對數波電路

❶ 什麼叫數字電路什麼叫模擬電路他們的區別是什麼

1、特點不同

模擬電路的特點：

（1）函數的取值為無限多個；

（2）當圖像信息和聲音信息發生變化時，信號的波形也發生變化，即模擬信號所傳輸的信息包含在其波形中（信息變化的規律直接反映在振幅、頻率和相位的變化中）。模擬信號）。

（3）一次模擬電路主要解決兩個方面：1個放大和2個信號源。

（4）模擬信號具有連續性。

數字電路的特點：

（1）同時具有算術運算和邏輯運算功能。

數字電路是基於二進制邏輯代數的。它利用二進制數字信號，既能進行算術運算又能方便地進行邏輯運算（與、或、非、判斷、比較、處理等），非常適合於運算、比較、存儲、傳輸、控制、決策等應用。

（2）實現簡單，系統可靠。

基於二進制系統的數字邏輯電路具有較高的可靠性清枯。電源電壓的小波動對其沒有影響，溫度和工藝偏差對其可靠性的影響比模擬電路答睜洞小得多。

（3）集成度高，功能實現容易。

集成度高、體積小、功耗低是數字電路的突出優點。電路的設計、維護和維護靈活方便。隨著集成電路技術的飛速發展，數字邏輯電路的集成度越來越高。集成電路塊的功能隨著小規模集成電路（SSI）、中規模集成電路（MSI）、大規模集成電路（LSI）、超早銀大規模集成電路（VLSI）。

開發也從組件級、設備級、組件級、板級上升到系統級。電路的設計和組成只需要通過一些標準的集成電路塊單元進行連接。對於非標准專用電路，可編程邏輯陣列電路也可以通過編程實現任意邏輯功能。

2、分類不同

模擬電路可分為標准模擬電路和專用模擬電路兩大類。

（1）標准模擬電路包括放大器介面電路、數據轉換器、比較器、穩壓器和基準電路等。

（2）專用模擬電路市場是指在消費類電子產品、計算機、通信、汽車和工業其它部門應用的電路。

數字電路分類：

（1）組合邏輯電路

組合電路，由最基本的邏輯門電路組成。其特點是輸出值僅與當時的輸入值有關，即輸出值僅由當時的輸入值決定。電路無記憶功能，輸出狀態隨輸入狀態變化，類似於電阻電路，如加法器、解碼器、編碼器、數據選擇器等。

（2）時序邏輯電路

順序電路是由最基本的邏輯門電路和反饋邏輯電路（輸出到輸入）或器件組成的，它與組合電路有著本質上的區別，因為它具有記憶功能。時序電路的特點是輸出不僅取決於當時的輸入值，還取決於電路的過去狀態。

它類似於含有儲能元件的電感或電容電路，如觸發器、鎖存器、計數器、移位寄存器、存儲器等電路都是時序電路的典型組成部分。

(1)對數波電路擴展閱讀：

模擬電路功能：

（1）放大電路：用於信號的電壓、電流或功率放大。

（2）濾波電路：用於信號的提取、變換或抗干擾。

（3）運算電路：完成信號的比例、加、減、乘、除、積分、微分、對數、指數等運算。

（4）信號轉換電路：用於將電流信號轉換成電壓信號或將電壓信號轉換為電流信號、將直流信號轉換為交流信號或將交流信號轉換為直流信號、將直流電壓轉換成與之成正比的頻率??

