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模電和數(shù)電打了一架,結(jié)局萬萬沒想到

發(fā)布人:電巢 時(shí)間:2022-11-13 來源:工程師 發(fā)布文章

# 推薦語 #


模電、數(shù)電之間積怨已深,因?yàn)闋庯L(fēng)吃醋,兩人吵了起來。


它們?cè)诔呈裁茨???qǐng)往下看...


村里有個(gè)小伙叫“模電”,濃眉大眼,身高力壯,村里的大事小情都要找他。



引得眾多小mm紛紛拜倒在他腳下,那可真是風(fēng)光無限。



不料,好景不長,某天不知從哪里來了個(gè)叫“數(shù)電”的帥哥,雖然沒有八塊腹肌,但是能掐會(huì)算,口齒伶俐,還能變個(gè)魔術(shù)。



從此后,村里但凡有大事,都會(huì)去找數(shù)電,只是在需要干力氣活的時(shí)候才會(huì)想起“模電”。



眾mm也紛紛離開了“模電”,競(jìng)相向“數(shù)電”獻(xiàn)殷勤。




“模電”心生嫉妒,但知道自己頭腦差,也只能默默咽下這口氣。



可是,有一天,“模電”發(fā)現(xiàn)自己最后的粉絲“電源”mm也跑去給“數(shù)電”暗送秋波,積攢了多時(shí)的怨氣終于爆發(fā)了。


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模電把數(shù)電堵在村口,吵起來了。



數(shù)電:我比你更能抗干擾。

模電:我比你的精度高。

數(shù)電:我可以實(shí)現(xiàn)各種算法。

模電:我可以實(shí)現(xiàn)無線通訊。

數(shù)電:沒有我,電子行業(yè)還得倒退幾十年呢。

模電:沒有我,你還只能生存在各種數(shù)字公式當(dāng)中。



……


村里的長老ASIC終于看不下去,喊了一句:“吵什么吵,都跑到我肚子里去?!惫緡5囊宦暎k姾蛿?shù)電都混合在ASIC體內(nèi),兩人合體了。




ASIC深思片刻說:你們倆,其實(shí)長得很像啊。

模電和數(shù)電異口同聲道:我才不像它呢。

ASIC捋一捋胡須,說:好吧,讓老納一一道來。





01


晶體管 VS 二進(jìn)制數(shù)


模電里面的二極管、三極管(開關(guān)狀態(tài))、晶閘管,分別對(duì)應(yīng)數(shù)電的二進(jìn)制數(shù)0和1。


02


放大器 VS 乘法/移位器


模電里的放大器就是把信號(hào)放大N倍,對(duì)應(yīng)數(shù)電里面的乘法,當(dāng)然如果乘的系數(shù)是2的多少次方,就可以用左移位來實(shí)現(xiàn)。而衰減器就對(duì)應(yīng)著除法/右移了。


03


負(fù)阻振蕩器 VS 環(huán)形振蕩器


模電里面經(jīng)常需要輸出一路正弦信號(hào)(如本地振蕩),這就可以用電容/電感三端式振蕩來實(shí)現(xiàn),但是由于晶體輸出的頻率穩(wěn)定性更高、且具有溫度補(bǔ)償?shù)墓δ埽瑢?shí)際工程用晶體振蕩器居多。



而在超高頻的應(yīng)用領(lǐng)域中,常常使用負(fù)阻振蕩器(輸出的頻率更高)。



那么,數(shù)電則需要輸出一路方波(如時(shí)鐘信號(hào)),這路方波可以通過正弦信號(hào)整形來獲得,而在超高速的應(yīng)用領(lǐng)域中,常常使用環(huán)形振蕩器。


04


模擬上/下變頻 VS 數(shù)字上/下變頻


變頻,就是改變頻率的意思。



在無線電領(lǐng)域中,經(jīng)常會(huì)用到一種叫混頻器的東西,它就是利用三角函數(shù)的積化和差的原理來實(shí)現(xiàn)上/下變頻(和就是上變頻,處理后的信號(hào)頻率提高了;差就是下變頻,處理后的信號(hào)頻率下降了),而模電當(dāng)中的混頻器常常是由模擬乘法器來實(shí)現(xiàn)的,對(duì)應(yīng)著數(shù)電的,就是CIC濾波器。



其中,CIC濾波器的插值(在原有的數(shù)字信號(hào)當(dāng)中插入一些值,增加了信號(hào)的變化頻率)可以實(shí)現(xiàn)上變頻,而抽?。ㄔ谠械臄?shù)字信號(hào)當(dāng)中取走一些值,減少了信號(hào)的變化頻率)可以實(shí)現(xiàn)下變頻。


05


模擬濾波器 VS 數(shù)字濾波器


模擬濾波器分為無源和有源兩種,其中無源是由RLC組成的,而有源則是在無源的基礎(chǔ)上增加了運(yùn)放,可以調(diào)整增益。



數(shù)字濾波器分為FIR和IIR兩種,一般情況下,F(xiàn)IR是線性相位的,無反饋的(零極點(diǎn)相消的話,是可以有反饋的);IIR是非線性相位的,有反饋的。以濾波器的頻率響應(yīng)來分類,是可以分為高通、低通、帶通、帶阻、全通五種。



此外,按照設(shè)計(jì)方法來分類,可以分成巴特沃期、切比雪夫、貝塞爾、橢圓等等,就算是這種分類方法,模擬濾波器仍然由RLC等組成,而數(shù)字濾波器仍然由乘加器、寄存器等組成。


06


模擬調(diào)制 VS 數(shù)字調(diào)制


所謂調(diào)制就是,有兩路信號(hào)A和B,用A去控制B的幅度、頻率、相位。



模擬電路的調(diào)制方式有AM、FM、PM三種,分別對(duì)應(yīng)著數(shù)字電路當(dāng)中的ASK、FSK、PSK。



但是數(shù)字電路可以實(shí)現(xiàn)更為復(fù)雜多樣的調(diào)制方式,比如:QAM、MSK、OFDM等。


07


模擬指數(shù)對(duì)數(shù)運(yùn)算 VS 數(shù)字指數(shù)對(duì)數(shù)運(yùn)算


在模擬電路中,利用器件的特性(如二極管的電流方程)再加上運(yùn)放等,可以實(shí)現(xiàn)指數(shù)、對(duì)數(shù)運(yùn)算(以前的模擬計(jì)算機(jī)就是這樣搞的)。



而數(shù)電則是通過數(shù)值計(jì)算當(dāng)中的逼近法來計(jì)算指數(shù)、對(duì)數(shù)(如泰勒級(jí)數(shù)、對(duì)數(shù)表等)。


08


模擬微積分運(yùn)算 VS 數(shù)字微積分運(yùn)算


模擬電路可以利用電容的電壓電流特性來計(jì)算微分和積分(以前的模擬計(jì)算機(jī)就是這樣搞的)。



而在數(shù)電當(dāng)中,則是通過寄存器的反饋來實(shí)現(xiàn)積分(不斷地把輸出反饋到輸入端,進(jìn)行累加)。



然后,模擬的微分對(duì)應(yīng)的是數(shù)字的差分,差分就是前一時(shí)刻的值減去后一時(shí)刻(得到的是增量),也是用寄存器去保存不同時(shí)刻的值,再做減法運(yùn)算。



此外,如果要像高數(shù)那樣計(jì)算微積分,那得依靠數(shù)值計(jì)算的各種逼近的方法了。





聽了ASIC的一席話后,模電跟數(shù)電抱頭痛哭,“原來你就是我失散多年的孿生兄弟??!”


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關(guān)鍵詞: 模電 數(shù)電

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