模擬電路

　　模擬電路（英語：analogueelectronics，美式：analogelectronics）是涉及連續(xù)函數(shù)形式模擬信號(hào)的電子電路，與之相對(duì)的是數(shù)字電路，后者通常只關(guān)注0和1兩個(gè)邏輯電平。“模擬”二字主要指電壓（或電流）對(duì)于真實(shí)信號(hào)成比例的再現(xiàn)，它最初來源于希臘語詞匯αν?λογο?，意思是“成比例的”。

固有的噪聲

　　模擬電路系統(tǒng)處理的信號(hào)總是包含著一定的噪聲。這意味著，電路系統(tǒng)隨機(jī)的熱偏差將造成模擬信號(hào)隨機(jī)的偏差、擾動(dòng)。模擬電路系統(tǒng)中各個(gè)不同部分的偏差積累起來，可以使偏差量的負(fù)面影響常常會(huì)比較顯著，這些偏差將形成噪聲。由于模擬信號(hào)在電路中常常會(huì)通過電子放大器，噪聲會(huì)被不斷地放大，再加上原始信號(hào)在長(zhǎng)距離傳輸?shù)倪^程中也會(huì)有損耗，因此這些隨機(jī)的噪聲會(huì)造成信號(hào)嚴(yán)重失真。模擬電路中噪聲的來源還來自于外部信號(hào)干擾以及設(shè)計(jì)欠佳的電子器件。通過使用屏蔽導(dǎo)線，或者在電路中引入低噪音放大器，可以盡量緩解噪聲的負(fù)面影響。

與數(shù)字電路的比較

　　在模擬電路和數(shù)字電路中，信號(hào)的表達(dá)方式不同。對(duì)模擬信號(hào)能夠執(zhí)行的操作，例如放大、濾波、限幅等，都可以對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行操作。事實(shí)上，所有的數(shù)字電路從根本上來說都是模擬電路，其基本電學(xué)原理，都與模擬電路相同。互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體就是由兩個(gè)模擬的金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管構(gòu)成的，其對(duì)稱、互補(bǔ)的結(jié)構(gòu)，使它恰好能處理高低數(shù)字邏輯電平。不過，數(shù)字電路的設(shè)計(jì)目標(biāo)是用來處理數(shù)字信號(hào)，如果強(qiáng)行引入任意模擬信號(hào)而不進(jìn)行額外處理，則可能造成量化噪聲。

　　電子學(xué)發(fā)展史上第一個(gè)被發(fā)明出來并得到大規(guī)模生產(chǎn)的器件是模擬的。后來，隨著微電子學(xué)的發(fā)展，數(shù)字技術(shù)的成本大大降低，加之計(jì)算機(jī)對(duì)于數(shù)字信號(hào)的要求，使得數(shù)字式的方法在人機(jī)交互等領(lǐng)域具有可行性和較高的性價(jià)比。

　　可以說模擬電路是數(shù)字電路的基礎(chǔ)，數(shù)字電路可以看作是模擬電路的一種特殊形式。

　　模擬電子和數(shù)字電子的主要區(qū)別如下：

噪聲

　　在模擬電路中，由于信號(hào)幾乎完全將真實(shí)信號(hào)按比例表現(xiàn)為電壓或電流的形式，造成模擬電路對(duì)于噪聲的影響比數(shù)字電路更加敏感，信號(hào)的微小偏差都會(huì)表現(xiàn)為相當(dāng)顯著，造成信息損失。作為對(duì)比，數(shù)字電路只取決于高低電平，如果要造成信息傳遞的錯(cuò)誤，那么信號(hào)的偏差必須至少達(dá)到高電平的一半左右（具體的大小根據(jù)不同的電路規(guī)格有所不同）。因此，對(duì)信息進(jìn)行量化的數(shù)字電路對(duì)于噪聲的抵御能力比模擬電路更強(qiáng)，只要偏差不大于某一規(guī)定值，信息就不會(huì)損失。在數(shù)字電路中，噪聲在各個(gè)邏輯門的地方都可以得到消減。

精度

　　有若干個(gè)因素會(huì)影響信號(hào)的精度，其中最主要的是原始信號(hào)中的噪聲以及信號(hào)處理過程中混入的噪聲。模擬信號(hào)的分辨率受到器件物理層面限度（例如散粒噪聲）的制約。在數(shù)字電子中，可以采用增加信號(hào)的位數(shù)（例如8位分辨率的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器能夠?qū)⑵淞砍谭譃?段，其中每一段作為最小分度進(jìn)行轉(zhuǎn)換）來提高數(shù)字信號(hào)的分辨率，轉(zhuǎn)換位數(shù)是模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的一項(xiàng)關(guān)鍵參數(shù)。模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，這樣原始信號(hào)就可以用二進(jìn)制數(shù)來表示，方便數(shù)字電路（包括計(jì)算機(jī)）進(jìn)行處理。用到這種轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用產(chǎn)品包括數(shù)字式的溫度計(jì)以及錄音機(jī)等數(shù)據(jù)采集設(shè)備。相反的，數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器則被用來將數(shù)字信號(hào)還原為模擬信號(hào)，它可以讀入一系列二進(jìn)制信號(hào)，經(jīng)過轉(zhuǎn)換后以電壓值等形式的模擬信號(hào)輸出。數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器在許多運(yùn)算放大器增益控制系統(tǒng)中較為常見。

設(shè)計(jì)的難度

　　模擬電路的設(shè)計(jì)通常比數(shù)字電路更為困難，對(duì)設(shè)計(jì)人員的水平要求更高。這也是數(shù)字電路系統(tǒng)比模擬電路系統(tǒng)更加普及的原因之一。模擬電路通常需要更多的手工運(yùn)算，其設(shè)計(jì)過程的自動(dòng)化程度低于數(shù)字電路。然而，數(shù)字式電子設(shè)備要在真實(shí)物理世界中得到應(yīng)用，就必須具有一個(gè)模擬的接口，因?yàn)樽匀唤绲拇蠖鄶?shù)實(shí)際信號(hào)是模擬的。例如，所有數(shù)字式收音機(jī)的信號(hào)接收器，都具有一個(gè)模擬的預(yù)放大器來進(jìn)行信號(hào)接收的第一步操作。

使用器件

　　以下是一些模擬電路常用的器件：

• 　　電阻器、電容器、電感器件。

• 　　二極管。

• 　　晶體管、場(chǎng)效應(yīng)管。

• 　　變壓器。

• 　　繼電器、光電耦合器件。

• 　　運(yùn)算放大器、比較器。

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