Thông tin PCB - Sự khác biệt giữa mạch analog và mạch kỹ thuật số trong thiết kế bảng PCB

Mạch analog là một hệ thống mạch đại diện cho tín hiệu đầu vào bằng cách điều khiển điện áp hoặc dòng điện liên tục và tạo ra đầu ra tương ứng để xử lý tín hiệu thay đổi liên tục. Mạch kỹ thuật số là một hệ thống mạch đại diện cho tín hiệu đầu vào và tạo ra đầu ra tương ứng để xử lý trạng thái rời rạc bằng cách điều khiển tín hiệu kỹ thuật số (ở mức cao và thấp). Các mạch analog xử lý (khuếch đại hoặc suy giảm) tín hiệu thông qua các đặc tính khuếch đại của các thành phần, trong khi các mạch kỹ thuật số xử lý tín hiệu thông qua các mạch logic kết hợp (đặc tính chuyển đổi) như cổng logic và bộ kích hoạt.

Mạch analog và kỹ thuật số là hai hệ thống mạch quan trọng trong kỹ thuật điện tử và đóng một vai trò quan trọng trong công nghệ hiện đại. Điện kỹ thuật số được phát triển trên cơ sở điện tương tự, cả hai đều có sự khác biệt và liên kết chặt chẽ.

Mạch analog

Sự khác biệt giữa Analog và Digital Circuit

Mạch analog là mạch xử lý tín hiệu analog; Digital Circuit là mạch xử lý tín hiệu số.

Tín hiệu analog là một hàm của thời gian, một đại lượng thay đổi liên tục, trong khi tín hiệu kỹ thuật số là một đại lượng rời rạc. Bởi vì tất cả các hệ thống điện tử là thiết bị điện tử cụ thể, mạch điện tử làm tàu sân bay, trong xử lý tín hiệu, thu thập tín hiệu, phục hồi tín hiệu là tín hiệu tương tự, chỉ có một phần trung gian của xử lý tín hiệu là xử lý kỹ thuật số. Cụ thể, mạch analog chủ yếu xử lý tín hiệu analog và không thay đổi theo thời gian, với miền thời gian và miền giá trị là tín hiệu liên tục như tín hiệu thoại. Thay vào đó, tín hiệu kỹ thuật số thay đổi và xử lý tín hiệu kỹ thuật số bao gồm lấy mẫu tín hiệu, định lượng tín hiệu, mã hóa tín hiệu.

Một ví dụ đơn giản:

Để truyền âm thanh từ nhỏ đến lớn từ xa, điều chế bằng biên độ, truyền tín hiệu analog (tương ứng, nên sử dụng mạch analog), biên độ của tín hiệu sẽ ngày càng lớn hơn trong quá trình truyền vì nó mô phỏng đặc tính mạnh yếu của âm thanh trong đặc tính biên độ của tín hiệu điện.

Tuy nhiên, nếu tín hiệu kỹ thuật số được truyền đi, chúng ta nên sử dụng một mã có kích thước âm thanh tương ứng với một mã ở mỗi cấp độ. Trong đầu vào âm thanh, mã tương ứng được truyền đi mỗi lần lấy mẫu. Có thể thấy được, bất kể âm thanh chia làm bao nhiêu cấp độ, bất kể tần số lấy mẫu cao bao nhiêu, như vậy âm thanh nguyên thủy vẫn có tổn thất. Tuy nhiên, sự mất mát này có thể được bù đắp bằng cách tăng tần số lấy mẫu, về mặt lý thuyết lớn hơn gấp đôi tần số tín hiệu ban đầu và có thể được phục hồi hoàn toàn.

Mức độ của mạch kỹ thuật số được chuẩn hóa, trong khi mạch analog thì không.

Kết nối giữa mạch analog và digital

Mạch analog được sử dụng để cung cấp năng lượng cho các mạch kỹ thuật số trong khi hoàn thành việc thực hiện thiết bị truyền động.

Trong các mạch analog và kỹ thuật số, tín hiệu được thể hiện khác nhau. Các hoạt động có thể được thực hiện trên tín hiệu tương tự, chẳng hạn như khuếch đại, lọc và hạn chế, có thể được thực hiện trên tín hiệu kỹ thuật số. Trên thực tế, tất cả các mạch kỹ thuật số về cơ bản là mạch analog và chúng có cùng nguyên tắc điện cơ bản như mạch analog. Chất bán dẫn oxit kim loại bổ sung là một chất bán dẫn bao gồm hai ống hiệu ứng trường oxit kim loại tương tự có cấu trúc bổ sung đối xứng làm cho nó phù hợp để xử lý các mức logic kỹ thuật số cao và thấp. Tuy nhiên, các mạch kỹ thuật số được thiết kế để xử lý tín hiệu kỹ thuật số và có thể tạo ra nhiễu định lượng nếu tín hiệu analog tùy ý được nhập vào mà không cần xử lý thêm.

Hàm đại diện cho giá trị của một tín hiệu trong một tập hợp các thời gian rời rạc được gọi là tín hiệu thời gian rời rạc. Điều này là do tín hiệu thời gian rời rạc phổ biến nhất là tín hiệu tương tự được lấy mẫu trong khoảng thời gian đồng đều (và đôi khi không đồng đều). Các thuật ngữ "thời gian rời rạc" và "số" thường được sử dụng để mô tả cùng một tín hiệu. Một số lý thuyết về tín hiệu thời gian rời rạc cũng áp dụng cho tín hiệu kỹ thuật số.

Làm thế nào để đạt được chức năng của mạch analog và kỹ thuật số

Mạch analog và mạch kỹ thuật số Chúng cũng là tàu sân bay của sự thay đổi tín hiệu, trong mạch analog khuếch đại và thu nhỏ tín hiệu là hoạt động đạt được thông qua các đặc tính khuếch đại của các thành phần, trong khi mạch kỹ thuật số đạt được hoạt động thông qua các đặc tính truyền tín hiệu.

Trong mạch analog, những thay đổi về điện áp, dòng điện, tần số và chu kỳ bị ức chế lẫn nhau, trong khi trong mạch kỹ thuật số, những thay đổi về điện áp, dòng điện và tần số là rời rạc.

Mạch analog có thể hoạt động ở dòng điện cao và điện áp cao, trong khi mạch kỹ thuật số chỉ hoạt động ở mức tiêu thụ điện năng dưới cùng của điện áp nhỏ, dòng điện nhỏ để hoàn thành hoặc tạo ra tín hiệu điều khiển ổn định.

Với sự tiến bộ của công nghệ và sự gia tăng của học sâu, các mạch analog và kỹ thuật số ngày càng được sử dụng trong các lĩnh vực như trí tuệ nhân tạo, học máy và Internet of Things.