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詳解數(shù)字電路和模擬電路的概念及區(qū)別

2017年11月01日 08:32 作者: 用戶(hù)評(píng)論(0

  隨著目前摩爾定律的發(fā)展,集成電路還處于國(guó)內(nèi)的昭陽(yáng)產(chǎn)業(yè),網(wǎng)絡(luò)規(guī)模還在一步步的擴(kuò)建,中國(guó)因?yàn)槠鸩教?,市?chǎng)又太大,但它的存在還需要很久。今天我們就一起來(lái)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(hào)完成對(duì)數(shù)字量進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算的電路稱(chēng)為數(shù)字電路。現(xiàn)代的數(shù)字電路由半導(dǎo)體工藝制成的若干數(shù)字集成器件構(gòu)造而成。邏輯門(mén)是數(shù)字邏輯電路的基本單元。存儲(chǔ)器是用來(lái)存儲(chǔ)二值數(shù)據(jù)的數(shù)字電路。

  數(shù)字電路的特點(diǎn)

  電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(duì)元件的精度要求不高,因此有利于實(shí)現(xiàn)數(shù)字電路集成化。

  數(shù)字信號(hào)在傳遞時(shí)采用高,低電平兩個(gè)值,因此數(shù)字電路抗干擾能力強(qiáng),不易受外界干擾。

  數(shù)字電路不僅能完成數(shù)值運(yùn)算,還可以進(jìn)行邏輯運(yùn)算和判斷,因此數(shù)字電路又稱(chēng)為數(shù)字邏輯電路或數(shù)字電路與;=邏輯設(shè)計(jì)。

  數(shù)字電路中元件處于開(kāi)關(guān)狀態(tài),功耗較少。

  由于數(shù)字電路具有以上特點(diǎn),故發(fā)展十分迅速,在計(jì)算機(jī)、數(shù)字通信、數(shù)字儀器及家用電器等技術(shù)領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用。

  什么是模擬電路?

  模擬電路是處理模擬信號(hào)的電路;數(shù)字電路是處理數(shù)字信號(hào)的電路。模擬信號(hào)是關(guān)于時(shí)間的函數(shù),是一個(gè)連續(xù)變化的量。數(shù)字信號(hào)則是離散的量。舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子:要想從遠(yuǎn)方傳過(guò)來(lái)一段由小變大的聲音,用調(diào)幅、模擬信號(hào)進(jìn)行傳輸(相應(yīng)的應(yīng)采用模擬電路),那么在傳輸過(guò)程中的信號(hào)的幅度就會(huì)越來(lái)越大,因?yàn)樗窃谟秒娦盘?hào)的幅度特性來(lái)模擬聲音的強(qiáng)弱特性。但是如果采用數(shù)字信號(hào)傳輸,就要采用一種編碼,每一級(jí)聲音大小對(duì)應(yīng)一種編碼,在聲音輸入端,每采一次樣,就將對(duì)應(yīng)的編碼傳輸出去??梢?jiàn)無(wú)論把聲音分多少級(jí),無(wú)論采樣頻率有多高,對(duì)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)加高樣頻率來(lái)彌補(bǔ),理論上采樣頻率大于原始信號(hào)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(duì)數(shù)字信號(hào)處理的模塊。如;計(jì)算機(jī)里的2近制、8近制、10近制、16近制的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的集成模塊。數(shù)字集成電路的運(yùn)行以開(kāi)關(guān)狀態(tài)經(jīng)行運(yùn)算,它的精度高適合復(fù)雜的計(jì)算。

  模擬集成電路:主要是針對(duì)模擬信號(hào)處理的模塊。如;話筒里的聲音信號(hào),電視信號(hào)和VCD輸出的圖象信號(hào)、溫度采集的模擬信號(hào)和其它模擬量的信號(hào)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)。

 ?。?)電路處理的是連續(xù)變化的模擬量電信號(hào)(即其幅值可以是任何值)。

 ?。?)信號(hào)的頻范圍往往從直流一直可以延伸到高頻段。

 ?。?)模擬集成電路中的無(wú)器件種類(lèi)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(chǎng)效應(yīng)晶體管,高精度電阻等。

 ?。?)除了應(yīng)用于低電壓電器中的電路處,大多數(shù)模擬集成電路的電源電壓較高,輸出級(jí)模擬集成電路的電源電壓可達(dá)幾十伏以上。

 ?。?)具有內(nèi)繁外簡(jiǎn)的電路形式。充分發(fā)揮了集成電路的工藝特點(diǎn)和便于應(yīng)用的特點(diǎn)

