數(shù)電模電的基礎(chǔ)知識分享

以前，村里有個小伙叫“模電”，濃眉大眼，身高力壯，村里的大事小情都要找他。引得眾多小mm紛紛拜倒在他腳下，那可真是風(fēng)光無限。不料，好景不長，某天不知從哪里來了個叫“數(shù)電”的帥哥，雖然沒有八塊腹肌，但是能掐會算，口齒伶俐，還能變個魔術(shù)。從此后，村里但凡有大事，都會去找數(shù)電，只是在需要干力氣活的時候才會想起“模電”。眾mm也紛紛離開了“模電”，競相向“數(shù)電”獻殷勤。“模電”心生嫉妒，但知道自己頭腦差，也只能默默咽下這口氣。可是，有一天，“模電”發(fā)現(xiàn)自己最后的粉絲“電源”mm也跑去給“數(shù)電”暗送秋波，積攢了多時的怨氣終于爆發(fā)了。

模電把數(shù)電堵在村口，吵起來了。

數(shù)電：我比你更能抗干擾。模電：我比你的精度高。數(shù)電：我可以實現(xiàn)各種算法。模電：我可以實現(xiàn)無線通訊。數(shù)電：沒有我，電子行業(yè)還得倒退幾十年呢。模電：沒有我，你還只能生存在各種數(shù)字公式當(dāng)中。……

村里的長老ASIC終于看不下去，喊了一句：吵什么吵，都跑到我肚子里去。咕嚕的一聲，模電和數(shù)電都混合在ASIC體內(nèi)，兩人合體了。

ASIC深思片刻說：你們倆，其實長得很像啊。模電和數(shù)電異口同聲道：尼瑪，我才不像它呢。ASIC捋一捋胡須，說：好吧，讓老納一一道來。

1、晶體管 VS 二進制數(shù)模電里面的二極管、三極管（開關(guān)狀態(tài)）、晶閘管，分別對應(yīng)數(shù)電的二進制數(shù)0和1。

2、放大器 VS 乘法/移位器模電里的放大器就是把信號放大N倍，對應(yīng)數(shù)電里面的乘法，當(dāng)然如果乘的系數(shù)是2的多少次方，就可以用左移位來實現(xiàn)。而衰減器就對應(yīng)著除法/右移了。

3、負阻振蕩器 VS 環(huán)形振蕩器模電里面經(jīng)常需要輸出一路正弦信號（如本地振蕩），這就可以用電容/電感三端式振蕩來實現(xiàn)，但是由于晶體輸出的頻率穩(wěn)定性更高、且具有溫度補償?shù)墓δ?，實際工程用晶體振蕩器居多。而在超高頻的應(yīng)用領(lǐng)域中，常常使用負阻振蕩器（輸出的頻率更高）。那么，數(shù)電則需要輸出一路方波（如時鐘信號），這路方波可以通過正弦信號整形來獲得，而在超高速的應(yīng)用領(lǐng)域中，常常使用環(huán)形振蕩器。

4、模擬上/下變頻 VS 數(shù)字上/下變頻變頻，就是改變頻率的意思。在無線電領(lǐng)域中，經(jīng)常會用到一種叫混頻器的東西，它就是利用三角函數(shù)的積化和差的原理來實現(xiàn)上/下變頻（和就是上變頻，處理后的信號頻率提高了；差就是下變頻，處理后的信號頻率下降了），而模電當(dāng)中的混頻器常常是由模擬乘法器來實現(xiàn)的，對應(yīng)著數(shù)電的，就是CIC濾波器。其中，CIC濾波器的插值（在原有的數(shù)字信號當(dāng)中插入一些值，增加了信號的變化頻率）可以實現(xiàn)上變頻，而抽?。ㄔ谠械臄?shù)字信號當(dāng)中取走一些值，減少了信號的變化頻率）可以實現(xiàn)下變頻。

5、模擬濾波器 VS 數(shù)字濾波器模擬濾波器分為無源和有源兩種，其中無源是由RLC組成的，而有源則是在無源的基礎(chǔ)上增加了運放，可以調(diào)整增益。數(shù)字濾波器分為FIR和IIR兩種，一般情況下，F(xiàn)IR是線性相位的，無反饋的（零極點相消的話，是可以有反饋的）；IIR是非線性相位的，有反饋的。以濾波器的頻率響應(yīng)來分類，是可以分為高通、低通、帶通、帶阻、全通五種。此外，按照設(shè)計方法來分類，可以分成巴特沃期、切比雪夫、貝塞爾、橢圓等等，就算是這種分類方法，模擬濾波器仍然由RLC等組成，而數(shù)字濾波器仍然由乘加器、寄存器等組成。

6、模擬調(diào)制 VS 數(shù)字調(diào)制所謂調(diào)制就是，有兩路信號A和B，用A去控制B的幅度、頻率、相位。模擬電路的調(diào)制方式有AM、FM、PM三種，分別對應(yīng)著數(shù)字電路當(dāng)中的ASK、FSK、PSK。但是數(shù)字電路可以實現(xiàn)更為復(fù)雜多樣的調(diào)制方式，比如：QAM、MSK、OFDM等。

7、模擬指數(shù)、對數(shù)運算 VS 數(shù)字指數(shù)、對數(shù)運算在模擬電路中，利用器件的特性（如二極管的電流方程）再加上運放等，可以實現(xiàn)指數(shù)、對數(shù)運算（以前的模擬計算機就是這樣搞的）。而數(shù)電則是通過數(shù)值計算當(dāng)中的逼近法來計算指數(shù)、對數(shù)（如泰勒級數(shù)、對數(shù)表等）。

8、模擬微積分運算 VS 數(shù)字微積分運算模擬電路可以利用電容的電壓電流特性來計算微分和積分（以前的模擬計算機就是這樣搞的）。而在數(shù)電當(dāng)中，則是通過寄存器的反饋來實現(xiàn)積分（不斷地把輸出反饋到輸入端，進行累加）。然后，模擬的微分對應(yīng)的是數(shù)字的差分，差分就是前一時刻的值減去后一時刻（得到的是增量），也是用寄存器去保存不同時刻的值，再做減法運算。此外，如果要像高數(shù)那樣計算微積分，那得依靠數(shù)值計算的各種逼近的方法了。

聽了ASIC的一席話后，模電跟數(shù)電抱頭痛哭，“尼瑪，原來你就是我失散多年的孿生兄弟?。　?/span>