淺談模電與數電的區別與聯系

李浩亮?史婭楠

摘 要：進入21世紀以來，電子技術的發展突飛猛進，已漸漸滲透到我們生活中的各個方面。無論是以前的模擬電視，還是現在蓬勃發展的數字電視，都無一例外的離不開電子技術的進步。眾所周知，自然界中的物理量都是連續的，采用模擬電路處理連續信號，再經過后期的整流、放大、濾波等即轉化成我們所需要的信號。數字電路處理數字信號，需將連續信號轉化為高、低兩個電平狀態的數字信號。數字電路處理的速度快，精度高，近年來的發展勢頭不容小覷。但在數字電路占主導的舞臺上，模擬電路依舊扮演著重要的角色。

關鍵詞：模電；數電；定義；特點；區別與聯系

1 模擬電路與數字電路的定義

模擬電路主要處理模擬信號，如果輸入信號有一個微小的變化，輸出信號必有一個與之相對應的變化。數字電路主要處理數字信號，它的變化只有高、低電平兩個狀態，如果輸入信號發生一個微笑的變化，輸出信號一般不會立即發生變化，需要累積到一定值輸出端才會發生變化。

2 模擬電路與數字電路的特點

1.模擬電路的特點：

①處理模擬信號，模擬信號即在時間和幅值上均連續的信號。在一個信號周期內，模擬電路的電流和電壓保持持續變化。

②電路中元器件的動作方式為線性變化，如放大器。

③模擬電路是電子技術的基礎，應用十分廣泛。手機等電子產品的無線收發模塊都是模擬電路。自然界中的物理量均為連續量，連續信號的處理離不開模擬電路。

④輸出信號隨輸入信號的微小變化而變化。

2.數字電路的特點：

①處理數字信號，數字信號即在時間和幅值上均離散的信號。在一個信號周期內，數字電路的電流和電壓呈現脈沖變化。

②數字電路可對數字信號進行算數運算及邏輯運算。基本邏輯運算有與或非三種，復合邏輯運算有常用的與非、或非、與或非、異或等等。因此，它具有邏輯推理和邏輯判斷的能力。

③數字信號只有0、1兩種狀態，可用晶體管的飽和和截止分別表示，意味著其輸出量不隨輸入量的微小變化而變化，需累積到一定程度才發生變化，由此可以看出，數字電路實現簡單，系統可靠，不易受外界的影響而變化。

④數字電路的突出優點之一是集成度高，功耗低，速度快。用數字集成電路不僅縮小了體積，提高了生產技術，更推動了數字電路的發展。

3 模擬電路與數字電路的區別

簡單的來說，模擬電路和數字電路中信號的表達方式不同。自然界中許多物理量，如溫度、壓力等為連續變化，處理此種信號的電路為模擬電路。也有一種物理量，在時間和幅值上均不連續，處理此種信號的電路為數字電路。一個簡單的例子幫助我們理解，如對光照強度的感受，模擬電路可直接處理信號，輸出隨光照強度變化而變化，數字電路則將此信號經過抽樣、量化等一系列工作轉化為數字信號方可處理。由此總結區別如下：

1.工作的信號不同。模擬電路處理的是模擬信號，一般都具有連續變化的特點；數字電路則處理的是數字信號，它的變化總發生在離散的瞬間，數字信號通常用脈沖的有無來表示，有脈沖為“1”——高電平，無脈沖則為“0”——低電平。

2.電路的作用不同。模擬電路是通過放大器等元器件實現模擬信號的比例放大，其要求輸出信號盡量不失真；數字電路處理0、1兩種電平的信號，實現輸入輸出的數字量之間一定的邏輯關系。

3.分析方法不同。模擬電路通常采用圖解法和微變等效電路法，如負反饋放大器的框圖分析法，即把放大器分解成基本放大電路和反饋網絡兩部分；數字電路的主要分析方法在組合邏輯電路中有邏輯關系式，真值表等，在時序邏輯電路中有狀態轉換真值表，狀態轉換圖，卡諾圖等。

4.電流和電壓的變化方式不同。模擬電路中，電流和電壓是呈持續變化的；數字電路中，電流和電壓是呈脈沖變化的。

5.三極管的工作狀態不同。模擬電路中其作用是放大，這就意味著工作在放大區；數字電路中其相當于開關，這就意味著工作在截止區和飽和區，即“0”、“1”狀態。

4 模擬電路與數字電路的聯系

從我們可以直接看的到的層面上來說，模擬電路和數字電路的最直接聯系就是它們同屬于電子電路，只不過處理的信號不同罷了。對接觸過數電和模電的我們都清楚，數電是建立在模電的基礎之上，換句話來說，數字電路從根本上來說都是模擬電路。模擬電路處理模擬信號，數字電路處理數字信號，但自然界中多為模擬量，所以數字信號通常由模擬信號獲得，它是將模擬信號抽樣后數字化得到的。模擬電路和數字電路的諸多聯系總結如下：

1.它們的基本元器件大都相同，無論是模擬電路，還是數字電路，都是已三極管為基礎，不斷增加其他功能以實現復雜化。

2.數字電路是在模擬電路的基礎上發展而來，數字電路處理的數字信號也是由模擬信號經過采樣、保持、量化、編碼而來。

3.把模擬信號轉換為數字信號的轉換器稱為A/D轉換器，把數字信號轉換為模擬信號的轉換器稱為D/A轉換器。如果想要用數字電路處理模擬信號，那么在系統中置入A/D轉換器再輸入信號就可以了，反之，需要在系統中置入D/A轉換器。舉例來講，在自動控制系統中，被控制量，如溫度、壓力等均為連續量，經A/D轉換器轉換為數字量即可用數字電路進行處理。

參考文獻

1.王敏.模擬電路與數字電路的區別辨析[J].電子世界

2.張劍平.《模擬電子技術教程》.清華大學出版社

3.朱定華.《現代數字電路與邏輯設計》.清華大學出版社

4.岳怡.《數字電路與數字電子技術》.西北工業大學出版社

作者簡介

史婭楠（1995-），女，漢族，鄭州大學信息工程學院。

李浩亮，男，鄭州大學信息工程學院。