“模電”和“數電”的恩怨糾纏,結局卻很感人!

村裡有個小夥叫“模電”,濃眉大眼,身高力壯,村裡的大事小情都要找他。引得眾多小mm紛紛拜倒在他腳下,那可真是風光無限。不料,好景不長,某天不知從哪裡來了個叫

“數電”的帥哥,雖然沒有八塊腹肌,但是能掐會算,口齒伶俐,還能變個魔術。從此後,村裡但凡有大事,都會去找數電,只是在需要幹力氣活的時候才會想起“模電”。眾mm也紛紛離開了“模電”,競相向“數電”獻殷勤。“模電”心生嫉妒,但知道自己頭腦差,也只能默默嚥下這口氣。可是,有一天,“模電”發現自己最後的粉絲“電源”mm也跑去給“數電”暗送秋波,積攢了多時的怨氣終於爆發了。

“模電”和“數電”的恩怨糾纏,結局卻很感人!

“模電”和“數電”的恩怨糾纏,結局卻很感人!

模電把數電堵在村口,吵起來了。

數電:我比你更能抗干擾。

模電:我比你的精度高。

數電:我可以實現各種算法。

模電:我可以實現無線通訊。

數電:沒有我,電子行業還得倒退幾十年呢。

模電:沒有我,你還只能生存在各種數字公式當中。

……

村裡的長老ASIC終於看不下去,喊了一句:吵什麼吵,都跑到我肚子裡去。咕嚕的一聲,模電和數電都混合在ASIC體內,兩人合體了。

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


晶體管 VS 二進制數

模電裡面的二極管、三極管(開關狀態)、晶閘管,分別對應數電的二進制數0和1。

放大器 VS 乘法/移位器

模電裡的放大器就是把信號放大N倍,對應數電裡面的乘法,當然如果乘的係數是2的多少次方,就可以用左移位來實現。而衰減器就對應著除法/右移了。

負阻振盪器 VS 環形振盪器

模電裡面經常需要輸出一路正弦信號(如本地振盪),這就可以用電容/電感三端式振盪來實現,但是由於晶體輸出的頻率穩定性更高、且具有溫度補償的功能,實際工程用晶體振盪器居多。而在超高頻的應用領域中,常常使用負阻振盪器(輸出的頻率更高)。那麼,數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,常常使用環形振盪器。

模擬上/下變頻 VS 數字上/下變頻

變頻,就是改變頻率的意思。在無線電領域中,經常會用到一種叫混頻器的東西,它就是利用三角函數的積化和差的原理來實現上/下變頻(和就是上變頻,處理後的信號頻率提高了;差就是下變頻,處理後的信號頻率下降了),而模電當中的混頻器常常是由模擬乘法器來實現的,對應著數電的,就是CIC濾波器。其中,CIC濾波器的插值(在原有的數字信號當中插入一些值,增加了信號的變化頻率)可以實現上變頻,而抽取(在原有的數字信號當中取走一些值,減少了信號的變化頻率)可以實現下變頻。

模擬濾波器 VS 數字濾波器

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,可以調整增益。數字濾波器分為FIR和IIR兩種,一般情況下,FIR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,而數字濾波器仍然由乘加器、寄存器等組成。

模擬調製 VS 數字調製

所謂調製就是,有兩路信號A和B,用A去控制B的幅度、頻率、相位。模擬電路的調製方式有AM、FM、PM三種,分別對應著數字電路當中的ASK、FSK、PSK。但是數字電路可以實現更為複雜多樣的調製方式,比如:QAM、MSK、OFDM等。

模擬指數、對數運算 VS 數字指數、對數運算

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,可以實現指數、對數運算(以前的模擬計算機就是這樣搞的)。而數電則是通過數值計算當中的逼近法來計算指數、對數(如泰勒級數、對數表等)。

模擬微積分運算 VS 數字微積分運算

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)。而在數電當中,則是通過寄存器的反饋來實現積分(不斷地把輸出反饋到輸入端,進行累加)。然後,模擬的微分對應的是數字的差分,差分就是前一時刻的值減去後一時刻(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,如果要像高數那樣計算微積分,那得依靠數值計算的各種逼近的方法了。


“模電”和“數電”的恩怨糾纏,結局卻很感人!

聽了ASIC的一席話後,模電跟數電抱頭痛哭,“原來你就是我失散多年的孿生兄弟啊!”


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