（5）信號發生電路：用於產生正弦波、矩形波、三角波、鋸齒波。

（6）直流電源：將220V、50Hz交流電轉換成不同輸出電壓和電流的直流電，作為各種電子線路的供電電源。

❷ 指數運算和對數運算電路

指數運算和對數運算電路通過二極體特性實現。

這些電路與微積分電路不同，它們基於二極體的正向曲線擬合，原理上不涉及微分方程，因此設計較為簡單。

二極體直流特性包括反向飽和電流I_S和溫度電壓U_T，數值范圍分別約為0.1nA~10nA和20mV~50mV，參考值約為26mV。

利用這些特性，可以設計出指數和對數運算電路。設計難點在於選擇合適的電阻和輸入電壓。

設計電路時，可以採用集成運放構建比例放大電路作為基礎，以實現運算功能。

具體設計包括微分運算電路，輸入信號可以為正弦波、方波或三角波。同時，差分放大器採用任意波形的雙路同相位輸出，利用兩個運放來搭建電路。

通過驗證電路功能，可以擬合得到參數I_S和U_T，並通過推導得出輸出電壓與輸入電壓的關系。輸出電流I_D通常在0.1mA~20mA范圍內。

在使用任意波形發生器時，需要注意負載電阻的大小或採用實測輸入信號，並確保高Z或50Ω設置。選擇合適的頻率進行濾波。

任意波形發生器的兩路輸出通常以交流形式出現。當設置相位相等時，兩路信號會相互增強或削弱，具體取決於信號頻率。

任意波形發生器的內阻與微分電路中的電容組成低通濾波器，其截止頻率取決於內阻和電容的組合。具體值可通過計算確定。

方波信號通過低通濾波後，高頻諧波被削弱，形成平滑的正弦波形，這是因為低通濾波器可以濾除高於截止頻率的高頻分量。

對於指數運算電路，正常工作范圍通常在輸入電壓U_D大約為0.299V~0.437V范圍內，具體取決於I_S和U_T參數。對數運算電路的輸入電壓范圍則通常在0.001V~2V之間，取決於電阻配置。

