数电模电的基础知识分享

以前，村里有个小伙叫“模电”，浓眉大眼，身高力壮，村里的大事小情都要找他。引得众多小mm纷纷拜倒在他脚下，那可真是风光无限。不料，好景不长，某天不知从哪里来了个叫“数电”的帅哥，虽然没有八块腹肌，但是能掐会算，口齿伶俐，还能变个魔术。从此后，村里但凡有大事，都会去找数电，只是在需要干力气活的时候才会想起“模电”。众mm也纷纷离开了“模电”，竞相向“数电”献殷勤。“模电”心生嫉妒，但知道自己头脑差，也只能默默咽下这口气。可是，有一天，“模电”发现自己最后的粉丝“电源”mm也跑去给“数电”暗送秋波，积攒了多时的怨气终于爆发了。

模电把数电堵在村口，吵起来了。

数电：我比你更能抗干扰。模电：我比你的精度高。数电：我可以实现各种算法。模电：我可以实现无线通讯。数电：没有我，电子行业还得倒退几十年呢。模电：没有我，你还只能生存在各种数字公式当中。……

村里的长老ASIC终于看不下去，喊了一句：吵什么吵，都跑到我肚子里去。咕噜的一声，模电和数电都混合在ASIC体内，两人合体了。

ASIC深思片刻说：你们俩，其实长得很像啊。模电和数电异口同声道：尼玛，我才不像它呢。ASIC捋一捋胡须，说：好吧，让老纳一一道来。

1、晶体管 VS 二进制数模电里面的二极管、三极管（开关状态）、晶闸管，分别对应数电的二进制数0和1。

2、放大器 VS 乘法/移位器模电里的放大器就是把信号放大N倍，对应数电里面的乘法，当然如果乘的系数是2的多少次方，就可以用左移位来实现。而衰减器就对应着除法/右移了。

3、负阻振荡器 VS 环形振荡器模电里面经常需要输出一路正弦信号（如本地振荡），这就可以用电容/电感三端式振荡来实现，但是由于晶体输出的频率稳定性更高、且具有温度补偿的功能，实际工程用晶体振荡器居多。而在超高频的应用领域中，常常使用负阻振荡器（输出的频率更高）。那么，数电则需要输出一路方波（如时钟信号），这路方波可以通过正弦信号整形来获得，而在超高速的应用领域中，常常使用环形振荡器。

4、模拟上/下变频 VS 数字上/下变频变频，就是改变频率的意思。在无线电领域中，经常会用到一种叫混频器的东西，它就是利用三角函数的积化和差的原理来实现上/下变频（和就是上变频，处理后的信号频率提高了；差就是下变频，处理后的信号频率下降了），而模电当中的混频器常常是由模拟乘法器来实现的，对应着数电的，就是CIC滤波器。其中，CIC滤波器的插值（在原有的数字信号当中插入一些值，增加了信号的变化频率）可以实现上变频，而抽取（在原有的数字信号当中取走一些值，减少了信号的变化频率）可以实现下变频。

5、模拟滤波器 VS 数字滤波器模拟滤波器分为无源和有源两种，其中无源是由RLC组成的，而有源则是在无源的基础上增加了运放，可以调整增益。数字滤波器分为FIR和IIR两种，一般情况下，FIR是线性相位的，无反馈的（零极点相消的话，是可以有反馈的）；IIR是非线性相位的，有反馈的。以滤波器的频率响应来分类，是可以分为高通、低通、带通、带阻、全通五种。此外，按照设计方法来分类，可以分成巴特沃期、切比雪夫、贝塞尔、椭圆等等，就算是这种分类方法，模拟滤波器仍然由RLC等组成，而数字滤波器仍然由乘加器、寄存器等组成。

6、模拟调制 VS 数字调制所谓调制就是，有两路信号A和B，用A去控制B的幅度、频率、相位。模拟威廉希尔官方网站 的调制方式有AM、FM、PM三种，分别对应着数字威廉希尔官方网站 当中的ASK、FSK、PSK。但是数字威廉希尔官方网站 可以实现更为复杂多样的调制方式，比如：QAM、MSK、OFDM等。

7、模拟指数、对数运算 VS 数字指数、对数运算在模拟威廉希尔官方网站 中，利用器件的特性（如二极管的电流方程）再加上运放等，可以实现指数、对数运算（以前的模拟计算机就是这样搞的）。而数电则是通过数值计算当中的逼近法来计算指数、对数（如泰勒级数、对数表等）。

8、模拟微积分运算 VS 数字微积分运算模拟威廉希尔官方网站 可以利用电容的电压电流特性来计算微分和积分（以前的模拟计算机就是这样搞的）。而在数电当中，则是通过寄存器的反馈来实现积分（不断地把输出反馈到输入端，进行累加）。然后，模拟的微分对应的是数字的差分，差分就是前一时刻的值减去后一时刻（得到的是增量），也是用寄存器去保存不同时刻的值，再做减法运算。此外，如果要像高数那样计算微积分，那得依靠数值计算的各种逼近的方法了。

听了ASIC的一席话后，模电跟数电抱头痛哭，“尼玛，原来你就是我失散多年的孪生兄弟啊！”