模拟电路与数字电路的区别

在本教程中，我们将学习模拟电路，数字电路，模拟电路和数字电路之间的一些重要区别。

在深入研究模拟电路和数字电路的细节之前，让我们先快速了解一下电子学、典型的电子系统和不同类型的信号。

介绍

电子学作为电气工程的一个主要分支，从二十世纪中期开始，已成为工程界和普通人的重要组成部分。

作为电气工程的一个分支，电子学研究电流的流动，但这种流动是由于早期在气体或真空中受控的电子(或一般的载流子)的流动，到现代器件中的固态半导体。

事实上，电子学领域的重大突破是半导体材料的使用，它使电子电路和器件体积小、价格便宜、可靠，而且耗电非常低。

典型的电子系统

电子学的大部分应用在通信领域。那么，让我们举一个简单的通信系统为例，看看一个典型的电子系统是什么样的。

讨论的系统是公共演说系统。如果演讲者想要向一大群听众演讲，比如在礼堂或音乐会场馆，他(或她)就会对着一种叫做麦克风(Mic)的设备讲话。

麦克风是一种将扬声器发出的声波转换成电信号的装置。但是麦克风发出的电信号的能量(或振幅)非常小。如果我们把这个小幅度的信号发送到很远的地方，它就会因为各种各样的损耗而失去它的强度，从而无法驱动扬声器。

因此，在将电信号从麦克风传输到扬声器之前，必须先放大它们的振幅。放大器是一种电子系统或装置，它吸收一个很小的电信号，并具有很大的振幅裕度而产生一个高振幅的电信号。

放大后的信号现在可以输入扩音器以驱动它们。

表示的信号

设计和构建电子电路或系统的主要动机是处理信息或能量。放大器、收音机、计算机等都是典型的电子系统，它们处理的信息在前面的公共广播系统的例子中可以看到。

一般情况下，信息处理包括以下功能:

• 信息的翻译
• 信息存储
• 信息处理或计算

电子系统的另一个目的是处理电力，就像复杂的电源或简单的灯泡一样。无论处理信息或能量的目的是什么，这些物理量都被表示为电子电路中的信号或电信号。

这些电信号可以是电流或电压，一个电子电路网络将处理这些信号。

模拟信号和数字信号

世界上几乎所有的信号都是模拟的，即它们是连续变化的值。自然界中有很多连续可变信号或简单的模拟信号，比如光、运动、声音、温度、压力等。

下图显示了一个典型的模拟信号。

与模拟信号的连续表示不同，数字信号在离散电平上变化。通常，数字信号中的离散电平只有两个值:ON和OFF。尽管自然界所有的物理信号都是连续的模拟信号，但将信号表示为离散值有其自身的优点。

传统和历史上，所有的电子设备都只处理模拟信息。但是，技术的发展已经导致使用数字信号易于处理，这种技术被称为数字信号处理。

电子电路与系统分类“，

信号处理可以使用各种半导体电子器件，如PN结二极管，双极结晶体管(BJT)，场效应晶体管(FET)等，结合无源元件，如电阻和电容来实现。

许多这样的电路相互连接，其中每个电路执行一个特定的任务，从而形成一个完整的电子系统或设备。基于上述对模拟信号和数字信号的理解，电子电路的设计可以以两种方式进行。它们是:

• 模拟电路
• 数字电路

模拟电路和数字电路是根据其处理的信号区分两种电子电路的经典方法。简单地说，模拟电路处理连续的模拟信号，而数字电路处理离散的数字信号。

现在，让我们用简单的例子来了解每种类型。

模拟电路

如前所述，模拟电路是一种电子电路，它使用模拟元件，如电阻、电容、二极管、晶体管等来处理模拟数据。

模拟电路可以很简单，比如将电阻组合成分压器，或将运放(内部包含晶体管)、电阻、二极管等组合成放大器。

下面是一个简单的模拟电路的例子。

这很简单放大器电路使用运放、电阻和电容来实现。通过为电阻和电容选择适当的值，可以在输出处获得显著的增益。

传统的阴极射线示波器(CRO)是一种能够检测和分析模拟信号的模拟器件。

数字电路

相反，数字电路也是一种主要使用数字技术构建的电子电路电子元件处理数字信号。在低电平，数字电路由晶体管、逻辑门(AND、NAND、NOT等)组成，在高电平，由微控制器和处理器组成。

所有数字电路都工作在二进制数字信号上，即只用两个电压电平来表示状态信号，即on或OFF。为了进行各种数字信号处理，所有数字电路都包含了快速开关器件，如二极管和晶体管，数字电路的一些重要功能是复用、解复用、存储、组合逻辑、顺序逻辑等。

下面是一个使用CD4017计数器IC构建的简单数字电路的例子。

这可能不清楚，但如果你看一下CD4017 IC的内部结构，你会发现它基本上是用与门、非门、反相器、触发器和缓冲器构成的。

所有的现代计算机即使是用模拟电子元件制造的，也都在数字领域工作。由于大部分的物理世界都是模拟的，模拟信号必须先转换成数字信号，然后计算机才能进行任何操作。

模拟电路与数字电路的区别

在这一点上，模拟电路和数字电路之间的区别可能很清楚，但为了便于理解，我们将它们的区别列成表格。