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作為一位硬件工程師，必須面對的就是兩個(gè)基本電路：模擬電路和數字電路。下面我們就來(lái)了解一下這兩個(gè)電路的基本知識。 一、模擬電路與數字電路的定義及特點(diǎn)： 模擬電路(電子電路) 模擬信號 處理模擬信號的電子電路�！澳M”二字主要指電壓(或電流)對于真實(shí)信號成比例的再現。 1、函數的取值為無(wú)限多個(gè); 2、當圖像信息和聲音信息改變時(shí)，信號的波形也改變，即模擬信號待傳播的信息包含在它的波形之中(信息變化規律直接反映在模擬信號的幅度、頻率和相位的變化上)。 3.初級模擬電路主要解決兩個(gè)大的方面：1放大、2信號源。 4、模擬信號具有連續性。 數字電路(進(jìn)行算術(shù)運算和邏輯運算的電路) 數字信號 用數字信號完成對數字量進(jìn)行算術(shù)運算和邏輯運算的電路稱(chēng)為數字電路，或數字系統。由于它具有邏輯運算和邏輯處理功能，所以又稱(chēng)數字邏輯電路。 1、同時(shí)具有算術(shù)運算和邏輯運算功能 數字電路是以二進(jìn)制邏輯代數為數學(xué)基礎，使用二進(jìn)制數字信號，既能進(jìn)行算術(shù)運算又能方便地進(jìn)行邏輯運算(與、或、非、判斷、比較、處理等)，因此極其適合于運算、比較、存儲、傳輸、控制、決策等應用。 2、實(shí)現簡(jiǎn)單，系統可靠 以二進(jìn)制作為基礎的數字邏輯電路，可靠性較強。電源電壓的小的波動(dòng)對其沒(méi)有影響，溫度和工藝偏差對其工作的可靠性影響也比模擬電路小得多。 3、集成度高，功能實(shí)現容易 集成度高，體積小，功耗低是數字電路突出的優(yōu)點(diǎn)之一。電路的設計、維修、維護靈活方便，隨著(zhù)集成電路技術(shù)的高速發(fā)展，數字邏輯電路的集成度越來(lái)越高，集成電路塊的功能隨著(zhù)小規模集成電路(SSI)、中規模集成電路(MSI)、大規模集成電路(LSI)、超大規模集成電路(VLSI)的發(fā)展也從元件級、器件級、部件級、板卡級上升到系統級。電路的設計組成只需采用一些標準的集成電路塊單元連接而成。對于非標準的特殊電路還可以使用可編程序邏輯陣列電路，通過(guò)編程的方法實(shí)現任意的邏輯功能。 導讀：作為一位硬件工程師，必須面對的就是兩個(gè)基本電路：模擬電路和數字電路。下面我們就來(lái)了解一下這兩個(gè)電路的基本知識。 二、模擬電路與數字電路之間的區別 模擬電路是處理模擬信號的電路;數字電路是處理數字信號的電路。 模擬信號是關(guān)于時(shí)間的函數，是一個(gè)連續變化的量，數字信號則是離散的量。因為所有的電子系統都是要以具體的電子器件，電子線(xiàn)路為載體的，在一個(gè)信號處理中，信號的采集，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(shuō)模擬電路主要處理模擬信號，不隨時(shí)間變化，時(shí)間域和值域上均連續的信號，如語(yǔ)音信號。而數字信號則相反，是變化的，數字信號的處理包括信號的采樣，信號的量化，信號的編碼。 舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子：要想從遠方傳過(guò)來(lái)一段由小變大的聲音，用調幅、模擬信號進(jìn)行傳輸(相應的應采用模擬電路)，那么在傳輸過(guò)程中的信號的幅度就會(huì )越來(lái)越大，因為它是在用電信號的幅度特性來(lái)模擬聲音的強弱特性。 但是如果采用數字信號傳輸，就要采用一種編碼，每一級聲音大小對應一種編碼，在聲音輸入端，每采一次樣，就將對應的編碼傳輸出去�？梢�(jiàn)無(wú)論把聲音分多少級，無(wú)論采樣頻率有多高，對于原始的聲音來(lái)說(shuō)，這種方式還是存在損失。不過(guò)，這種損失可以通過(guò)加高采樣頻率來(lái)彌補，理論上采樣頻率大于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(méi)有這樣的要求了。 三、模擬電路和數字電路之間的聯(lián)系 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，都可以對數字信號進(jìn)行操作。事實(shí)上，所有的數字電路從根本上來(lái)說(shuō)都是模擬電路，其基本電學(xué)原理，都與模擬電路相同�；パa金屬氧化物半導體就是由兩個(gè)模擬的金屬氧化物場(chǎng)效應管構成的，其對稱(chēng)、互補的結構，使它恰好能處理高低數字邏輯電平。不過(guò)，數字電路的設計目標是用來(lái)處理數字信號，如果強行引入任意模擬信號而不進(jìn)行額外處理，則可能造成量化噪聲。 在一組離散的時(shí)間下表示信號數值的函數稱(chēng)為離散時(shí)間信號。因為最常遇到的離散時(shí)間信號是模擬信號在時(shí)間上以均勻(有時(shí)也以非均勻)間隔的采樣。而“離散時(shí)間”與“數字”也經(jīng)常用來(lái)說(shuō)明同一信號。離散時(shí)間信號的一些理論也適用于數字信號。 四、如何實(shí)現模擬和數字電路的功能 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(guò)元器件的放大特性來(lái)實(shí)現操作的，而數字電路是對信號的傳輸是通過(guò)開(kāi)關(guān)特性來(lái)實(shí)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(chǎn)生穩定的控制信號。 五、應用 模擬電路幾乎覆蓋整個(gè)電子領(lǐng)域，任何一個(gè)電子線(xiàn)路的功能實(shí)現都會(huì )涉及到模擬電路。 數字電路與數字電子技術(shù)廣泛的應用于電視、雷達、通信、電子計算機、自動(dòng)控制、航天等科學(xué)技術(shù)領(lǐng)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(guò)程的自動(dòng)化程度低于數字電路。 |
