模擬電路與數字電路之間的區別

2021-01-21 電子發燒友
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模擬電路與數字電路之間的區別

發表於 2019-06-14 17:22:35

模電的定義為，信號在時間和數值上都是連續變化的信號。只看原理是枯燥無味的，我們通過聽音樂的方式來理解它，聽音樂以前是通過塑料唱片來聽的，這種唱片中記錄的信號隨著暢軸的轉動引起唱針的振動而發出不同的聲音。

模擬電路是處理模擬信號的電路；數字電路是處理數位訊號的電路。模擬信號是關於時間的函數，是一個連續變化的量，數位訊號則是離散的量。因為所有的電子系統都是要以具體的電子器件，電子線路為載體的，在一個信號處理中，信號的採集，信號的恢復都是模擬信號，只有中間部分信號的處理是數字處理。
       具體的說模擬電路主要處理模擬信號，不隨時間變化，時間域和值域上均連續的信號，如語音信號。而數位訊號則相反，是變化的，數位訊號的處理包括信號的採樣，信號的量化，信號的編碼。舉個簡單的例子：要想從遠方傳過來一段由小變大的聲音，用調幅、模擬信號進行傳輸(相應的應採用模擬電路)，那麼在傳輸過程中的信號的幅度就會越來越大，因為它是在用電信號的幅度特性來模擬聲音的強弱特性。但是如果採用數位訊號傳輸，就要採用一種編碼，每一級聲音大小對應一種編碼，在聲音輸入端，每採一次樣，就將對應的編碼傳輸出去。
       可見無論把聲音分多少級，無論採樣頻率有多高，對於原始的聲音來說，這種方式還是存在損失。不過，這種損失可以通過加高採樣頻率來彌補，理論上採樣頻率大於原始信號的頻率的兩倍就可以完全還原了。數字電路的電平都是符合標準的，模擬電路就沒有這樣的要求了。

摸擬電路是為數字電路供給電源而又完成執行機構的執行。在模擬電路和數字電路中，信號的表達方式不同。對模擬信號能夠執行的操作，例如放大、濾波、限幅等，都可以對數位訊號進行操作。事實上，所有的數字電路從根本上來說都是模擬電路，其基本電學原理，都與模擬電路相同。
       互補金屬氧化物半導體就是由兩個模擬的金屬氧化物場效應管構成的，其對稱、互補的結構，使它恰好能處理高低數字邏輯電平。不過，數字電路的設計目標是用來處理數位訊號，如果強行引入任意模擬信號而不進行額外處理，則可能造成量化噪聲。在一組離散的時間下表示信號數值的函數稱為離散時間信號。因為最常遇到的離散時間信號是模擬信號在時間上以均勻(有時也以非均勻)間隔的採樣。而"離散時間"與"數字"也經常用來說明同一信號。離散時間信號的一些理論也適用於數位訊號。

模擬電路和數字電路它們同樣是信號變化的載體，模擬電路在電路中對信號的放大和削減是通過元器件的放大特性來實現操作的，而數字電路是對信號的傳輸是通過開關特性來實現操作的。在模擬電路中，電壓、電流、頻率，周期的變化是互相制約的，而數字電路中電路中電壓、電流、頻率、周期的變化是離散的。模擬電路可以在大電流高電壓下工作，而數字電路只是在小電壓，小電流底功耗下工作，完成或產生穩定的控制信號。

模擬電路幾乎覆蓋整個電子領域，任何一個電子線路的功能實現都會涉及到模擬電路。數字電路與數字電子技術廣泛的應用於電視、雷達、通信、電子計算機、自動控制、航天等科學技術領域。模擬電路的設計通常比數字電路更為困難，對設計人員的水平要求更高。這也是數字電路系統比模擬電路系統更加普及的原因之一。模擬電路通常需要更多的手工運算，其設計過程的自動化程度低於數字電路。

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