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模拟电路的概述以及与数字电路之间的区别

助工
2020-01-12 21:15:44    评分

模拟电路是指用来对模拟信号(指连续变化的电信号)进行传输、变换、处理、放大、测量和显示等工作的电路。它是电子电路的基础,主要包括放大电路、信号运算和处理电路、振荡电路、调制和解调电路及电源等。无论是学习硬件设计,还是其中的高速PCB设计,模拟电路都是大家需要掌握的必备知识。

模电本身是一个非常复杂的学科,而模电课程只是其中最基础的东西。模拟电路(Analog Circuit)的含义是处理模拟信号的电子电路。自然界中绝大多数信号都是模拟信号,它们有连续的幅度值,比如说话时的声音信号。

模拟电路可以对这样的信号直接处理(当然需要先转换成电信号),比如功放能放大声音信号,广播电台能将模拟的声音信号、图像信号进行发送。甚至可以认为,所有电路的基础都是模拟电路(即使是数字电路,其底层原理也是基于模拟电路的)。其重要性不言而喻。由于数字电路、可编程器件的迅速发展,体现了很多优越特性。很多电子设备都慢慢数字化,但始终还是离不开模拟电路。

目前模拟电路中最重要的器件,则非半导体器件莫属。最基本和常用的半导体器件有二极管、三极管、场效应管和运算放大器。二极管的作用很多,如普通二极管可用于整流,发光二极管可用于指示灯和照明,稳压管可进行稳压,变容二极管可用来进行信号调制等。模电课程中,涉及到二极管的部分相对比较简单,而场效应管的很多特性类似三极管,所以常以三极管或运放为主体进行讲解。

模拟电路是处理模拟信号的电路;数字电路是处理数字信号的电路。

模拟信号是关于时间的函数,是一个连续变化的量,数字信号则是离散的量。因为所有的电子系统都是要以具体的电子器件,电子线路为载体的,在一个信号处理中,信号的采集,信号的恢复都是模拟信号,只有中间部分信号的处理是数字处理。具体的说模拟电路主要处理模拟信号,不随时间变化,时间域和值域上均连续的信号,如语音信号。而数字信号则相反,是变化的,数字信号的处理包括信号的采样,信号的量化,信号的编码。

模拟电路的概述以及与数字电路之间的区别

举个简单的例子:要想从远方传过来一段由小变大的声音,用调幅、模拟信号进行传输(相应的应采用模拟电路),那么在传输过程中的信号的幅度就会越来越大,因为它是在用电信号的幅度特性来模拟声音的强弱特性。

但是如果采用数字信号传输,就要采用一种编码,每一级声音大小对应一种编码,在声音输入端,每采一次样,就将对应的编码传输出去。可见无论把声音分多少级,无论采样频率有多高,对于原始的声音来说,这种方式还是存在损失。不过,这种损失可以通过加高采样频率来弥补,理论上采样频率大于原始信号的频率的两倍就可以完全还原了。

数字电路的电平都是符合标准的,模拟电路就没有这样的要求了。关于模拟电路的10个小常识:1、高频电路中,必须考虑PN结电容的影响(正向偏置为扩散电容,反相偏置为势垒电容)。

2、在高密度的场合下,由于收发信号挨在一起,很容易发生串扰,这在布线时要遵守3W原则,即相邻PCB走线的中心线间距要大于PCB线宽的3倍。在插卡设备,接插件连接的位置,要有许多接地针,提供良好的射频回路。3、去耦电容:输出信号电容接地,滤掉信号的高频杂波。旁路电容:输入信号电容接地,滤掉信号的高频杂波。交流信号针对这两种电容处理为短路。

4、二极管在从正偏转换到反偏的时候,会出现较大的反向恢复电流从阴极流向阳极,其反向电流先上升到峰值,然后下降到零。5、差分式放大电路只放大差模信号,抑制共模信号。利用这个特性,可以很好的抑制温度等外界因素的变化对电路性能的影响。具体的性能指标:共模抑制比Kcmr。

6、放大电路的干扰:1、将电源远离放大电路2、输入级屏蔽3、直流电源电压波动(采用稳压电源,输入和输出加上滤波电容)。7、电压、电流反馈判定方法:输出短路法,设RL=0,如果反馈信号不存在,为电压反馈,反之,则为电流反馈。

8、串联、并联反馈的判定方法:反馈信号与输入信号的求和方式,若为电压形式,则为串联反馈,若为电流形式,则为并联反馈。9、电接口设计中,反射衰减通常在高频情况下变差,这是因为带损耗的传输线反射同频率相关,这种情况下,尽量缩短PCB走线就显得异常重要。10、负反馈放大电路的四种组态:电压串联负反馈(稳定输出电压),电压并联负反馈,电流串联负反馈(稳定输出电流),电流并联负反馈。




助工
2020-01-12 22:50:30    评分
2楼

这是重点吧? --- 模拟电路是处理模拟信号的电路;数字电路是处理数字信号的电路。



工程师
2020-01-12 22:52:40    评分
3楼

两者区别应该是挺明显的,特别是数字电路,只认0、1


助工
2020-01-12 23:01:42    评分
4楼

模拟电路,我觉得比数字电路好玩,更直接“接近“真实世界。


助工
2020-01-13 21:32:57    评分
5楼

模拟电路的信号实在是不好处理


助工
2020-01-18 16:42:45    评分
6楼

谢谢分享


助工
2020-01-19 14:39:14    评分
7楼

学习一下


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