아날로그 전자공학과 디지털 전자공학의 차이점

아날로그 전자 장치와 디지털 전자 장치의 차이점:

디지털 회로는 논리 레벨 신호를 처리하는 회로입니다. 디지털 신호를 사용하여 디지털 수량에 대한 산술 연산과 논리 연산을 완료하는 회로입니다. 전체적으로 디지털 회로는 조합 논리 회로와 순차 논리 회로의 두 가지 범주로 나뉩니다.

디지털 회로는 아날로그 회로를 기반으로 개발되었지만 그 기반은 전류와 전압이지만 본질적으로 다릅니다.

아날로그 회로의 전류와 전압은 한 사이클 내에서 일정하지만 디지털 회로의 전류와 전압은 맥동합니다.

아날로그 회로와 디지털 회로도 신호 변화의 전달자입니다. 아날로그 회로는 부품의 증폭 특성을 통해 회로의 신호를 증폭 및 감소시키는 반면, 디지털 회로는 스위칭 특성을 통해 신호를 전송하여 작동을 구현합니다.

아날로그 회로에서는 전압, 전류, 주파수 및 주기의 변화가 상호 제한되는 반면, 디지털 회로에서는 전압, 전류, 주파수 및 주기의 변화가 이산적입니다.

아날로그 회로는 큰 전류와 높은 전압에서 작동할 수 있는 반면, 디지털 회로는 낮은 전력 소비로 작은 전압과 낮은 전류에서만 작동하여 안정적인 제어 신호를 완성하거나 생성합니다.

아날로그 회로는 디지털 회로에 전원을 공급하여 액츄에이터의 실행을 완료합니다.

아날로그 회로와 디지털 회로에서는 신호가 다르게 표현됩니다. 증폭, 필터링, 제한 등과 같이 아날로그 신호에 수행할 수 있는 작업을 디지털 신호에도 수행할 수 있습니다. 실제로 모든 디지털 회로는 기본적으로 아날로그 회로이며 기본 전기 원리는 아날로그 회로와 동일합니다. 상보형 금속 산화물 반도체는 두 개의 아날로그 금속 산화물 전계 효과 트랜지스터로 구성되며 대칭적이고 상보적인 구조를 통해 높고 낮은 디지털 논리 레벨을 처리할 수 있습니다. 그러나 디지털 회로는 디지털 신호를 처리하도록 설계되어 있으므로 별도의 처리 없이 강제로 아날로그 신호를 도입할 경우 양자화 노이즈가 발생할 수 있습니다.

전자공학 발전 역사상 최초로 발명되어 대량생산된 장치는 아날로그였습니다. 이후 마이크로 전자 공학의 발달로 디지털 기술의 비용이 크게 절감되었고, 디지털 신호에 대한 컴퓨터의 요구 사항으로 인해 인간-컴퓨터 상호 작용과 같은 분야에서 디지털 방식이 실현 가능하고 비용 효율적이게 되었습니다.

아날로그 회로에서는 신호가 실제 신호를 전압이나 전류의 비율로 거의 완벽하게 표현하므로 아날로그 회로는 디지털 회로보다 노이즈의 영향에 더 민감합니다. , 정보 손실이 발생합니다. 이에 비해 디지털 회로는 하이 레벨과 로우 레벨에만 의존합니다. 정보 전송 시 오류가 발생하려면 신호 편차가 하이 레벨의 절반 이상이어야 합니다(구체적인 크기는 회로 사양에 따라 다름). 따라서 정보를 수량화하는 디지털 회로는 아날로그 회로보다 노이즈에 더 강합니다. 편차가 특정 값보다 크지 않으면 정보가 손실되지 않습니다. 디지털 회로에서는 각 논리 게이트에서 잡음을 줄일 수 있습니다.

신호의 정확성에 영향을 미치는 여러 요소가 있으며, 그 중 가장 중요한 것은 원래 신호의 노이즈와 신호 처리 중에 혼합된 노이즈입니다. 아날로그 신호의 해상도는 샷 노이즈와 같은 장치의 물리적 한계에 의해 제한됩니다. 디지털 전자 장치에서는 신호의 비트 수를 늘려 디지털 신호의 분해능을 향상할 수 있습니다. 예를 들어 8비트 분해능의 아날로그-디지털 변환기는 범위를 8개의 세그먼트로 나눌 수 있으며 각 세그먼트는 변환됩니다. 최소 분할로) 변환 비트 수는 아날로그-디지털 변환기의 핵심 매개변수입니다. 아날로그-디지털 변환기는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 원래 신호가 디지털 회로에서 처리될 수 있도록 이진수로 표시될 수 있도록 합니다. 이 변환기를 사용하는 애플리케이션에는 디지털 온도계 및 레코더와 같은 데이터 수집 장비가 포함됩니다. 반대로 디지털-아날로그 변환기는 디지털 신호를 아날로그 신호로 복원하는 데 사용됩니다. 일련의 이진 신호를 읽어 변환 후 전압 값 형태의 아날로그 신호로 출력할 수 있습니다. 디지털-아날로그 변환기는 많은 연산 증폭기 이득 제어 시스템에서 일반적으로 사용됩니다.

아날로그 회로 설계는 일반적으로 디지털 회로보다 어렵고 더 높은 수준의 설계자가 필요합니다. 이것이 디지털 회로 시스템이 아날로그 회로 시스템보다 더 인기 있는 이유 중 하나입니다. 아날로그 회로에는 일반적으로 더 많은 수동 계산이 필요하며 설계 프로세스는 디지털 회로보다 덜 자동화됩니다. 그러나 디지털 전자 장치를 실제 물리적 세계에서 사용하려면 대부분의 실제 신호가 아날로그이기 때문에 아날로그 인터페이스가 있어야 합니다. 예를 들어, 모든 디지털 무선 신호 수신기에는 신호 수신의 첫 번째 단계를 수행하는 아날로그 전치 증폭기가 있습니다.

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