模擬電路與數字電路區分及實用知識

文/范舒顏

在現有電力系統領域，應用較大的電路系統主要模擬電路及數字電路。結合現有電子電路發展方向而言，數字電路替代模擬電路是必然趨勢。而根據現有應用情況統計，模擬電路與數字電路的應用比例為1:5；而相反，模擬電路故障發生率與數字電路的故障發生率比值為5:1。對于此，分析模擬電路與數字電路的區別，并對其技術知識進行分析掌握，可對正確應用以上兩種電路及確保其運行安全并減少故障率具有積極意義。

1 關于模擬電路與數字電路的特點及分析

1.1 模擬電路的特點及分析

關于模擬電路，即用來對模擬信號進行傳輸、變換、處理及放大、測量等工作的電路，該類電路屬于電子電路的基礎，其主要有放大電路、信號運算及處理電路、振蕩電路等組成。而對于數字電路而言，其主要是采用數字信號完成對數字量進行算術運算及邏輯運算的電路。根據目前情況，數字電路已占有現有電子電路的絕大部分。但從實際應用來講，近些年，隨著模擬信號傳輸與處理技術的發展，提高了模擬電路的功能，進而也帶動了模擬電路的應用。如現有工業生產所用的調頻收音機、功率放大器等，均屬于模擬電路應用的實例。結合以上說明，對于模擬電路而言，特點主要有以下幾個：

（1）函數取值無限多，且當圖像信息變化后，其信號波形也會發生相應的改變，即模擬信號待傳播信息包含在波形之中。

（2）模擬型號具有連續性。具體波形圖如圖1所述。

1.2 數字電路及其特點分析

對數字電路來講，其兼并算術運算及邏輯處理能力，且相對于模擬電路而言，其穩定性強、邏輯計算能力強等特點，可以用于現有智能控制領域，可滿足現有工業生產對設備自動化控制額要求。

具體來講：

（1）數字電路具有算術運算及邏輯運算兩種功能；即數字電路主要以二進制邏輯代數為數學基礎，采取二進制數字信號實施算術就邏輯運算，進而表現出較強的適應性及應用范圍廣等特點。

（2）系統簡單可靠；如由于采用以二進制為基礎進行數字邏輯電路，運行可靠性強，且溫度及工藝偏差等因素對其的運行影響相對模擬電路要小。

（3）具有較高的集成性及體積小。相對于模擬電路，在現有工業應用中，數字電路替代模擬電路將是一種趨勢，也是技術發展需要。

2 模擬電路與數字電路的區別與聯系討論

2.1 模擬電路與數字電路的區別及討論

從信號處理上講，對于模擬電路而言，其主要處理模擬信號，而數字電路，其主要處理數字信號。即模擬電路是關于時間的函數，其屬于連續變量，而數字電路所處理的數字信號則為離散性的。具體來講，模擬電路所處理的模擬信號不隨時間域、值域的變化而變化，其信號均是連續的，如語音信號等。而對于數字信號而言，其信號是不斷變化的，信號處理包括了采樣、量化及編碼等程序。舉例來講，如語音信號，可通過調幅使信號的幅度越來越大，即可以通過電信號的幅度模擬語音的強弱。而對于數字電路而言，其信號傳輸采用編碼的形式進行，即每一種聲音大小將對應一種編碼，無論采樣頻率高低，其信號傳輸需通過高采樣頻率彌補才可與原始頻率一致。一般情況下，電路會受到器件及材料等物理因素限制導致擾動發生，形成噪聲。如果是外部原因所造成的擾動就稱之為干擾，干擾是存在規律性的，能夠有效減少甚至消除。

2.2 模擬電路與數字電路的聯系及討論

對于模擬電路而言，結合現有應用情況，其主要為數字電路供給電源并完成執行機構的執行。如在模擬電路及數字電路中，對模擬信號所執行的如放大、濾波及限副等，也可對數字信號進行操作。同時，從數字電路工作原理而言，其電學原理與模擬電路基本一致，但數字電路的設計目標是用來處理數字信號，如果強行引入任意模擬信號而不進行額外處理，則可能造成量化噪聲。而此外，從功能應用角度來看，模擬電路與數字電路都能為集成電路板提供隔離穩壓電源與穩壓器電路功能，它們通過串聯形式存在于負載檢測電阻的兩端，且兩端基準電壓源都在100m以上。另外，從現有集成電路構成上講，集成電路板包括模擬電路與數字電路兩部分構成，而同時，為保障其功能及應用效果，集成電路在包含以上兩部分的同時，還包括了專門技術控制單元與MOS柵極電荷泵，它能夠實現過流檢測功能、自動復位電路功能，對設備的故障狀態指示與輸入控制單元進行分析，在一些電源總線電路斷路器、電源短路保護器以及過熱保護器等電氣元件及電路控制中具有積極的應用價值。

圖1：模擬電路信號傳播波形圖

3 結束語

綜合以上分析，電子信息技術是未來的發展方向，而數字電路與模擬電路的應用將對電子信息技術的發展提供基本保證。而由于數字電路的優越性及可靠性，在現有電路控制中具有積極優勢，但該技術在功能及技術上也存在一定局限性。對于此，為確保工業生產自動化發展，進行電路設計時應靈活應用數字電路及模擬電路，以使其完美融合，以實現對電器設備的有效控制及保證其運行可靠目的。