
【计】 digit buffer
digit; figure; number; numeral; numeric
【计】 DIG; digital; number; numeral; numerical sort
【医】 figure
【经】 digit; figure; number
bumper
【计】 BUF
【化】 absorber; bumper
数字缓冲器(Digital Buffer)是电子工程与数字电路设计中的基础逻辑元件,主要用于信号隔离、驱动增强和逻辑电平保持。其核心功能可归纳为以下三方面:
信号隔离与阻抗匹配
数字缓冲器通过高输入阻抗接收前级信号,以低输出阻抗驱动后级电路,有效隔离输入/输出端,避免负载变化对信号源造成干扰。典型应用场景包括总线驱动、时钟信号分配等(参考:《Digital Design: Principles and Practices》,John F. Wakerly著)。
逻辑电平重构
在传输过程中,缓冲器能消除信号噪声引起的波形畸变,重构标准逻辑电平(如TTL 3.3V/5V或CMOS电平)。例如74LS07芯片采用开集输出结构,需外接上拉电阻实现逻辑恢复(来源:Texas Instruments数据手册SN74LS07)。
传输延迟控制
缓冲器的传播延迟时间(t~pd~)直接影响数字系统时序。根据IEEE 1164标准,典型CMOS缓冲器延迟范围为2-10纳秒,高速型号如74ACT系列可达到1.5纳秒以下(依据:IEEE Std 1164-1993)。
该器件在FPGA设计中被广泛用作全局时钟网络的驱动器,其扇出能力(Fan-out)需根据负载电容计算:
$$ Fantext{-}out = frac{I{OH}}{I{IH}} quad text{或} quad frac{I{OL}}{I{IL}} $$
其中I~OH~/I~OL~为输出高/低电平电流,I~IH~/I~IL~为输入高/低电平电流。
数字缓冲器是一种用于协调数据传输速率差异、提升系统稳定性的电子器件,主要应用于数字电路中。以下是其核心要点:
数据暂存与协调
数字缓冲器通过临时存储数据,解决不同速度设备间的传输不匹配问题。例如,在CPU与慢速外设(如打印机)之间,缓冲器暂存数据以实现同步操作。
信号隔离与保护
通过隔离输入和输出端,缓冲器可减少信号失真,避免因下游电路功率过大导致上游故障。
增强驱动能力
在总线等场景中,缓冲器可提升信号驱动能力,确保长距离传输的稳定性。
输入/输出缓冲器
三态缓冲器
具有高阻态、输出0、输出1三种状态,常用于总线共享场景。例如,SN74HC244DW芯片通过三态控制避免多设备同时占用总线。
数据总线与地址锁存
在计算机系统中,缓冲器用于平衡总线上的数据流。例如,8086/8088处理器通过地址锁存器暂存复用总线上的地址信号。
外设接口
如串口通信中,缓冲器协调计算机与外部设备(如传感器)的速率差异。
如需更详细的技术参数或电路设计案例,可参考权威电子工程资料或芯片手册(如SN74HC244DW)。
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