里进行，并具有丰富的寄存器，适合设计人员使用流水线技术来进行设计以提高数字电路的整体运行速度。 2 流水线技术的作用原理 流水线技术就是把在一个时钟周期内执行的操作分成几步较小的操作，并在多个较高速的时钟内完成。如图1、2所示，对图1中的两个寄存器间的数据通路，在图2中将其分成了3级，并在其间插入了两个寄存器，这就是流水线技术的使用。 图1常规的数据通路 图2采用流水线技术数据通路 对图1中的数据通路，设tpd≈x，则该电路(不考虑寄存器的影响)从输入到输出的最高时钟频率就为1/x。而在图z中，假设在理想情况下所分成的3级，每级的tpd≈x/3，则该电路从输入到输出的最高频率可提高到原来的3倍，采用流水线技术有效地提高了系统的时钟频率，因而在多个时钟周期连续工作情况下，就提高了整个系统的数据处理量。当然，这不包括电路中所加入的寄存器时延，因此每级的实际延迟应比x/ 3稍大。但在多个时钟周期连续工作情况下，可忽略不计，所以流水线技术能提高系统的数据流量。 3 流水线技术的设计应用 加法运算是最基本的数字信号处理(DSP)运算，减法、乘法、除法或FFT运算都可分解为加法运算。因此进行加法运算的加法器就成为实现DSP的最基本器件，因而研究如何提高其运行速度很有必要。 流水线技术在提高系统整体运行速率方面绩效显著，因而采用流水线技术的流水线加法器就成为继串联加法器、并行加法器之后在选择加法器时的首选。当然并行加法器也可使用流水线技术(即并行流水线加法器)来进一步提高加法器的运算速度。 下面就以一个4位流水线加法器的实现为例来说明流水线技术的应用，并以此说明流水线技术在高位加法器的应用。 3.1应用示例 在没有采用流水线技术时由二位加法器串联组成的4位加法器原理图，如图3所示(这是在没有加入寄存器
数字电路与系统1
大连理工大学网络教育学院 2018年秋《数字电路与系统》 期末考试复习题 ☆注意事项：本复习题满分共：400分 一、单项选择题 1、实现或运算逻辑功能的逻辑器件称为（）。 A．非门B．与门 C．或门D．与或非门 2、四变量卡诺图共有（）个小格。 A．4 B．8 C．12 D．16 3、编码器的功能是把输入信号编成（）进制代码。 A．二B．八 C．十D．十六 4、（）是算术运算的基本单元。 A．译码器B．编码器 C．加法器D．数据比较器 5、如果逻辑电路在较慢速度下工作，为了消去竞争冒险，可以如何操作？（） A．在输入端串联一个电容器B．在输入端并联一个电容器 C．在输出端串联一个电容器D．在输出端并联一个电容器 6、时钟RS触发器输入端S=R=0时，CLK=1，则触发器（）。 A．两个输出端同时变为1 B．次态为0 C．次态为1 D．保持原态 7、寄存器是由具有存储功能的触发器组合起来构成的，一个触发器可以存储（）位二进制代码。A．1 B．2 C．3 D．4
8、555定时器构成的施密特触发器上限阈值电压是Vcc 的（ ）倍。 A ．1/3 B ．1/2 C ．2/3 D ．1 9、对于某个输入数字，实测输出值与理论输出值之（ ）称为绝对误差。 A ．和 B ．差 C ．积 D ．商 10、ADC0816是一个（ ）ADC 。 A ．二位 B ．八位 C ．十二位 D ．十六位 11、有关单稳态触发器哪种说法是错误的？（ ） A ．两个工作状态，一个是稳态，一个是暂稳态； B ．没有外加触发信号时，电路处于稳定状态； C ．在外加信号作用下，由稳态反转到暂稳态； D ．稳态持续一段时间以后，会会自动过渡到暂稳态； 12、下面哪个内容不是逐次逼近型ADC 的组成部分？（ ） A ．电压比较器 B ．逻辑控制电路 C ．串行数字输出 D ．逐次逼近寄存器 13、F=(A+B)(C+D)(B+C)(A+C)的对偶式是（ ）。 A ．F AB CD B C AC =+++ B ．F AB CD AC B C =+++ C ．F AB CD BC AC =+++ D ．F =AB + AB +BC +AC 14、BC AC B A N ++=是否存在竞争冒险，如果存在，是什么型？（ ） A ．存在，0型冒险 B ．存在，1型冒险 C ．不存在竞争冒险 D ．即存在0型冒险，又存在1型冒险 15、有关存储器二进制单元的容量以下说法哪种正确？（ ） A ．1Byte=8bit B ．4096位是256字节 C ．4096bit=256B D ．212=1K