什麼是數字電路和模擬電路?請用通俗易懂的話告訴一個外行人,謝謝!

什麼是數字電路和模擬電路?請用通俗易懂的話告訴一個外行人,謝謝!


要搞清數字電路模擬電路,首先要搞清什麼是數字信號什麼是模擬信號。

隨處可見的自然信號都是模擬信號,模擬信號在時間上和取值上都是連續的,畫出來就是一條連續的曲線,可以完全地「模擬」自然信號。

數字信號在時間上和取值上都是不連續的。數字信號存在「採樣」,數字信號的值只能在採樣點變化。數字信號存在「量化」,數字信號的值只能取到一些不連續的固定值,比如只能取0,1,2,3,不能取到中間的1.1,1.2,1.428571……數字電路中使用的數字信號一般只能取0和1。

然後就簡單了,使用、處理模擬信號的電路,就是模擬電路;使用、處理數字信號的電路,就是數字電路。同時處理模擬和數字信號的電路(比如數模轉換器、數控振蕩器),被稱為數模混合電路,但是要強行二分歸類的話一般歸入模擬電路

至於用什麼原件搭的並不是重點。MOSFET、BJT 甚至真空電子管,都是既可以搭數字電路,又可以搭模擬電路。集成電路里更是把模擬電路和數字電路集成在同一塊晶元上,它們使用的原件基本是一樣的。常見的電路里一般絕大多數都是數字電路,因為大規模數字電路設計起來比大規模模擬電路容易太多太多了,所以模擬電路計算機很早就被淘汰了。現在的模擬電路一般集中在輸入輸出和電源模塊上,比如無線/有線收發機、時鐘生成電路、帶隙基準源等。而運算電路基本全部由數字電路完成。


模擬電路就是,去菜市場買半斤豬肉,小販一切一稱就賣給你了;數字電路就是,小販說對不起我們只有1斤這種規格的賣,你要麼不買要麼買1斤。(量化)

模擬電路就是,你錢包有RMB,豬肉也是按照RMB標價的;數字電路就是,你錢包里只有一些大大小小的金塊,小販說對不起,我們不收金塊,你得去找地方換。(模數轉換)

模擬電路就是,你要把半斤豬肉帶回家,一路上漫天都飛著蒼蠅,這些蒼蠅要麼來從你的豬肉上啃下來一小塊,要麼還給你送來一小塊粘在上面,回家一看,半斤豬肉要麼變成了六兩要麼變成了四輛;數字電路就是,你要把被迫買的1斤豬肉帶回家,同時你也學會了小販的風格,跟蒼蠅說,你要麼把整塊豬肉都拿走,要麼拿整塊豬肉來,蒼蠅照做了,但是蒼蠅體力有限,回家發現買的1斤豬肉沒多也沒少。(數字信號抗擾性高)

模擬電路就是,你想把豬肉做成臘肉放起來,於是用鹽腌上,往罐子里一放就搞定了;數字電路就是,你發現居然還要用加法器來加鹽,然後要用存儲器來放腌肉,同時你發現同樣是加鹽,你可以選擇帶不帶進位,同樣是存儲,你可以選擇永久存儲或者睡一覺醒來腌肉就不見了的存儲方法,於是你腦洞很大的開發了很多種腌肉的方法。(模擬信號和數字信號處理器件不同,數字信號處理更靈活多變)


配合樓上幾位答案, 概括一下大致如此:

模擬電路:

數字電路:


你的身高是模擬的

你今年幾歲是數字的

你穿的褲子顏色是模擬的

你鞋子的尺碼是數字的

你演講時發出的聲音是模擬的

你說普通話的聲調是數字的

……

模擬電路就是處理模擬問題的電路

數字電路就是把模擬問題轉化為數字問題後進行處理的電路


前提

1、我們需要用數字幫助我們度量這個世界。

2、這個世界不是數字的,萬物總是模擬的。

3、有一種物質是半導體,可以在導電和不導電之間變化,並且可以被控制,瞬間一些模擬的東西都有了潛在變成數字的可能性。

萬物如何變為數字?

通過感測器,比如溫敏電阻、光敏電阻等等,把萬物變為電信號,然後利用半導體組成的非常複雜的電路變為數字的信號。

為什麼要有模擬電路?