❸ 方波,正弦波,三角波信號是如何產生的

信號發生器一般區分為函數信號發生器及任意波形發生器，而函數波形發生器在設計上又區分出模擬及數字合成式。眾所周知，數字合成式函數信號源無論就頻率、幅度乃至信號的信噪比（S/N）均優於模擬，其鎖相環（PLL）的設計讓輸出信號不僅是頻率精準，而且相位抖動(phaseJitter)及頻率漂移均能達到相當穩定的狀態，但畢竟是數字式信號源，數字電路與模擬電路之間的干擾，始終難以有效克服，也造成在小信號的輸出上不如模擬式的函數信號發生器。
談及模擬式函數信號源，結構圖如下：
這是通用模擬式函數信號發生器的結構，是以三角波產生電路為基礎經二極體所構成的正弦波整型電路產生正弦波，同時經由比較器的比較產生方波。
而三角波是如何產生的，公式如下：
換句話說，如果以恆流源對電容充電，即可產生正斜率的斜波。同理，右以恆流源將儲存在電容上的電荷放電即產生負斜率的斜波，電路結構如下：
當I1=I2時，即可產生對稱的三角波，如果I1>>I2，此時即產生負斜率的鋸齒波，同理I1<<I2即產生正斜率鋸齒波。
再如圖二所示，開關SW1的選擇即可讓充電速度呈倍數改變，也就是改變信號的頻率，這也就是信號源面板上頻率檔的選擇開關。同樣的同步地改變I1及I2，也可以改變頻率，這也就是信號源上調整頻率的電位器，只不過需要簡單地將原本是電壓信號轉成電流而已。
而在占空比調整上的設計有下列兩種思路：
1、頻率（周期）不變，脈寬改變，其方法如下：
改變電平的幅度，亦即改變方波產生電路比較器的參考幅度，即可達到改變脈寬而頻率不變的特性，但其最主要的缺點是占空比一般無法調到20%以下，導致在采樣電路實驗時，對瞬時信號所採集出來的信號有所變動，如果要將此信號用來作模數（A/D)轉換，那麼得到的數字信號就發生變動而無所適從。但不容否認的在使用上比較好調。
2、占空比變，頻率跟著改變，其方法如下：
將方波產生電路比較器的參考幅度予以固定（正、負可利用電路予以切換），改變充放電斜率，即可達成。
這種方式的設計一般使用者的反應是「難調」，這是大缺點，但它可以產生10%以下的占空比卻是在采樣時的必備條件。
以上的兩種占空比調整電路設計思路，各有優缺點，當然連帶的也影響到是否能產生「像樣的」鋸齒波。
接下來PA（功率放大器）的設計。首先是利用運算放大器（OP)，再利用推拉式(push-pull)放大器（注意交越失真Cross-distortion的預防）將信號送到衰減網路，這部分牽涉到信號源輸出信號的指標，包含信噪比、方波上升時間及信號源的頻率響應，好的信號源當然是正弦波信噪比高、方波上升時間快、三角波線性度要好、同時伏頻特性也要好，（也即頻率上升，信號不能衰減或不能減太大），這部分電路較為復雜，尤其在高頻時除利用電容作頻率補償外，也牽涉到PC板的布線方式，一不小心，極易引起振盪，想設計這部分電路，除原有的模擬理論基礎外尚需具備實際的經驗，「TryError」的耐心是不可缺少的。
PA信號出來後，經過π型的電阻式衰減網路，分別衰減10倍（20dB)或100倍（40dB),此時一部基本的函數波形發生器即已完成。（注意：選用π型衰減網路而不是分壓電路是要讓輸出阻抗保持一定）。
一台功能較強的函數波形發生器，還有掃頻、VCG、TTL、TRIG、GATE及頻率計等功能，其設計方式在此也順便一提：
1.掃頻：一般分成線性（Lin)及對數（Log)掃頻；
2.VCG：即一般的FM，輸入一音頻信號，即可與信號源本身的信號產生頻率調制；
上述兩項設計方式，第1項要先產生鋸齒波及對數波信號，並與第2項的輸入信號經過多路器（Multiplexer)選擇，然後再經過電壓對電流轉換電路，同步地去加到圖二中的I1、I2上；
3.TTL同步輸出：將方波經三極體電路轉成0(Low)、5V(High)的TTL信號即可。
但注意這樣的TTL信號須再經過緩沖門（buffer)後才能輸出，以增加扇出數（FanOut)，通常有時還並聯幾個buffer。而TTLINV則只要加個NOTGate即可；
4.TRIG功能：類似OneShot功能，輸入一個TTL信號，則可讓信號源產生一個周期的信號輸出，設計方式是在沒信號輸入時，將圖二的SWI接地即可；
5.Gate功能：即輸入一個TTL信號，讓信號源在輸入為Hi時，產生波形輸出，直到輸入為LOW時，圖二SWI接地而關掉信號源輸出；
6.頻率計：除市場上簡易的刻度盤顯示之外，無論是LED數碼管或LCD液晶顯示頻率，其與頻率計電路是重疊的，方塊圖如下：
2.任意波形發生器，模擬實驗的最佳儀器
任意波形發生器是信號源的一種，它具有信號源所有的特點。我們傳統都認為信號源主要給被測電路提供所需要的已知信號（各種波形），然後用其它儀表測量感興趣的參數。可見信號源在電子實驗和測試處理中，並不測量任何參數而是根據使用者的要求，模擬各種測試信號，提供給被測電路，以達到測試的需要。
信號源有很多種，包括正弦波信號源，函數發生器、脈沖發生器、掃描發生器、任意波形發生器、合成信號源等。一般來講任意波形發生器，是一種特殊的信號源，綜合具有其它信號源波形生成能力，因而適合各種模擬實驗的需要。
一、函數功能，模擬基礎實驗室設計人員的環境
函數信號源是使用最廣的通用信號源，它能提供正弦波、鋸齒波、方波、脈沖串等波形，有的還同時具有調制和掃描能力，眾所周知，在我們的基礎實驗中（如大學電子實驗室、科研機構研究實驗室、工廠開發實驗室等），我們設計了一種電路，需要驗證其可靠性與穩定性，就需要給它施加理想中的波形以辨別真偽。如我們可使用信號源的DC補償功能對固態電路控制DC偏壓電平；我們可對一個懷疑有故障的數字電路，利用信號源的方波輸出作為數字電路的時鍾，同時使用方波加DC補償產生有效的邏輯電平模擬輸出，觀察該電路的運行狀況，而證實故障缺陷的地方。總之利用任意波形發生器這方面的基礎功能，能模擬您基礎實驗室所必須的信號。
二、任意波形，模擬模擬更復雜的信號要求
眾所周知，在我們實際的電子環境所設計的電路在運行中，由於各種干擾和響應的存在，實際電路往往存在各種信號缺陷和瞬變信號，例如過脈沖、尖峰、阻尼瞬變、頻率突變等（見圖1，圖2），這些情況的發生，如在設計之初沒有考慮進去，有的將會產生災難性後果。例如圖1中的a處過尖峰脈沖，如果給一個抗沖能力差的電路，將可能會導致整個設備「燒壞」。確認電路對這樣一個狀況敏感的程度，我們可以避免不必要的損失，該方面的要求在航天、軍事、鐵路和一些情況比較復雜的重要領域尤其重要。
由於任意波形發生器特殊的功能，為了增強任意波形生成能力，它往往依賴計算機通訊輸出波形數據。在計算機傳輸中，通過專用的波形編輯軟體生成波形，有利於擴充儀器的能力，更進一步模擬模擬實驗。同時由於編輯一個任意波形有時需要花費大量的時間和精力，並且每次編輯波形可能有所差異這樣有的任意波形發生器，內置一定數量的非易失性存儲器，隨機存取編輯波形，有利於參考對比；或通過隨機介面通訊傳輸到計算機作更進一步分析與處理。
三、下載傳輸，更進一步實時模擬
在一些軍事、航空、交通製造業等領域中，有些電路運行環境很難估計，在實驗設計完成之後，在現實環境還需要作更進一步實驗，有些實驗的成本很高或者風險性很大（如火車高速實驗時鐵軌變換情況、飛機試機時螺旋槳的運行情況等），人們不可能長期作實驗判斷所設計產品（例如高速火車、飛機）的可行性和穩定性等；我們就可利用有些任意波形發生器波形下載功能，在作一些麻煩費用高或風險性大的實驗時，通過數字示波器等儀器把波形實時記錄下來，然後通過計算機介面傳輸到信號源，直接下載到設計電路，更進一步實驗驗證。
綜上所述，任意波形發生器是電子工程師信號模擬實驗的最佳工具。我們選購時除關心傳統信號源的缺陷——頻率精度、頻率穩定度、幅度精度、信號失真度外，更應關心它編輯與波形生存和下載能力，同時也要注意它的輸出通道數，以便同步比較兩信號的相移特性，更進一步達到模擬實驗狀態。
圖1有尖脈沖的數字信號
圖2有頻率突變的方波

