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模拟电路和数字电路之间的差异

在本教程中,我们将学习模拟电路,数字电路,模拟电路和数字电路之间亚博彩票下载的重要差异。

在进入模拟和数字电路的细节之前,让我们快速看一看电子学,典型的电子系统和不同类型的信号。亚博最新官网网址

介绍

亚博最新官网网址电子是电气工程的主要子分支,这是工程世界的重要组成部分,以及二十世纪中期的正常人类。

作为电气工程的一个分支,电子学研究的是电流的流动,但这种流动是由于在早期阶段的亚博最新官网网址气体或真空中的电子(或载流子,一般来说)控制流动在现代器件的固态半导体。

事实上,电子产品领域的重大突破是使用半导体材料,这使得电子电路和装置小,便宜,可靠,消耗非常低的亚博最新官网网址功率。

典型的电子系统

电子技术的大部分应用是在通信领域。亚博最新官网网址让我们以一个简单的通信系统为例,看看典型的电子系统是什么样的。亚博最新官网网址

讨论系统是公共发布系统。如果演讲者想要在礼堂或音乐室中像在一部大型观众身上,他(或她)在一个名为麦克风或简单的麦克风的设备前讲话。

麦克风是一种将声波从扬声器转换为电信号的设备。但是来自麦克风的电信号的能量(或幅度)非常小。如果我们在大距离上发出这个小幅度信号,它由于各种损耗而导致其强度,并且不能驱动扬声器。

因此,在将电信号从麦克风发送到扬声器之前,必须在幅度中放大它们。放大器是一种电子系统或设备,其采用小电信号,并通过巨大的余量振幅,并产生高幅度电信号。

放大后的信号现在可以输入扬声器,以驱动扬声器。

表示的信号

设计和构建电子电路或系统的主要动机是处理信息或能量。放大器,无线电,计算机等是典型的电子系统的示例,其处理如先前的公共地址系统示例中所示的信息。

一般来说,信息处理包括以下功能:

  • 信息的翻译
  • 信息存储
  • 信息处理或计算

电子系统的另一个目的是处理电力,如在复杂的电源或简单的灯泡。不管处理信息或能量的目的是什么,这些物理量都被表示为电子电路中的信号或电信号。

这些电信号可以是电流或电压,电子电路网络将处理这些信号。

模拟信号和数字信号

世界上几乎所有信号都是模拟的,即它们是不断变化的值。有很多连续可变的信号或简单的模拟信号,如光,运动,声音,温度,压力等。

以下图像显示了典型的模拟信号。

模拟电路和数字电路模拟信号

与模拟信号的连续表示不同,数字信号以离散的水平变化。一般来说,数字信号中的离散电平只有两个值:ON和OFF。虽然自然界的所有物理信号都是连续的模拟信号,但将信号表示为离散值有其自身的优点。

模拟电路和数字电路数字信号

传统上和历史上,所有电子设备只处理模拟信息。但是技术的发展使得数字信号易于处理,这种技术被称为数字信号处理。

电子电路和系统的分类

信号处理可以使用各种半导体电子器件,如PN结二极管,双极结晶体管(BJT),场效应晶体管(FET)等,结合无源元件如电阻和电容。

许多这样的电路的互连,其中每个电路执行特定任务,导致完整的电子系统或设备。电子电路的设计可以通过两种方式基于上述对模拟和数字信号的理解来进行。他们是:

  • 模拟电路
  • 数字电路

模拟电路和数字电路是基于它们处理的信号的两种类型的电子电路之间的经典方式。为了简单地说出,模拟电路涉及连续模拟信号,而数字电路处理离散数字信号。

现在,让我们用简单的例子来看看每一种类型。

模拟电路

如前所述,模拟电路是一种类型的电子电路,其使用类似电阻器,电容器,二极管,晶体管等的模拟组件来处理模拟数据。

模拟电路可以非常简单,如电阻器的组合,以形成分压器或OP-AMPS(内部包含晶体管),电阻器,二极管等的组合以形成放大器。

以下是简单模拟电路的示例。

模拟电路和数字电路模拟电路示例

这是一个使用OP-AMP,电阻和电容器实现的简单放大器电路。通过为电阻和电容器选择适当的值,您可以在输出中获得显着增益。

老式阴极射线示波器(CRO)是一种模拟设备,可以检测和分析模拟信号。

数字电路

相反,数字电路也是一种电子电路的类型,其主要是使用数字电子元件来处理数字信号的一种电子电路。在低电平下,数字电路包括晶体管,逻辑门(以及,NAND,NOT等)的组合和高级,微控制器和处理器。

所有数字电路都工作在二进制数字信号上,即只使用两个电压水平来表示状态信号,即on或OFF。为了进行各种数字信号处理,所有数字电路都包含快速开关器件,如二极管和晶体管,数字电路的一些重要功能是复用、解复用、存储、组合逻辑、顺序逻辑等。

以下是使用CD4017计数器IC构建的简单数字电路的示例。

模拟电路和数字电路数字电路示例

这可能不清楚,但如果您看看CD4017 IC的内部结构,您将看到它基本上是使用和门,或门,逆变器,触发器和缓冲区构造。

模拟电路和数字电路4017 IC内部

所有现代计算机都在数字领域工作,即使它们是使用模拟电子元件构建的。由于大多数物理世界是模拟的,因此必须在计算机执行任何操作之前将模拟信号转换为数字信号。

模拟电路和数字电路之间的差异

在这一点上,模拟电路和数字电路之间的区别可能很清楚,但为了便于理解,我们将它们的区别列成表格。

模拟电路 数字电路
模拟电路在也称为模拟信号的连续可变信号上操作。 数字电路在离散的可变信号或数字信号上操作,即信号仅存在于两个级别:0和1(二进制数字信令)。
根据效率和精度,设计模拟电路非常困难。 数字电路的设计相对容易,有许多自动化工具可用于设计和分析的各个阶段。
当与物理世界交互时,模拟电路可以直接接受来自外部的信号,因为数据已经是模拟的。 如果数字电路必须从物理世界获取数据,则必须首先将模拟信号转换为数字信号。
由于不需要数据转换,因此理想情况下不存在信息丢失。 在模拟信号转换为数字信号的过程中,可能会有大量的数据丢失,从而导致信息的丢失。
如果精度和准确度不是一个标准,那么模拟电路可以是简单和廉价的。 即使具有简单的设计技术和低成本,数字电路也可以提供良好的准确性和精度。
由于缺乏熟练的工程师和复杂的设计,模拟电路可能是相当昂贵的。 先进的集成电路技术和许多其他因素有助于数字电路的可靠性、低成本和更小的体积。

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