邏輯電平與脈衝波形

數字系統是一種利用二進位制數系統工作的電子系統。換句話說，數字系統是一種雙態電子系統，用於表示兩個二進位制數字0和1，其中0表示低電平或“關閉”狀態，1表示高電平或“開啟”狀態。

在數位電子領域，不同的電壓電平用於表示數字訊號中的兩個二進位制值，即0和1。這些電壓電平被稱為邏輯電平。

本章我們將學習邏輯電平和脈衝波形的概念。

什麼是邏輯電平？

在數位電子學中，表示特定二進位制值（0或1）的電壓電平稱為邏輯電平。這裡，二進位制值0表示低電壓電平，而二進位制值1表示高電壓電平。

因此，邏輯電平可以分為以下兩種型別：

讓我們詳細討論這兩種邏輯電平。

在數字系統中，接近系統在不損壞的情況下可以承受的最大電壓電平的電壓電平稱為高邏輯電平。

高邏輯電平由二進位制數字“1”表示。高邏輯電平的電壓電平取決於用於設計系統的技術標準。通常，2V到5V之間的電壓值表示高邏輯電平或1。

在數字系統中，低邏輯電平定義為系統保持關閉狀態的最大電壓電平。

低邏輯電平由二進位制數字“0”表示。與高邏輯電平類似，低邏輯電平的電壓電平取決於用於設計系統的技術標準。在實際應用中，0V到0.8V之間的電壓值表示低邏輯電平或邏輯0。

在大多數實際數字系統中，地電壓用於表示低邏輯電平。

注意 - 0.8V和2V之間的電壓範圍稱為不確定邏輯範圍。如果數字訊號位於0.8V和2V之間，則系統的響應是不可預測的。

脈衝是一種電子訊號，可以在兩種可能的狀態（即高狀態和低狀態）之間突然變化。

用於表示脈衝轉換的圖表稱為脈衝波形。脈衝在數字系統、通訊系統以及許多其他電子裝置和電路的操作中非常重要。

根據開關特性，脈衝可分為以下兩種型別：

正脈衝和負脈衝的脈衝波形如下圖所示。

脈衝有兩個邊緣，即前沿和後沿。

對於正脈衝，從低邏輯電平到高邏輯電平的邊緣稱為前沿，從高邏輯電平到低邏輯電平的邊緣稱為後沿。

對於負脈衝，從高邏輯電平到低邏輯電平的邊緣稱為前沿，而從低邏輯電平到高邏輯電平的邊緣稱為後沿。

上圖所示的正脈衝和負脈衝波形是理想脈衝波形，因為它們的前沿和後沿會瞬時變化，即在零時間內變化。但在實際應用中，脈衝的邊緣不會瞬時從低邏輯電平變為高邏輯電平，反之亦然。

需要有限時間才能從低邏輯電平變為高邏輯電平，反之亦然的脈衝波形稱為非理想脈衝波形。

對於非理想脈衝波形，脈衝從低邏輯電平變為高邏輯電平所需的時間稱為上升時間。脈衝從高邏輯電平變為低邏輯電平所需的時間稱為下降時間。

數字系統中使用的脈衝波形主要分為以下兩種型別：

以規律的時間間隔重複自身的脈衝波形稱為週期波形。完成一個週期所需的時間稱為週期波形的週期。

不以規律的時間間隔重複自身的脈衝波形稱為非週期波形或非週期波形。

總之，“邏輯電平”是在數字系統中用於表示系統狀態的概念。對於數字系統，存在兩種可能的邏輯電平，即高邏輯電平和低邏輯電平。高邏輯電平由二進位制1表示，而低邏輯電平由二進位制0表示。

數字訊號或脈衝的圖形表示稱為“脈衝波形”。脈衝波形用於表示脈衝或數字訊號的轉換或數字系統狀態。本章我們討論了邏輯電平和脈衝波形的概念。在下一章中，我們將學習“數字系統的元件”。

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