❹ 模擬電路和數字電路的區別是什麼

一、兩者的特點不同：

1、模擬電路的特點：

（1）函數的取值為無限多個。

（2）當圖像信息和聲音信息改變時，信號的波形也改變，即模擬信號待傳播的信息包含在它的波形之中（信息變化規律直接反映在模擬信號的幅度、頻率和相位的變化上）。

（3）初級模擬電路主要解決兩個大的方面：放大、信號源。

（4）模擬信號具有連續性。

2、數字電路的特點：

（1）同時具有算術運算和邏輯運算功能。

（2）實現簡單，系統可靠。以二進製作為基礎的數字邏輯電路，可靠性較強。電源電壓的小的波動對其沒有影響，溫度和工藝偏差對其工作的可靠性影響也比模擬電路小得多。

（3）集成度高，功能實現容易。

二、兩者的概述不同：

1、模擬電路的概述：模擬電路是指用來對模擬信號進行傳輸、變換、處理、放大、測量和顯示等工作的電路。

2、數字電路的概述：用數字信號完成對數字量進行算術運算和邏輯運算的電路稱為數字電路，或數字系統。

三、兩者的應用不同：

1、模擬電路的應用：

（1）放大電路：用於信號的電壓、電流或功率放大。

（2）濾波電路：用於信號的提取、變換或抗干擾。

（3）運算電路：完成信號的比例、加、減、乘、除、積分、微分、對數、指數等運算。

（4）信號轉換電路：用於將電流信號轉換成電壓信號或將電壓信號轉換為電流信號、將直流信號轉換為交流信號或將交流信號轉換為直流信號、將直流電壓轉換成與之成正比的頻率。

