浅析模拟电子技术与数字电子技术的比较分析

时间:2024-09-08 13:06:38 电子信息工程毕业论文 我要投稿
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浅析模拟电子技术与数字电子技术的比较分析

  模拟电子技术是计算机基础理论的一个重要组成部分,是计算机科学与技术系的重要学科基础课。模拟电子技术是一门研究对仿真信号进行处理的模拟电路的学科。数字电子技术主要研究各种逻辑门电路、集成器件的功能及其应用,.逻辑门电路组合和时序电路的分析和设计、 集成芯片各脚功能。

  摘要:信息电子技术在人们日常生活和生产工作中的应用越来越广泛,其中数字电子技术和模拟电子技术是其两个主要发展方向。在应用的过程中,不同产业会根据实际需求结合成本考虑来合理的选择信息电子技术,无论是模拟电子技术还是数字电子技术,其发展前景都十分广阔。基于以上,本文简要对比分析了模拟电子技术和数字电子技术,旨在进一步促进信息电子技术的发展和应用。

  关键词:信息电子领域 数字电子技术 比较分析 模拟电子技术

  一、电路信号形式比较

  模拟电路有着造价成本低、技术成熟等优势,但需要注意的是,其技术原理相对简单,在应用的过程中,其信号的传递很容易受到噪声影响,这是制约模拟电子技术进一步发展和应用的缺陷,使得模拟电子技术的应用范围局限于低端应用。

  大多电路对信号传播精度要求较高,为了满足这种传输精度要求,充分发挥数字电子技术应用功能,其一般选择的高端电子电路,但也正因为如此,相较于模拟电路来说,数字电路的造价成本更高,在高端设备中应用广泛。

  二、模拟电路与数字电路的精确度比较

  相较于模拟电路来说,数字电路的精确度大大提升,这是模拟电子技术与数字电子技术最本质的区别之一。举例来说,假设用模拟电路来实现简单的数学计算器,设计电路如图1所示。

  在图1所示的电路中,电阻R1和R2相等,给A点计入3V电压,给B点计入5V电压,则图1中C点电压为(5+3)/2=4V,完成电路的求平均值操作,如果用1V来表示1,计算出平均值为1,如果用1mV表示1,则计算出的平均值为4000。利用电阻电容及晶体管等元器件特性能够设计出许多类似模拟电路,从而可以完成四则运算、开方、平方等众多复杂运算。但需要注意的是,在实际应用模拟电路的过程中,电路工作并非处于理想环境下,很多误差不能避免,例如在图1所示的电路中不能保证R1与R2的完全一致,导线也存在电阻,因此通过模拟电路计算出的结果很可能与实际值出现偏离,导致误差出现,如果模拟电路十分复杂,则这种误差会逐渐积累,越来越大。

  从本质上来讲,数字电路是相对于模拟电路来说的,其本身就是一种特殊的模拟电路,数字电路采用二进制数来运算,能够代表电子器件两种确定的状态,例如开关状态、亮灭状态等。以数字电路中常见的二进制数字表示方式TTL电平为例,规定+5V电压为高电平,代表数字“1”,规定0V电压为低电平,代表数字“0”,而在实际应用中,这种表示并非绝对精确,>2.4V的电压都视为高电平,用数字“1”表示,<0.4V的电压都视为低电平,正是因为这种特点,并不需要准确的控制电压就能够精确的表示错想要的数字,在计算的过程中,相较于模拟电路来说,计算的精确性大大提升[3]。

  三、模拟电路与数字电路的区分

  模拟电路与数字电路区分示例如图2所示。对于模拟电路来说,其放大器图形为三角形,采用正、负双电源供电的方式,电源电压在5V以上,通过反馈电阻来连接输入与输出;对于数字电路来说,其采用单电源供电方式,电源电压一般为3.3V或5V,逻辑图形为长方形,不同的逻辑门有着相对应的标准图标,识别容易。此外,对于分立元件来说,可以通过偏置电路来进行识别,数字电路没有设置偏置电路。模拟电路中偏置电路公式为:

  临界基极偏置电阻Rb(cr)=β(Rc+R’L)

  临界集电极-发射极偏置电压Uce(cr)=Ucc/(2+Rc/RL)

  输出电压摆幅Uommax=Ucc/(2+Rc/RL)

  四、结语

  综上所述,两相比较而言,模拟电子技术和数字电子技术各有优势,前者电路简单,使用方便,造价较低,在低端设备中应用效果良好;后者电路高端,造价较高,性能优良,在高端设备中应用效果良好。因此,在实际应用的过程中,需要结合二者优势分析,考虑自身实际情况和具体要求,合理的进行选择。在未来的发展中,作为信息电子技术领域两个重要的发展方向,模拟电子技术和数字电子技术都有着广阔的发展前景,二者都需要进行积极创新,弥补自身劣势,拓展应用领域,提升应用效果。

  参考文献:

  [1]张婷婷.数字电子技术的实际应用探讨[J].产业与科技论坛,2014,20:52-53.

  [2]秦昌潜.数字电子技术与模拟电子技术的区别与应用[J].数字技术与应用,2015,06:212.

  [3]冀炜,于富尧,常思安,王雨龙,李梦茹.模拟电子技术与数字电子技术的对比分析[J].通讯世界,2016,07:266.

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