  另外,數(shù)字電路和模擬電路的區(qū)別還有:

  一 在一個(gè)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(dòng)變化的。

  二 模擬電路和數(shù)字電路它們同樣是信號(hào)變化的載體,模擬電路在電路中對(duì)信號(hào)的放大和削減是通過(guò)元器件的放大特性(如三極管)來(lái)實(shí)現(xiàn)操作的,而數(shù)字電路是對(duì)信號(hào)的傳輸是通過(guò)開(kāi)關(guān)特性(如三極管)來(lái)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(hào)。

  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。而數(shù)字電路是通過(guò)它特有的邏輯運(yùn)算來(lái)完成整個(gè)電路的操作過(guò)程,所以我們?cè)?a target="_blank">維修中清楚了數(shù)字電路和模擬電路的界限,就可以得心應(yīng)手,方便多了。

  數(shù)字電路和模擬電路的在電子信號(hào)方面應(yīng)用:

  數(shù)字電視與模擬電視相比,有下面的優(yōu)點(diǎn):

  1、信號(hào)處理與傳輸?shù)馁|(zhì)量決定于信源。

  2、易于實(shí)現(xiàn)信號(hào)的存儲(chǔ),而存儲(chǔ)時(shí)間與信號(hào)的特性無(wú)關(guān)。

  3、數(shù)字電視采用數(shù)據(jù)壓縮技術(shù),便于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)或Internet、電視網(wǎng)、電信網(wǎng)走向融合,構(gòu)成一類(lèi)多媒體通信系統(tǒng),成為未來(lái)國(guó)家信息基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分。

  4、數(shù)字技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)時(shí)分多路,充分利用信道容量,利用數(shù)字電視信號(hào)中的行、場(chǎng)消隱時(shí)間,實(shí)現(xiàn)文字多工廣播(容易實(shí)現(xiàn)數(shù)字變換,為圖、文、聲、數(shù)據(jù)并茂的綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)開(kāi)拓了廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域)。

  5、壓縮后的數(shù)字電視信號(hào)經(jīng)數(shù)字調(diào)制后,可進(jìn)行多種形式的高質(zhì)量廣播。其服務(wù)區(qū)的觀眾將以極大概率實(shí)現(xiàn)“無(wú)差錯(cuò)接受”,收看到的電視聲象質(zhì)量非常接近演播室質(zhì)量。數(shù)字電視還可實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的移動(dòng)接受。

  6、具有開(kāi)放性和兼容性。通過(guò)機(jī)頂盒或電纜調(diào)制解調(diào)器可以實(shí)現(xiàn)模擬接收和回傳信號(hào),改變了模擬體制下NTSC、PAL、SECAM制電視節(jié)目不能交換的特性。

  7、可以合理地利用各種類(lèi)型的頻譜資源。例如1套電視節(jié)目?jī)H占用同1個(gè)數(shù)字電視頻道而覆蓋全國(guó)。

  8、在同步轉(zhuǎn)移模式(STM)的通信網(wǎng)絡(luò)中,可實(shí)現(xiàn)多種業(yè)務(wù)的“動(dòng)態(tài)組合”。例如,在數(shù)字高清晰度電視節(jié)目中,經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)圖象細(xì)節(jié)較少的時(shí)刻,這時(shí)由于壓縮后的圖象數(shù)據(jù)量較少,可插入其他業(yè)務(wù)(如電視節(jié)目指南、傳真、電子游戲軟件等)。

  9、很容易實(shí)現(xiàn)密碼措施,即加密/解密和加/干擾,便于專(zhuān)業(yè)應(yīng)用(包括軍用)以及數(shù)據(jù)廣播業(yè)務(wù)的應(yīng)用。特別是開(kāi)展各類(lèi)條件接收的收費(fèi)業(yè)務(wù),這是數(shù)字電視的重要增值點(diǎn),也是數(shù)字電視得以快速滾動(dòng)式發(fā)展的基礎(chǔ)。

  10、具有可擴(kuò)展性、可分極性和互操作性,便于在各類(lèi)通信信道特別是異步轉(zhuǎn)移模式(ATM)的網(wǎng)絡(luò)中傳播,也便于與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)通。

  11、改變?nèi)藗兘邮茈娨暤姆绞?。如觀眾可以足不出戶(hù)地收看高清晰電影(當(dāng)然是付費(fèi)的)。

  12、數(shù)字電視的出現(xiàn)還將極大地改變信息家電的市場(chǎng)結(jié)構(gòu)。

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( 發(fā)表人:黃昊宇 )

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