（5）信號發生電路：用於產生正弦波、矩形波、三角波、鋸齒波。

（6）直流電源：將220V、50Hz交流電轉換成不同輸出電壓和電流的直流電，作為各種電子線路的供電電源。

2、數字電路的應用：

數字電路與數字電子技術廣泛的應用於電視、雷達、通信、電子計算機、自動控制、航天等科學技術領域。

❺ 模擬電路和數字電路的根本差別是什麼

一、兩者的特點不同：

1、模擬電路的特點：

（1）函數的取值為無限多個。

（2）當圖像信息和聲音信息改變時，信號的波形也改變，即模擬信號待傳播的信息包含在它的波形之中（信息變化規律直接反映在模擬信號的幅度、頻率和相位的變化上）。

（3）初級模擬電路主要解決兩個大的方面：放大、信號源。

（4）模擬信號具有連續性。

2、數字電路的特點：

（1）同時具有算術運算和邏輯運算功能。

（2）實現簡單，系統可靠。以二進製作為基礎的數字邏輯電路，可靠性較強。電源電壓的小的波動對其沒有影響，溫度和工藝偏差對其工作的可靠性影響也比模擬電路小得多。

（3）集成度高，功能實現容易。

二、兩者的概述不同：

1、模擬電路的概述：模擬電路是指用來對模擬信號進行傳輸、變換、處理、放大、測量和顯示等工作的電路。

2、數字電路的概述：用數字信號完成對數字量進行算術運算和邏輯運算的電路稱為數字電路，或數字系統。

三、兩者的應用不同：

1、模擬電路的應用：

（1）放大電路：用於信號的電壓、電流或功率放大。

（2）濾波電路：用於信號的提取、變換或抗干擾。

（3）運算電路：完成信號的比例、加、減、乘、除、積分、微分、對數、指數等運算。

（4）信號轉換電路：用於將電流信號轉換成電壓信號或將電壓信號轉換為電流信號、將直流信號轉換為交流信號或將交流信號轉換為直流信號、將直流電壓轉換成與之成正比的頻率。

