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正 文

【在艾为】我如何用一盆红烧肉,给吃瓜群众们解释模拟和数字电路的差别?

(2018-8-17 18:38)



前段时间回家,正好亲戚到我家来聚会,七大姑八大姨饭桌上好久没见面,一起聊天聊着聊着就聊到了我的工作。

亲戚:听说你前段时间去了一家新公司,你们公司做什么的啊?

我:我们公司做集成电路的,有功放啊,射频啊,闪光灯啊,呼吸灯啊很多啊……

亲戚A:…………(一脸懵逼状)

亲戚B:不懂。

亲戚C(供电局的):你一个大学生,用通俗易懂的东西告诉我们,你们做什么,让我们也学习学习,我们跟着年轻人多学习学习,以后也可以跟我们孙子孙女讨论讨论……


当时我的内心是崩溃的:这叫我怎么讲?!我也学了好几年才慢慢从初窥门径的“小白”,逐渐转变为一个初出茅庐的工程师呀!完了完了,这下在亲戚长辈们面前啥都说不出来,用专业术语他们又听不懂,看来是要出丑了,嘤嘤嘤……

专业解释篇

集成电路就是数字电路和模拟电路,首先要搞清什么是数字信号、什么是模拟信号。



随处可见的自然信号都是模拟信号,模拟信号在时间上和取值上都是连续的,画出来就是一条连续的曲线,可以完全地“模拟”自然信号。


数字信号在时间上和取值上都是不连续的。数字信号存在“采样”,数字信号的值只能在采样点变化。数字信号存在“量化”,数字信号的值只能取到一些不连续的固定值,比如只能取0,1,2,3,不能取到中间的1.1,1.2,1.428571……数字电路中使用的数字信号一般只能取0和1。



接下来的解释就简单了:使用、处理模拟信号的电路,就是模拟电路;使用、处理数字信号的电路,就是数字电路。同时处理模拟和数字信号的电路(比如数模转换器、数控振荡器),被称为数模混合电路,但是要强行二分归类的话一般归入模拟电路。


至于用什么原件搭,并不是重点。MOSFET、BJT 甚至真空电子管,都是既可以搭数字电路,又可以搭模拟电路。集成电路里更是把模拟电路和数字电路集成在同一块芯片上,因为它们使用的原件基本是一样的。


常见的电路里一般绝大多数都是数字电路,因为大规模数字电路设计起来比大规模模拟电路容易太多太多了,所以模拟电路计算机很早就被淘汰了。现在的模拟电路一般集中在输入输出和电源模块上,比如无线或有线收发机、时钟生成电路、带隙基准源等。而运算电路基本全部由数字电路完成。


想到以上内容,我就开始纠结怎么跟一群没有任何电路基础的“吃瓜群众”解释这么多内容呢?就在我准备拿起筷子夹菜,顺便换个话题,哈哈几声就掩饰过去时,我的余光突然扫到了一盆红、烧、肉!

我的灵感

一下子就

蹭蹭蹭

冒上来了

我:要想了解集成电路呢,首先需要知道模拟电路和数字电路哈,那什么是模拟电路和数字电路呢?那我就用红烧肉来打个比方。(用筷子戳戳红烧肉,心想还是先忽悠过去了再吃吧,流口水ing)


#关于量化#

模拟电路就是,去菜市场买半斤猪肉,小贩一切一称就卖给你了。


数字电路就是,小贩说对不起我们只有1斤这种规格的卖,你要么不买要么买1斤。


关于数模转换

模拟电路就是,你钱包有RMB,猪肉也是按照RMB标价的;


数字电路就是,你钱包里只有一些大大小小的金块,小贩说对不起,我们不收金块,你得去找地方换,这就是所谓的“数模转换”


#关于数字信号的抗干扰性#



模拟电路就是,你把你要的半斤猪肉带回家,一路上漫天都飞着苍蝇,这些苍蝇要么来从你的猪肉上啃下来一小块,要么还给你送来一小块粘在上面,回家一看,半斤猪肉要么变成了六两要么变成了四两;


数字电路就是,你不得不把从小贩那里买来的1斤猪肉带回家。同时,你也学会了小贩的风格,跟苍蝇说,你要么把整块猪肉都拿走,要么拿整块猪肉来。苍蝇照做了,但是苍蝇体力有限,回家发现买的1斤猪肉没多也没少。可以看出,数字信号的抗干扰性更强。


关于两种信号的处理器件


模拟电路就是,你想把猪肉做成腊肉放起来,于是用盐腌上,往罐子里一放就搞定了;


数字电路就是,你发现居然还要用加法器来加盐,然后要用存储器来放腌肉。同时你发现同样是加盐,你可以选择带不带进位。同样是存储,你可以选择永久存储或者睡一觉醒来腌肉就不见了的存储方法,于是你脑洞很大的开发了很多种腌肉的方法。


也就是说,模拟信号和数字信号处理器件不同,且数字信号处理更灵活多变。


——

在绞尽脑汁为“吃瓜群众”们解释了模拟电路和数字电路的差异后,我看着对面一张张震惊的脸,愉快地吃下了我梦寐以求的第一块红烧肉


其实,集成电路是一门非常高深的学问,绝不像我说的“一盆红烧肉”那么简单。做芯片,需要每一位工程师沉下心,去钻研、去探索……正如之前有艾为小伙伴的一篇文章所写的那样:“做模拟芯片,就如同酿造茅台。”

希望今后,能够有更多志同道合的小伙伴加入艾为大家庭,用艾为人特有的严谨和用心,让我们的团队始终保持着足够的竞争力和高速发展,让艾为芯成为“中国芯”的优秀代表之一!






评 论
2楼 52RD网友 发表于 2018-9-29 14:17 回复
虽然不恰当。。。蛮装逼的
1楼 52RD网友 发表于 2018-8-30 11:43 回复
虽然不恰当。。。蛮装逼的
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