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一文带你了解数字电路和模拟电路的区别

454398 来源:alpha007 作者:alpha007 2022-12-05 17:36 次阅读

今天我们来了解一下集成电路中数字电路和模拟电路的区别。

什么是数字电路

数字信号完成对数字量进行算术运算和逻辑运算的电路称为数字电路。现代的数字电路由半导体工艺制成的若干数字集成器件构造而成。逻辑门是数字逻辑电路的基本单元。存储器是用来存储二进值数据的数字电路。

数字电路的特点

电路结构简单,稳定可靠。数字电路只要能区分高电平和低电平即可, 对元件的精度要求不高,因此有利于实现数字电路集成化。

数字信号在传递时采用高、低电平两个值,因此数字电路抗干扰能力强,不易受外界干扰。

数字电路不仅能完成数值运算,还可以进行逻辑运算和判断,因此数字电路又称为数字逻辑电路。

数字电路中元件处于开关状态,功耗较少。

由于数字电路具有以上特点,故发展十分迅速,在计算机、数字通信、数字仪器及家用电器等技术领域中得到广泛的应用。

什么是模拟电路?

模拟电路是处理模拟信号的电路;数字电路是处理数字信号的电路。模拟信号是关于时间的函数,是一个连续变化的量。数字信号则是离散的量。

举个简单的例子:要想从远方传过来一段由小变大的声音,用调幅、模拟信号进行传输(相应的应采用模拟电路),那么在传输过程中的信号的幅度就会越来越大,因为它是在用电信号的幅度特性来模拟声音的强弱特性。

但是如果采用数字信号传输,就要采用一种编码,每一级声音大小对应一种编码,在声音输入端,每采一次样,就将对应的编码传输出去。

可见无论把声音分多少级,无论采样频率有多高,对于原始的声音来说,这种方式还是存在损失。

不过,这种损失可以通过加高样频率来弥补,理论上采样频率大于原始信号的频率的两倍就可以完全还原了。

模拟电路和数字电路的区别

数字集成电路:主要是针对数字信号处理的模块。如;计算机里的 2 进制、8 进制、10 进制、16 进制的数据进行处理的集成模块。数字集成电路的运行以开关状态进行运算,它的精度高,适合复杂的计算。

模拟集成电路:主要是针对模拟信号处理的模块。如;话筒里的声音信号,电视信号、温度采集的模拟信号和其它模拟量的信号处理的集成模块。模拟集成电路工作在晶体管的三角放大区。

1. 电路处理的是连续变化的模拟量电信号(即其幅值可以是任何值)。

2. 信号的频范围往往从直流一直可以延伸到高频段。

3. 模拟集成电路中的元器件种类多,除了数字集成电路中大量采用的 NPN 管及电阻外,还采用了 PNP 管,场效应晶体管,高精度电阻等。

4. 除了应用于低电压电器中的电路外,大多数模拟集成电路的电源电压较高,输出级模拟集成电路的电源电压可达几十伏以上。

5. 具有内繁外简的电路形式。充分发挥了集成电路的工艺特点和便于应用的特点

另外,数字电路和模拟电路的区别还有:

1. 在一个周期内模拟电路的电流和电压是持续不变的,而数字电路中它的电流和电压是脉动变化的。

2. 模拟电路和数字电路两者虽然同样是信号变化的载体,但模拟电路对信号的放大和削减是通过元器件的放大特性(如三极管)来实现操作的,而数字电路是对信号的传输是通过开关特性(如三极管)来实现操作的。

3. 在模拟电路中,电压,电流频率,周期的变化是互相制约的,而数字电路中电路中电压电流频率周期的变化是离散的。

4. 模拟电路可以在大电流高电压下工作,而数字电路只是在小电压、小电流、低功耗下工作,完成或产生稳定的控制信号。

5. 摸拟电路为数字电路供给电源。而数字电路是通过它特有的逻辑运算来完成整个电路的操作过程。

审核编辑黄昊宇

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