數(shù)字電路和模擬電路的區(qū)別

數(shù)字電路是處理邏輯電平信號的電路，它是用數(shù)字信號完成對數(shù)字量進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算的電路。從整體上看，數(shù)字電路分為組合邏輯電路和時序邏輯電路兩大類。

數(shù)字電路是模擬電路的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，數(shù)字電路是以模擬電路為基礎(chǔ)的它們的基礎(chǔ)就是電流和電壓，但它們有著本質(zhì)的區(qū)別。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。

模擬電路和數(shù)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(shí)現(xiàn)操作的，而數(shù)字電路是對信號的傳輸是通過開關(guān)特性來實(shí)現(xiàn)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(shù)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(shù)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(wěn)定的控制信號。

摸擬電路是為數(shù)字電路供給電源而又完成執(zhí)行機(jī)構(gòu)的執(zhí)行。在模擬電路和數(shù)字電路中，信號的表達(dá)方式不同。對模擬信號能夠執(zhí)行的操作，例如放大、濾波、限幅等，都可以對數(shù)字信號進(jìn)行操作。

事實(shí)上，所有的數(shù)字電路從根本上來說都是模擬電路，其基本電學(xué)原理，都與模擬電路相同?；パa(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體就是由兩個模擬的金屬氧化物場效應(yīng)管構(gòu)成的，其對稱、互補(bǔ)的結(jié)構(gòu)，使它恰好能處理高低數(shù)字邏輯電平。不過，數(shù)字電路的設(shè)計(jì)目標(biāo)是用來處理數(shù)字信號，如果強(qiáng)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。

電子學(xué)發(fā)展史上第一個被發(fā)明出來并得到大規(guī)模生產(chǎn)的器件是模擬的。后來，隨著微電子學(xué)的發(fā)展，數(shù)字技術(shù)的成本大大降低，加之計(jì)算機(jī)對于數(shù)字信號的要求，使得數(shù)字式的方法在人機(jī)交互等領(lǐng)域具有可行性和較高的性價比。

在模擬電路中，由于信號幾乎完全將真實(shí)信號按比例表現(xiàn)為電壓或電流的形式，造成模擬電路對于噪聲的影響比數(shù)字電路更加敏感，信號的微小偏差都會表現(xiàn)為相當(dāng)顯著，造成信息損失。作為對比，數(shù)字電路只取決于高低電平，如果要造成信息傳遞的錯誤，那么信號的偏差必須至少達(dá)到高電平的一半左右。因此，對信息進(jìn)行量化的數(shù)字電路對于噪聲的抵御能力比模擬電路更強(qiáng)，只要偏差不大于某一規(guī)定值，信息就不會損失。在數(shù)字電路中，噪聲在各個邏輯門的地方都可以得到消減。

有若干個因素會影響信號的精度，其中最主要的是原始信號中的噪聲以及信號處理過程中混入的噪聲。模擬信號的分辨率受到器件物理層面限度（例如散粒噪聲）的制約。在數(shù)字電子中，可以采用增加信號的位數(shù)（例如8位分辨率的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器能夠?qū)⑵淞砍谭譃?段，其中每一段作為最小分度進(jìn)行轉(zhuǎn)換）來提高數(shù)字信號的分辨率，轉(zhuǎn)換位數(shù)是模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的一項(xiàng)關(guān)鍵參數(shù)。

模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，這樣原始信號就可以用二進(jìn)制數(shù)來表示，方便數(shù)字電路進(jìn)行處理。用到這種轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用產(chǎn)品包括數(shù)字式的溫度計(jì)以及錄音機(jī)等數(shù)據(jù)采集設(shè)備。相反的，數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器則被用來將數(shù)字信號還原為模擬信號，它可以讀入一系列二進(jìn)制信號，經(jīng)過轉(zhuǎn)換后以電壓值等形式的模擬信號輸出。數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器在許多運(yùn)算放大器增益控制系統(tǒng)中較為常見。

模擬電路的設(shè)計(jì)通常比數(shù)字電路更為困難，對設(shè)計(jì)人員的水平要求更高。這也是數(shù)字電路系統(tǒng)比模擬電路系統(tǒng)更加普及的原因之一。模擬電路通常需要更多的手工運(yùn)算，其設(shè)計(jì)過程的自動化程度低于數(shù)字電路。

然而，數(shù)字式電子設(shè)備要在真實(shí)物理世界中得到應(yīng)用，就必須具有一個模擬的接口，因?yàn)樽匀唤绲拇蠖鄶?shù)實(shí)際信號是模擬的。例如，所有數(shù)字式收音機(jī)的信號接收器，都具有一個模擬的預(yù)放大器來進(jìn)行信號接收的第一步操作。