（5）信號發生電路：用於產生正弦波、矩形波、三角波、鋸齒波。

（6）直流電源：將220V、50Hz交流電轉換成不同輸出電壓和電流的直流電，作為各種電子線路的供電電源。

2、數字電路的應用：

數字電路與數字電子技術廣泛的應用於電視、雷達、通信、電子計算機、自動控制、航天等科學技術領域。

❻ 運算放大器11種經典電路

運算放大器11種經典電路

一、反相放大器電路

反相放大器電路是運算放大器最基本的應用之一。該電路將輸入信號反相放大，輸出電壓與輸入電壓相位相反。其特點是電路簡單，易於實現，廣泛應用於各種需要電壓放大的場合。

二、同相放大器電路

同相放大器電路的輸出電壓與輸入電壓同相，通過反饋網路實現放大功能。這種電路適合處理微弱信號，如感測器輸出信號，能保持信號的原始相位，避免因反相帶來的相位誤差。

三、差分放大器電路

差分放大器電路主要用於抑制共模信號，放大差模信號。它通過比較兩個輸入端的信號差異來放大信號，對於消除環境中的電磁干擾和電源雜訊特別有效。

四、電壓跟隨器電路

電壓跟隨器電路具有輸入阻抗高、輸出阻抗低的特點。它可以隔離電路中的負載，減小信號損失，提高系統的穩定性。

五、積分器電路

積分器電路用於將輸入信號進行積分運算，輸出與輸入信號的積分值成比例的電壓。它在模擬信號處理中常用於濾波、波形變換等場合。

六、微分器電路

微分器電路與積分器電路相反，它是對輸入信號進行微分運算，輸出與輸入信號的微分值成比例的電壓。這種電路在信號處理中用於提取信號的變化率。

七、對數放大器電路

對數放大器電路用於放大輸入信號的對數值，廣泛應用於音頻信號處理、電子測量等領域。它能夠壓縮輸入信號的動態范圍，提高系統的抗干擾能力。

八、指數放大器電路

指數放大器電路是對數放大器的逆運算電路，它將輸入的對數信號轉換為指數形式的輸出信號。它在信號處理中常用於信號的逆運算和恢復。

九、濾波器電路

濾波器電路利用運算放大器的頻率特性對信號進行濾波處理，包括低通、高通、帶通、帶阻等濾波器。它們能夠濾除信號中的雜訊和干擾，保留有用的頻率成分。

十、鎖相環放大器電路

鎖相環放大器電路是一種相位鎖定的放大電路，它能夠鎖定輸入信號的相位，實現精確的信號放大和傳輸。這種電路在通信、雷達等系統中廣泛應用。

十一、自動增益控制放大器電路

自動增益控制放大器電路能夠自動調整放大器的增益，以適應不同強度的輸入信號。這種電路在接收弱小信號時能夠自動增加增益，保證信號的穩定傳輸。

以上就是運算放大器的11種經典電路。每種電路都有其特定的應用場景和優勢，根據實際需求選擇合適的電路形式，可以實現各種復雜的信號處理功能。

❼ 什麼是模擬電路

模擬電路，處理模擬信號的電子電路，模擬信號的時間和幅度均連續，意味著其可以在某一取值范圍內取無窮多個數值。

模擬信號具有以下特點：其取值無限，信息變化規律直接反映在信號的幅度、頻率和相位的變化上。模擬信號的信息蘊含在波形中，當圖像信息和聲音信息改變時，信號的波形也隨之改變。

模擬電子技術主要涵蓋多個章節，包括半導體器件，放大電路的基本原理和分析方法，放大電路的頻率響應，功率放大，集成放大電路，放大電路的反饋，模擬信號運算電路，信號處理電路，波形發生電路，直流電路。

半導體器件部分，包括半導體特性，半導體二極體，雙極結性三極體，場效應三級管等。放大電路部分，涉及單管共發射極放大電路，雙極性三極體的三組態---共射共基共集，場效應管放大電路，多級放大等。

頻率響應部分，包括單管共射放大電路的頻響，多級放大電路的頻響。功率放大部分，包括互補對稱功率放大電路，OTL和OCL電路。集成放大電路部分，涉及偏置電路，差分放大電路，中間級，輸出級。反饋部分，探討正反饋和負反饋，負反饋的分析。

運算電路部分，涵蓋理想運放的特點（虛短虛地），比例運放（反向比例運放,同向比例運放，差分比例運放），求和電路（反向輸入求和，同向輸入求和），積分電路，微分電路，對數電路，指數電路，乘法電路，除法電路。

信號處理電路部分，包括有源濾波器（低通LPF，高通HPF。帶通BPF，帶阻BEF），電壓比較器（過零比較器，單限比較器,滯回比較器，雙限比較器）。

波形發生電路部分，包括正弦波振盪電路（條件，組成，分析步驟），RC正弦波振盪電路（RC串並聯網路選頻特性），LC正弦波振盪電路（LC並聯網路選頻特性 電感三點式 電容三點式），石英晶體振盪器，非正弦波振盪器（矩形波，三角波，鋸齒形發生器）。

直流電路部分，涵蓋單相整流電路，濾波電路（電容濾波，電感濾波 ,復式濾波），倍壓整流電路（二倍壓整流電路，多倍壓整壓電路），串聯型直流穩壓電路。