以前,村裡有個小夥叫「模電」,濃眉大眼,身高力壯,村裡的大事小情都要找他。引得眾多小mm紛紛拜倒在他腳下,那可真是風光無限。不料,好景不長,某天不知從哪裡來了個叫「數電」的帥哥,雖然沒有八塊腹肌,但是能掐會算,口齒伶俐,還能變個魔術。從此後,村裡但凡有大事,都會去找數電,只是在需要幹力氣活的時候才會想起「模電」。眾mm也紛紛離開了「模電」,競相向「數電」獻殷勤。「模電」心生嫉妒,但知道自己頭腦差,也只能默默咽下這口氣。可是,有一天,「模電」發現自己最後的粉絲「電源」mm也跑去給「數電」暗送秋波,積攢了多時的怨氣終於爆發了。
本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201612/341053.htm模電把數電堵在村口,吵起來了。
數電:我比你更能抗幹擾。
模電:我比你的精度高。
數電:我可以實現各種算法。
模電:我可以實現無線通訊。
數電:沒有我,電子行業還得倒退幾十年呢。
模電:沒有我,你還只能生存在各種數字公式當中。……
村裡的長老ASIC終於看不下去,喊了一句:吵什麼吵,都跑到我肚子裡去。咕嚕的一聲,模電和數電都混合在ASIC體內,兩人合體了。
ASIC深思片刻說:你們倆,其實長得很像啊。模電和數電異口同聲道:尼瑪,我才不像它呢。ASIC捋一捋鬍鬚,說:好吧,讓老納一一道來。
1、電晶體 VS 二進位數
模電裡面的二極體、三極體(開關狀態)、晶閘管,分別對應數電的二進位數0和1。
2、放大器 VS 乘法/移位器
模電裡的放大器就是把信號放大N倍,對應數電裡面的乘法,當然如果乘的係數是2的多少次方,就可以用左移位來實現。而衰減器就對應著除法/右移了。
3、負阻振蕩器 VS 環形振蕩器
模電裡面經常需要輸出一路正弦信號(如本地振蕩),這就可以用電容/電感三端式振蕩來實現,但是由於晶體輸出的頻率穩定性更高、且具有溫度補償的功能,實際工程用晶體振蕩器居多。而在超高頻的應用領域中,常常使用負阻振蕩器(輸出的頻率更高)。那麼,數電則需要輸出一路方波(如時鐘信號),這路方波可以通過正弦信號整形來獲得,而在超高速的應用領域中,常常使用環形振蕩器。
4、模擬上/下變頻 VS 數字上/下變頻
變頻,就是改變頻率的意思。在無線電領域中,經常會用到一種叫混頻器的東西,它就是利用三角函數的積化和差的原理來實現上/下變頻(和就是上變頻,處理後的信號頻率提高了;差就是下變頻,處理後的信號頻率下降了),而模電當中的混頻器常常是由模擬乘法器來實現的,對應著數電的,就是CIC濾波器。其中,CIC濾波器的插值(在原有的數位訊號當中插入一些值,增加了信號的變化頻率)可以實現上變頻,而抽取(在原有的數位訊號當中取走一些值,減少了信號的變化頻率)可以實現下變頻。
5、模擬濾波器 VS 數字濾波器
模擬濾波器分為無源和有源兩種,其中無源是由RLC組成的,而有源則是在無源的基礎上增加了運放,可以調整增益。數字濾波器分為FIR和IIR兩種,一般情況下,FIR是線性相位的,無反饋的(零極點相消的話,是可以有反饋的);IIR是非線性相位的,有反饋的。以濾波器的頻率響應來分類,是可以分為高通、低通、帶通、帶阻、全通五種。此外,按照設計方法來分類,可以分成巴特沃期、切比雪夫、貝塞爾、橢圓等等,就算是這種分類方法,模擬濾波器仍然由RLC等組成,而數字濾波器仍然由乘加器、寄存器等組成。
6、模擬調製 VS 數字調製
所謂調製就是,有兩路信號A和B,用A去控制B的幅度、頻率、相位。模擬電路的調製方式有AM、FM、PM三種,分別對應著數字電路當中的ASK、FSK、PSK。但是數字電路可以實現更為複雜多樣的調製方式,比如:QAM、MSK、OFDM等。
7、模擬指數、對數運算 VS 數字指數、對數運算
在模擬電路中,利用器件的特性(如二極體的電流方程)再加上運放等,可以實現指數、對數運算(以前的模擬計算機就是這樣搞的)。而數電則是通過數值計算當中的逼近法來計算指數、對數(如泰勒級數、對數表等)。
8、模擬微積分運算 VS 數字微積分運算
模擬電路可以利用電容的電壓電流特性來計算微分和積分(以前的模擬計算機就是這樣搞的)。而在數電當中,則是通過寄存器的反饋來實現積分(不斷地把輸出反饋到輸入端,進行累加)。然後,模擬的微分對應的是數字的差分,差分就是前一時刻的值減去後一時刻(得到的是增量),也是用寄存器去保存不同時刻的值,再做減法運算。此外,如果要像高數那樣計算微積分,那得依靠數值計算的各種逼近的方法了。聽了ASIC的一席話後,模電跟數電抱頭痛哭,「尼瑪,原來你就是我失散多年的孿生兄弟啊!」