因為信號可能有雜波,幅度可能不合適,需要通過一定的電路對萬物進行預先處理,然後才能轉為數字信號。

為什麼要有數字電路?

數字電路就是計算機的本質,把萬物數字化,而後邏輯的分析處理之。

萬物就是模擬的信號,我們的五官就是模擬電路,我們的大腦就是數字電路。

一匹馬的圖像不過是反射各色光線,只是一些雜亂信號。人眼將這些信號進行預處理並通過神經系統傳輸到大腦。大腦根據一些原理想像出「馬」的概念。


開車,騎車走這個感受下:模擬電!

開車騎車感受下這個:數字電!

再來個這個:

雜訊有木有。圖片都是百度搜索來的,圖片有水印出處。


世界原本都是模擬的,所以數字電路本質上也是解決模擬的問題的。

現在要解決同一個問題,把一張紙對摺,有兩種方法。

模擬的做法是,拿著兩條邊對齊,再壓平;觀察是否對齊來調整摺痕位置,這是模擬電路中常用的反饋。

數字的做法是,量出長度,算出這個數除以2的商,找到位置折一下。

模擬的做法不需要尺一類複雜的工具(不需要AD/DA),但是能完成的操作有限,精度與你看對齊看得準不準有關。

數字的做法需要工具更多,能完成更多想要的操作,操作精度和尺的精度和除法計算精度有關。量出長度後還可以把這個數記在筆記本里以後用。

至於具體實現的差異其實也不大。

用尺量到的十進位數字,讀尺的讀數、筆算除法都是從高到低一位一位做的,每一位數字可能有0~9十種情況;在數字電路中用二進位,每一位就只有0和1兩種情況;而模擬電路需要考慮工作範圍內所有值。

你考慮是只考慮兩個值,電路實際還是會處理所有值。一個數字非門也可以當一個模擬反相放大器用,不過兩者性能評價標準不一樣,要設計高質量的電路還是要考慮到底是用來做非門和反相放大器的。


模擬電路是:你想點這一個燈,又恰好有一台自行車發電機,於是你不停的騎啊騎,騎的快點,燈就亮,你看書就舒服,騎的慢點,燈就暗,你就看不清了。

數字電路是:你終於騎的快累趴下了,於是你驚訝的發現,燈旁邊有一個小小的開關,你往上撥燈就恆亮,你往下撥燈就恆滅。

外行人會問:那數字電路比模擬電路高級啊,~~~。

但是假如,電廠倒閉了,你又得把蒙上一層灰的發電自行車從庫房裡拉出來,但這回你怎麼也不想自已去蹬了,於是,你把自行車的轉軸延長出來,加上一個繩子,又偷了一頭驢,讓他發電。

但是,驢有驢的脾氣,它跑的一會快一會慢,燈也是一會亮,一會暗,於是外行人又在轉軸上加了點秤砣,讓驢跑不了太快,又給驢很好的養護,讓它甘心快跑,於是你的燈,又可以一亮一滅了。


模擬是連續量變化,幾十個晶體管,反覆調整狀態,電壓基準,線性度,雜訊等等。數字是邏輯設計,幾乎不考慮底層晶體管,從門級開始考慮到整個CPU系統,編解碼,演算法,主要關注可綜合性,面積,時序。

外行?

模擬電路是衡量你吃多少飯才能飽。數字電路只關心你吃沒有,這樣可以吧?


電信號是目前人類經常使用的一種信息載體,我們可以將自然界或人為產生的信息通過電磁感應、光電感應等物質之間的相互作用將信息感應到電信號這種載體上,以電信號代表這些信息。而自然界或人為產生的信息很多都是連續變化的,通過各種相互作用後採樣成的電信號大多也是以連續變化的形式體現的,把這種採樣轉變而成的連續電信號就稱之為模擬信號,如果使用儀器觀察這些信號的話就是一種連續的有各種幅度、頻率的曲線,這些幅度或頻率就是這種電信號承載的信息。這些模擬電信號如果我們設計電路來加工它的時候,並沒有精確地量度、量化成數字形式記錄,電路里使用各種元件都是盡量去保持其原本的曲線(可以線性地放大縮小,當然,所謂線性一般很難達到,受限於使用的元件),這種設計電路的方式就是模擬電路設計方式。關鍵的是,我們沒有在一開始就精確對電信號進行數字形式的量化,在後繼加工環節也沒有精確量化,而是盡量重現。這種電路的弊端就是容易受到外界干擾和自身元器件老化或多件產品元器件電氣特徵不一樣的干擾。

