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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,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。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。模拟电路的调制方式有AM、FM、PM三种,分别对应着数字电路当中的ASK、FSK、PSK。数字电路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、对数运算在模拟电路中,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电路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)。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刻的值,再做减法运算。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
其中,基尔霍夫第一定律为基尔霍夫电流定律,第二定律为基尔霍夫电压定律,基尔霍夫电流定律(KCL)任一集总参数电路中的任一节点,在任一瞬间流出(流入)该节点的所有电流的代数和恒为零,即就参考方向而言,流出节点的电流在式中取正号,流入节点的电流取负号。基尔霍夫电流定律是电流连续性和电荷守恒定律在电路中的体现。它可以推广应用于电路的任一假想闭合面。基尔霍夫电压定律(KVL)任一集总参数电路中的任一回路,在任一瞬间沿此回路的各段电压的代数和恒为零,即电压的参考方向与回路的绕行方向相该电压在式中取正号,否则取负号。基尔霍夫电压定律是电位单值性和能量守恒定律在电路中的体现。它可推广应用于假想的回路中。
下面我们一起看这两个定律相关的应用及例题。
.发光频谱:
发光二极管所发射的光波长,常因其所用的材料而异。图6所表示是各种发光
二极管的发光频谱。砷化镓的红外线发光二极管,其峰值发光波长为940~950 nm,
而人不能看到的光波长,大概就在900 nm以上,这也就是红外线的光我们人眼所
不能看到的原因。图中虚线部分,是Si质光电晶体的相对分光感度,光电晶体的
感光范围很大,其范围由500nm到1100nm,而其感光峰值约在800nm左右,
光电晶体除了平常用来做可见光线侦测外,也常用来做红外线接收器。但使用光电
晶体当红外线接收器时,须注意其它光线的干扰,为排除干扰可以在接收器的放大
部份加入一带通滤波器,以让红外线发光二极管发射出来光线的频率通过,如此可
以减少很多不必要的干扰。
图3发光二极管的发光频谱
4.方向特性
红外线发光二极管的发射强度因发射方向而异。方向的特性如图4,图的发射强
度是以*大值为基准,方向角度即为发射强度的相对值。当方向角度为零度时,其
放射强度定义为100%,当方向角度越大时,其放射强度相对的减少,发射强度如由
光轴取其方向角度一半时,其值即为峰值的一半,此角度称为方向半值角,此角度
越小即代表元件之指向性越灵敏。一般使用红外线发光二极管均附有透镜,使其指
向性更灵敏,而图4(a)的曲线就是附有透镜的情况,方向半值角大约在± 7°。另
外每一种编号的红外线发光二极管其幅射角度亦有所不同,图4 (b)所示之曲线为另
一种编号之元件,方向半值角大约在± 50°,详细之幅射角度之比较,可参阅表1。