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電子學/類比電路

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正如稍後解釋的那樣,數字訊號在任何一個點只能取兩個值中的一個。然而,模擬訊號可以在一個範圍內取任何值。在現代電子學中,許多傳統的類比電路正被數字積體電路所取代,原因有很多

  • 降低成本
    • 數字積體電路可以程式設計,這意味著許多不同的類比電路都可以用同一個積體電路來替換,從而降低成本。例如,同一個數字訊號處理器晶片可以替換許多不同的模擬濾波器。
    • 數字積體電路可以輕鬆擴充套件,將多個功能放在同一個晶片上。例如,一個數字訊號處理器晶片同時替換多個模擬濾波器。
    • 數字積體電路可以在不修改電路的情況下重新程式設計,從而簡化原型設計和現場升級。
  • 提高通用性
    • 數字積體電路可以在執行時任意更改其設定,這些設定甚至可以透過軟體更改。類比電路中的等效電路可能需要昂貴而複雜的開關技術。
  • 數值精度:一旦訊號被轉換為數字資料,失真和電路噪聲就不再是一個重要的問題。一個由數位電路驅動(如石英振盪器和計數器)的廉價現代手錶比任何模擬或機械鐘錶都要精確。
  • 易於儲存:數字資料一旦記錄下來,就不會像模擬資料那樣容易降級。

數位電路在沒有模擬模擬的情況下也變得越來越普遍,例如計算機。雖然模擬計算機存在,但它們的效用與之相比受到嚴重限制。

類比電路在許多功能方面仍然更適合。一個重要的類別是介面。數位電路在接收和傳送訊號方面通常不如類比電路。

  • 一種常見的數字介面,差分線,需要類比電路才能正常工作。接收器必須透過計算兩條線之間的模擬差來濾除共模干擾。大多數數字介面設計為模擬,只有少數傳統介面(效能較差)使用完全數位電路。
  • 許多無線電訊號的頻率太高,無法與現有的數位電路一起工作。無線電調製器、解調器、混頻器、發射器和接收器仍然是模擬的。有些訊號甚至頻率太高,無法由任何型別的電晶體電路有效放大,例如微波訊號,它們仍然使用真空管進行傳輸。
  • 訊號必須在轉換為數字之前進行調節,以避免混疊:模擬濾波器會去除訊號中不需要的部分。
  • 許多裝置,如顯示器,需要模擬控制。即使是液晶顯示器也需要類比電路,儘管它們不需要像陰極射線管類比電路那樣複雜。
  • 音訊裝置需要類比電路。揚聲器必須由模擬訊號驅動,麥克風產生模擬訊號。麥克風訊號必須在轉換為數字之前進行調節,這通常需要複雜的類比電路,例如前置放大器、壓縮器和濾波器。
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