數字電路其實在最前端與模擬電路一樣都是採樣,採樣的也是模擬電信號,但是,採樣後的模擬電信號馬上就進行精確度量,將度量值以數字形式記錄,在隨後的電路處理中,根據採用的數字的進位(不一定非要是二進位,只是目前大多以二進位數字記錄)不同,再用不同區間的電平值(大多是電平,但也不是說非要是電平)來代表這些數字(比如0伏到2.4伏代表數字0,2.5伏到5伏代表1,以此類推,這些電平區間一般都有標準來確定),剩下的電路不再去處理連續的電信號了,而只處理這些代表數字的電平信號,這就是數字電路方式了。有些亂,見諒。


數字就是離散的(不連續的)比如0和1,中間不會有0.1,0.2等這些狀態,計算機處理的就是0101這些信號。

模擬就是隨時間連續變化的,一段時間內的正弦波信號,任意時間點都有一個具體的值。處理這種信號的就是模擬電路...


玩過土電話嗎 這就是 模擬信號

手機就是數字信號

模擬信號是自然而然的傳遞 聲帶振動 發出聲音 引起固體 麻線的震動 震動傳到另外一頭 引起空氣震動 耳膜接收到空氣震動 你聽到聲音了

手機 數字信號 根據 你發出的聲音 用0101010101來標記 這叫數模轉換 用0和1作為你的聲音的記號 。然後把這一串用數字來標記的信號送到接收端 接收端在根據這串數字 來播放聲音 這又是數模轉換

有沒有使用數字元號來作為信號的描述標記符號 是明顯的不同


過去照相用底片記錄相片,這就是模擬;現在用sd卡記錄,這就是數字。

為什麼要數字化,因為我們要用計算機輸入,處理,保存這些圖像,聲音,文字,信號。而計算機只知道0和1,以及處理程序(演算法),所以我們必須把整個世界都數字化了,計算機才能感知這個世界。

數字化,其實就是用0和1,通過儘可能提高採樣率,來儘可能數字化這個世界。比如相機裡面的cmos,像素從幾十萬提高到目前的幾千萬,都是要儘可能詳細地數字化我們看到的圖像。


模擬電路,你可以通過波形看出電平的高低,可以直觀判斷輸出會怎樣。而數字電路的波形只表示某個量被數字化的二進位表示,不轉換為確切的數值,無法判斷輸出。

正如如何表達你,一個是畫個畫,這個畫就是模擬,再一個是用表格告訴別人,***,年紀,性別,圓臉,黑色,175cm,80kg,……這就是數字


首先你應該知道,你周圍接觸的東西基本上都是數字電路,像你的手機,電腦等等。

下面我來解釋一下什麼是模擬信號和和數字信號。如果抽象理解的話,模擬信號是連續的,而數字信號是離散的。說的簡單粗暴一些,自然界的信號基本上都是模擬的,而儀器經過抽樣的信號基本都是數字的。因為我們的肉眼不能直觀的看出自然界的信號,所以就需要用儀器轉化成我們能夠識別的東西,因此數字電路的應用很廣泛。

但是模擬電路又有什麼用呢?

模擬電路是最底層的東西,比如說數字電路中的與門,或門,非門都是需要模電的技術搭建的,比如說TTL電路或CMOS電路。

模電入門比較難,比如射頻工程師非常稀缺,而數電入門相對簡單,但是想要弄出成果都很難,所以還是好好學吧!


所謂模擬電路,就是經過該電路處理後儘可能模擬輸入信號的波形。

所謂數字電路就是把輸入信號數字化(二進位)再處理


數學電路是信號,模擬電路中電的屬性比如電能,電生磁,電解,等


就好比你聽彈鋼琴和聽拉小提琴的區別吧


電路是指用導線和電子部件組成的具有一定功能的迴路。數字電路是指傳輸、處理、存儲數字信號的電路;模擬電路是指傳輸、處理、存儲模擬信號的電路。


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