對(duì)于數(shù)電模電這兩門功課,在大學(xué)課堂中有的學(xué)校先數(shù)后模有的先模后數(shù),當(dāng)然也有的同時(shí)開(kāi)設(shè)。其實(shí)愛(ài)好電子技術(shù)的小伙伴們,我給大家的建議是先學(xué)習(xí)模電再學(xué)習(xí)數(shù)電。
這是有其中的緣由的,數(shù)電重點(diǎn)是對(duì)一些元器件的認(rèn)知理解,而先學(xué)習(xí)模電能夠更好的對(duì)數(shù)電的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理得到了解,這樣學(xué)習(xí)起數(shù)電來(lái)就更容易上手了,下面我們來(lái)開(kāi)始今天的學(xué)習(xí)吧,如何學(xué)習(xí)模電,重點(diǎn)介紹了5個(gè)學(xué)習(xí)方法。
模電到底是什么?
模電的定義為,信號(hào)在時(shí)間和數(shù)值上都是連續(xù)變化的信號(hào)。只看原理是枯燥無(wú)味的,我們通過(guò)聽(tīng)音樂(lè)的方式來(lái)理解它,聽(tīng)音樂(lè)以前是通過(guò)塑料唱片來(lái)聽(tīng)的,這種唱片中記錄的信號(hào)隨著暢軸的轉(zhuǎn)動(dòng)引起唱針的振動(dòng)而發(fā)出不同的聲音。如圖我們把時(shí)間設(shè)為X軸,數(shù)值設(shè)置成Y軸,隨著時(shí)間的變化,Y軸的數(shù)值也不斷變化著,而每一個(gè)時(shí)間點(diǎn)都對(duì)應(yīng)著一個(gè)數(shù)值,整體形成了一曲線。
數(shù)電到底是什么?
數(shù)電其實(shí)就是以二進(jìn)制為表現(xiàn),0和1是數(shù)電的全部數(shù)值,圖最為直觀下面請(qǐng)看圖吧。
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。
因?yàn)樗械碾娮酉到y(tǒng)都是要以具體的電子器件,電子線路為載體的,在一個(gè)信號(hào)處理中,信號(hào)的采集,信號(hào)的恢復(fù)都是模擬信號(hào),只有中間部分信號(hào)的處理是數(shù)字處理。具體的說(shuō)模擬電路主要處理模擬信號(hào),不隨時(shí)間變化,時(shí)間域和值域上均連續(xù)的信號(hào),如語(yǔ)音信號(hào)。而數(shù)字信號(hào)則相反,是變化的,數(shù)字信號(hào)的處理包括信號(hào)的采樣,信號(hào)的量化,信號(hào)的編碼。
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。可見(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)加高采樣頻率來(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。數(shù)字電路的電平都是符合標(biāo)準(zhǔn)的,模擬電路就沒(méi)有這樣的要求了。
模擬電路和數(shù)字電路之間的聯(lián)系
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。在模擬電路和數(shù)字電路中,信號(hào)的表達(dá)方式不同。對(duì)模擬信號(hào)能夠執(zhí)行的操作,例如放大、濾波、限幅等,都可以對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行操作。
事實(shí)上,所有的數(shù)字電路從根本上來(lái)說(shuō)都是模擬電路,其基本電學(xué)原理,都與模擬電路相同?;パa(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體就是由兩個(gè)模擬的金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)管構(gòu)成的,其對(duì)稱、互補(bǔ)的結(jié)構(gòu),使它恰好能處理高低數(shù)字邏輯電平。不過(guò),數(shù)字電路的設(shè)計(jì)目標(biāo)是用來(lái)處理數(shù)字信號(hào),如果強(qiáng)行引入任意模擬信號(hào)而不進(jìn)行額外處理,則可能造成量化噪聲。在一組離散的時(shí)間下表示信號(hào)數(shù)值的函數(shù)稱為離散時(shí)間信號(hào)。因?yàn)樽畛S龅降碾x散時(shí)間信號(hào)是模擬信號(hào)在時(shí)間上以均勻(有時(shí)也以非均勻)間隔的采樣。而"離散時(shí)間"與"數(shù)字"也經(jīng)常用來(lái)說(shuō)明同一信號(hào)。離散時(shí)間信號(hào)的一些理論也適用于數(shù)字信號(hào)。
如何實(shí)現(xiàn)模擬和數(shù)字電路的功能
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)。
應(yīng)用
模擬電路幾乎覆蓋整個(gè)電子領(lǐng)域,任何一個(gè)電子線路的功能實(shí)現(xiàn)都會(huì)涉及到模擬電路。數(shù)字電路與數(shù)字電子技術(shù)廣泛的應(yīng)用于電視、雷達(dá)、通信、電子計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、航天等科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。模擬電路的設(shè)計(jì)通常比數(shù)字電路更為困難,對(duì)設(shè)計(jì)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(yùn)算,其設(shè)計(jì)過(guò)程的自動(dòng)化程度低于數(shù)字電路。
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原文標(biāo)題:掌握這六點(diǎn),原來(lái)學(xué)習(xí)數(shù)電和模電這么簡(jiǎn)單!
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