浅谈模电与数电的区别与联系

李浩亮?史娅楠

摘 要：进入21世纪以来，电子技术的发展突飞猛进，已渐渐渗透到我们生活中的各个方面。无论是以前的模拟电视，还是现在蓬勃发展的数字电视，都无一例外的离不开电子技术的进步。众所周知，自然界中的物理量都是连续的，采用模拟电路处理连续信号，再经过后期的整流、放大、滤波等即转化成我们所需要的信号。数字电路处理数字信号，需将连续信号转化为高、低两个电平状态的数字信号。数字电路处理的速度快，精度高，近年来的发展势头不容小觑。但在数字电路占主导的舞台上，模拟电路依旧扮演着重要的角色。

关键词：模电；数电；定义；特点；区别与联系

1 模拟电路与数字电路的定义

模拟电路主要处理模拟信号，如果输入信号有一个微小的变化，输出信号必有一个与之相对应的变化。数字电路主要处理数字信号，它的变化只有高、低电平两个状态，如果输入信号发生一个微笑的变化，输出信号一般不会立即发生变化，需要累积到一定值输出端才会发生变化。

2 模拟电路与数字电路的特点

1.模拟电路的特点：

①处理模拟信号，模拟信号即在时间和幅值上均连续的信号。在一个信号周期内，模拟电路的电流和电压保持持续变化。

②电路中元器件的动作方式为线性变化，如放大器。

③模拟电路是电子技术的基础，应用十分广泛。手机等电子产品的无线收发模块都是模拟电路。自然界中的物理量均为连续量，连续信号的处理离不开模拟电路。

④输出信号随输入信号的微小变化而变化。

2.数字电路的特点：

①处理数字信号，数字信号即在时间和幅值上均离散的信号。在一个信号周期内，数字电路的电流和电压呈现脉冲变化。

②数字电路可对数字信号进行算数运算及逻辑运算。基本逻辑运算有与或非三种，复合逻辑运算有常用的与非、或非、与或非、异或等等。因此，它具有逻辑推理和逻辑判断的能力。

③数字信号只有0、1两种状态，可用晶体管的饱和和截止分别表示，意味着其输出量不随输入量的微小变化而变化，需累积到一定程度才发生变化，由此可以看出，数字电路实现简单，系统可靠，不易受外界的影响而变化。

④数字电路的突出优点之一是集成度高，功耗低，速度快。用数字集成电路不仅缩小了体积，提高了生产技术，更推动了数字电路的发展。

3 模拟电路与数字电路的区别

简单的来说，模拟电路和数字电路中信号的表达方式不同。自然界中许多物理量，如温度、压力等为连续变化，处理此种信号的电路为模拟电路。也有一种物理量，在时间和幅值上均不连续，处理此种信号的电路为数字电路。一个简单的例子帮助我们理解，如对光照强度的感受，模拟电路可直接处理信号，输出随光照强度变化而变化，数字电路则将此信号经过抽样、量化等一系列工作转化为数字信号方可处理。由此总结区别如下：

1.工作的信号不同。模拟电路处理的是模拟信号，一般都具有连续变化的特点；数字电路则处理的是数字信号，它的变化总发生在离散的瞬间，数字信号通常用脉冲的有无来表示，有脉冲为“1”——高电平，无脉冲则为“0”——低电平。

2.电路的作用不同。模拟电路是通过放大器等元器件实现模拟信号的比例放大，其要求输出信号尽量不失真；数字电路处理0、1两种电平的信号，实现输入输出的数字量之间一定的逻辑关系。

3.分析方法不同。模拟电路通常采用图解法和微变等效电路法，如负反馈放大器的框图分析法，即把放大器分解成基本放大电路和反馈网络两部分；数字电路的主要分析方法在组合逻辑电路中有逻辑关系式，真值表等，在时序逻辑电路中有状态转换真值表，状态转换图，卡诺图等。

4.电流和电压的变化方式不同。模拟电路中，电流和电压是呈持续变化的；数字电路中，电流和电压是呈脉冲变化的。

5.三極管的工作状态不同。模拟电路中其作用是放大，这就意味着工作在放大区；数字电路中其相当于开关，这就意味着工作在截止区和饱和区，即“0”、“1”状态。

4 模拟电路与数字电路的联系

从我们可以直接看的到的层面上来说，模拟电路和数字电路的最直接联系就是它们同属于电子电路，只不过处理的信号不同罢了。对接触过数电和模电的我们都清楚，数电是建立在模电的基础之上，换句话来说，数字电路从根本上来说都是模拟电路。模拟电路处理模拟信号，数字电路处理数字信号，但自然界中多为模拟量，所以数字信号通常由模拟信号获得，它是将模拟信号抽样后数字化得到的。模拟电路和数字电路的诸多联系总结如下：

1.它们的基本元器件大都相同，无论是模拟电路，还是数字电路，都是已三极管为基础，不断增加其他功能以实现复杂化。

2.数字电路是在模拟电路的基础上发展而来，数字电路处理的数字信号也是由模拟信号经过采样、保持、量化、编码而来。

3.把模拟信号转换为数字信号的转换器称为A/D转换器，把数字信号转换为模拟信号的转换器称为D/A转换器。如果想要用数字电路处理模拟信号，那么在系统中置入A/D转换器再输入信号就可以了，反之，需要在系统中置入D/A转换器。举例来讲，在自动控制系统中，被控制量，如温度、压力等均为连续量，经A/D转换器转换为数字量即可用数字电路进行处理。

参考文献

1.王敏.模拟电路与数字电路的区别辨析[J].电子世界

2.张剑平.《模拟电子技术教程》.清华大学出版社

3.朱定华.《现代数字电路与逻辑设计》.清华大学出版社

4.岳怡.《数字电路与数字电子技术》.西北工业大学出版社

作者简介

史娅楠（1995-），女，汉族，郑州大学信息工程学院。

李浩亮，男，郑州大学信息工程学院。