模擬電路與數(shù)字電路的區(qū)別詳解

　　模擬電路和數(shù)字電路的區(qū)別

? ? ? ? 在模擬電路和數(shù)字電路中，信號的表達方式不同。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)字信號進行操作。事實上，所有的數(shù)字電路從根本上來說都是模擬電路，其基本電學原理，都與模擬電路相同?；パa式金屬氧化物半導體就是由兩個模擬的金屬氧化物半導體場效應管構成的，其對稱、互補的結構，使它恰好能處理高低數(shù)字邏輯電平。不過，數(shù)字電路的設計目標是用來處理數(shù)字信號，如果強行引入任意模擬信號而不進行額外處理，則可能造成量化噪聲。模擬電子和數(shù)字電子的主要區(qū)別如下：

　　設計的難度：模擬電路的設計通常比數(shù)字電路更為困難，對設計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算，其設計過程的自動化程度低于數(shù)字電路。然而，數(shù)字式電子設備要在真實物理世界中得到應用，就必須具有一個模擬的接口，因為自然界的大多數(shù)實際信號是模擬的。例如，所有數(shù)字式收音機的信號接收器，都具有一個模擬的預放大器來進行信號接收的第一步操作。

　　噪聲：在模擬電路中，由于信號幾乎完全將真實信號按比例表現(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到高電平的一半左右（具體的大小根據(jù)不同的電路規(guī)格有所不同）。因此，對信息進行量化的數(shù)字電路對于噪聲的抵御能力比模擬電路更強，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。

　　模擬電路與數(shù)字電路最后一個關鍵的區(qū)別就是精度：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)字轉換器能夠?qū)⑵淞砍谭譃?段，其中每一段作為最小分度進行轉換）來提高數(shù)字信號的分辨率，轉換位數(shù)是模擬數(shù)字轉換器的一項關鍵參數(shù)。模擬數(shù)字轉換器將模擬信號轉換為數(shù)字信號，這樣原始信號就可以用二進制數(shù)來表示，方便數(shù)字電路（包括計算機）進行處理。用到這種轉換器的應用產(chǎn)品包括數(shù)字式的溫度計以及錄音機等數(shù)據(jù)采集設備。相反的，數(shù)字模擬轉換器則被用來將數(shù)字信號還原為模擬信號，它可以讀入一系列二進制信號，經(jīng)過轉換后以電壓值等形式的模擬信號輸出。數(shù)字模擬轉換器在許多運算放大器增益控制系統(tǒng)中較為常見。