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[導讀]一天,數(shù)電和模電吵起來了。數(shù)電:我比你更能抗干擾。模電:我比你的精度高。數(shù)電:我可以實現(xiàn)各種算法。模電:我可以實現(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)字公式當中。……ASIC終于看不下去,喊了一句:吵什么吵,都跑到我肚子里去。咕嚕的...

一天,數(shù)電和模電吵起來了。




數(shù)電:我比你更能抗干擾。



模電:我比你的精度高。



數(shù)電:我可以實現(xiàn)各種算法。



模電:我可以實現(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)字公式當中。



……


ASIC終于看不下去,喊了一句:吵什么吵,都跑到我肚子里去。咕嚕的一聲,模電和數(shù)電都混合在ASIC體內(nèi),神功終于練成了。



ASIC深思片刻說:你們倆,其實長得很像啊。模電和數(shù)電異口同聲道:尼瑪,我才不像它呢。ASIC捋一捋胡須,說:好吧,讓老納一一道來。



1、晶體管 VS 二進制數(shù)



模電里面的二極管、三極管(開關狀態(tài))、晶閘管,分別對應數(shù)電的二進制數(shù)0和1。



2、放大器 VS 乘法/移位器



模電里的放大器就是把信號放大N倍,對應數(shù)電里面的乘法,當然如果乘的系數(shù)是2的多少次方,就可以用左移位來實現(xiàn)。而衰減器就對應著除法/右移了。



3、負阻振蕩器 VS 環(huán)形振蕩器



模電里面經(jīng)常需要輸出一路正弦信號(如本地振蕩),這就可以用電容/電感三端式振蕩來實現(xiàn),但是由于晶體輸出的頻率穩(wěn)定性更高、且具有溫度補償?shù)墓δ?,實際工程用晶體振蕩器居多。而在超高頻的應用領域中,常常使用負阻振蕩器(輸出的頻率更高)。那么,數(shù)電則需要輸出一路方波(如時鐘信號),這路方波可以通過正弦信號整形來獲得,而在超高速的應用領域中,常常使用環(huán)形振蕩器。



4、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。在無線電領域中,經(jīng)常會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現(xiàn)上/下變頻(和就是上變頻,處理后的信號頻率提高了;差就是下變頻,處理后的信號頻率下降了),而模電當中的混頻器常常是由模擬乘法器來實現(xiàn)的,對應著數(shù)電的,就是CIC濾波器。其中,CIC濾波器的插值(在原有的數(shù)字信號當中插入一些值,增加了信號的變化頻率)可以實現(xiàn)上變頻,而抽?。ㄔ谠械臄?shù)字信號當中取走一些值,減少了信號的變化頻率)可以實現(xiàn)下變頻。



5、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上增加了運放,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,按照設計方法來分類,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。



6、模擬調(diào)制 VS 數(shù)字調(diào)制



所謂調(diào)制就是,有兩路信號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,分別對應著數(shù)字電路當中的ASK、FSK、PSK。但是數(shù)字電路可以實現(xiàn)更為復雜多樣的調(diào)制方式,比如:QAM、MSK、OFDM等。



7、模擬指數(shù)、對數(shù)運算 VS 數(shù)字指數(shù)、對數(shù)運算



在模擬電路中,利用器件的特性(如二極管的電流方程)再加上運放等,可以實現(xiàn)指數(shù)、對數(shù)運算(以前的模擬計算機就是這樣搞的)。而數(shù)電則是通過數(shù)值計算當中的逼近法來計算指數(shù)、對數(shù)(如泰勒級數(shù)、對數(shù)表等)。



8、模擬微積分運算 VS 數(shù)字微積分運算



模擬電路可以利用電容的電壓電流特性來計算微分和積分(以前的模擬計算機就是這樣搞的)。而在數(shù)電當中,則是通過寄存器的反饋來實現(xiàn)積分(不斷地把輸出反饋到輸入端,進行累加)。然后,模擬的微分對應的是數(shù)字的差分,差分就是前一時刻的值減去后一時刻(得到的是增量),也是用寄存器去保存不同時刻的值,再做減法運算。此外,如果要像高數(shù)那樣計算微積分,那得依靠數(shù)值計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,“尼瑪,原來你就是我失散多年的孿生兄弟??!”











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