PCB部落格 - PCB板設計中類比電路與數位電路的區別

類比電路是通過操縱連續電壓或電流來表示輸入信號並產生相應輸出來處理連續變化訊號的電路系統。 數位電路是通過操縱數位信號（高電平和低電平）來表示輸入信號並產生相應輸出來處理離散狀態的電路系統。 類比電路通過元件的放大特性來處理（放大或衰减）訊號，而數位電路通過邏輯門和觸發器等組合邏輯電路（開關特性）來處理訊號。

類比電路和數位電路是電子工程中兩個重要的電路系統，在現代科技中起著至關重要的作用。 數位電是在類比電的基礎上發展起來的，兩者既有區別，又有密切的聯系。

類比電路

類比電路和數位電路之間的差异

類比電路是處理類比信號的電路； 數位電路是處理數位信號的電路。

類比信號是時間的函數，是一個連續變化的量，而數位信號是一個離散量。 因為所有的電子系統都是以特定的電子設備、電子電路為載體，在信號處理、訊號採集、訊號恢復都是類比信號，只有中間部分的信號處理是數位處理。 具體來說，類比電路主要處理類比信號，不隨時間變化，時域和值域是連續訊號，如語音訊號。 相反，數位信號是變化的，數位信號處理包括訊號採樣、訊號量化、訊號編碼。

舉一個簡單的例子：

要從遠處傳來由小到大的聲音，用幅度調製，類比信號傳輸（相應地，應該使用類比電路），那麼訊號的幅度在傳輸過程中會越來越大，因為它是在電信號的幅度特性中類比聲音的强弱特性。

但是，如果數位信號傳輸，我們應該使用一個程式碼，每個級別的聲音大小對應一個程式碼。在聲音輸入中，每次採樣時，對應的程式碼都會被傳輸出去。 可以看出，無論聲音分為多少個級別，無論採樣頻率有多高，這樣原始聲音還是有損失的。 然而，這種損失可以通過新增採樣頻率來補償，理論上採樣頻率大於原始訊號頻率的兩倍，可以完全恢復。

數位電路的電平是標準化的，類比電路不是。

類比電路和數位電路之間的連接

類比電路用於在完成致動器的執行的同時向數位電路供電。

在類比電路和數位電路中，訊號的表達方式不同。 可以對類比信號執行的操作，例如放大、濾波和限制，可以對數位信號執行。 事實上，所有的數位電路基本上都是類比電路，它們的基本電學原理與類比電路相同。 互補金屬氧化物半導體是由兩個類比金屬氧化物場效應管組成的電晶體，其對稱互補的結構使其恰好適合處理高和低數位邏輯電平。 然而，數位電路的設計目標是用於處理數位信號，如果在沒有額外處理的情况下强行輸入任意類比信號，則可能會產生量化雜訊。

表示訊號在一組離散時間的值的函數稱為離散時間訊號。 這是因為最常見的離散時間訊號是以均勻（有時是不均勻）的時間間隔採樣的類比信號。 術語“離散時間”和“數位”通常用於描述同一訊號。 離散時間訊號的一些理論也適用於數位信號。

如何實現類比電路和數位電路的功能

類比電路和數位電路它們也是訊號變化的載體，類比電路在電路中對訊號的放大和縮小是通過元件的放大特性來實現的操作，而數位電路則是通過訊號的傳輸特性來實現操作。

在類比電路中，電壓、電流、頻率和週期的變化是相互抑制的，而在數位電路中，電路中電壓、電流和頻率的變化是離散的。

類比電路可以在高電流和高電壓下工作，而數位電路只是在小電壓、小電流的底部功耗下工作，以完成或產生穩定的控制訊號。

隨著科技的進步和深度學習的興起，類比電路和數位電路越來越多地被用於人工智慧、機器學習和物聯網等領域。