今天我們來了解一下集成電路中數(shù)字電路和模擬電路的區(qū)別。
什么是數(shù)字電路?
用數(shù)字信號完成對數(shù)字量進行算術(shù)運算和邏輯運算的電路稱為數(shù)字電路。現(xiàn)代的數(shù)字電路由半導體工藝制成的若干數(shù)字集成器件構(gòu)造而成。邏輯門是數(shù)字邏輯電路的基本單元。存儲器是用來存儲二進值數(shù)據(jù)的數(shù)字電路。
數(shù)字電路的特點
電路結(jié)構(gòu)簡單,穩(wěn)定可靠。數(shù)字電路只要能區(qū)分高電平和低電平即可, 對元件的精度要求不高,因此有利于實現(xiàn)數(shù)字電路集成化。
數(shù)字信號在傳遞時采用高、低電平兩個值,因此數(shù)字電路抗干擾能力強,不易受外界干擾。
數(shù)字電路不僅能完成數(shù)值運算,還可以進行邏輯運算和判斷,因此數(shù)字電路又稱為數(shù)字邏輯電路。
數(shù)字電路中元件處于開關狀態(tài),功耗較少。
由于數(shù)字電路具有以上特點,故發(fā)展十分迅速,在計算機、數(shù)字通信、數(shù)字儀器及家用電器等技術(shù)領域中得到廣泛的應用。
什么是模擬電路?
模擬電路是處理模擬信號的電路;數(shù)字電路是處理數(shù)字信號的電路。模擬信號是關于時間的函數(shù),是一個連續(xù)變化的量。數(shù)字信號則是離散的量。
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(diào)幅、模擬信號進行傳輸(相應的應采用模擬電路),那么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。
但是如果采用數(shù)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。
可見無論把聲音分多少級,無論采樣頻率有多高,對于原始的聲音來說,這種方式還是存在損失。
不過,這種損失可以通過加高樣頻率來彌補,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。
模擬電路和數(shù)字電路的區(qū)別
數(shù)字集成電路:主要是針對數(shù)字信號處理的模塊。如;計算機里的 2 進制、8 進制、10 進制、16 進制的數(shù)據(jù)進行處理的集成模塊。數(shù)字集成電路的運行以開關狀態(tài)進行運算,它的精度高,適合復雜的計算。
模擬集成電路:主要是針對模擬信號處理的模塊。如;話筒里的聲音信號,電視信號、溫度采集的模擬信號和其它模擬量的信號處理的集成模塊。模擬集成電路工作在晶體管的三角放大區(qū)。
1. 電路處理的是連續(xù)變化的模擬量電信號(即其幅值可以是任何值)。
2. 信號的頻范圍往往從直流一直可以延伸到高頻段。
3. 模擬集成電路中的元器件種類多,除了數(shù)字集成電路中大量采用的 NPN 管及電阻外,還采用了 PNP 管,場效應晶體管,高精度電阻等。
4. 除了應用于低電壓電器中的電路外,大多數(shù)模擬集成電路的電源電壓較高,輸出級模擬集成電路的電源電壓可達幾十伏以上。
5. 具有內(nèi)繁外簡的電路形式。充分發(fā)揮了集成電路的工藝特點和便于應用的特點
另外,數(shù)字電路和模擬電路的區(qū)別還有:
1. 在一個周期內(nèi)模擬電路的電流和電壓是持續(xù)不變的,而數(shù)字電路中它的電流和電壓是脈動變化的。
2. 模擬電路和數(shù)字電路兩者雖然同樣是信號變化的載體,但模擬電路對信號的放大和削減是通過元器件的放大特性(如三極管)來實現(xiàn)操作的,而數(shù)字電路是對信號的傳輸是通過開關特性(如三極管)來實現(xiàn)操作的。
3. 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(shù)字電路中電路中電壓電流頻率周期的變化是離散的。
4. 模擬電路可以在大電流高電壓下工作,而數(shù)字電路只是在小電壓、小電流、低功耗下工作,完成或產(chǎn)生穩(wěn)定的控制信號。
5. 摸擬電路為數(shù)字電路供給電源。而數(shù)字電路是通過它特有的邏輯運算來完成整個電路的操作過程。
審核編輯黃昊宇
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