Почему аналоговая схема имеет больше шума, чем цифровая?

Утверждение о том, что аналоговые схемы имеют многое больше шума, чем в цифровых схемах, — это чрезмерное упрощение. . Вот объяснение почему:

Аналоговые схемы и шум:

* Непрерывные сигналы: Аналоговые схемы работают с непрерывными сигналами, представляющими информацию в виде непрерывно меняющихся уровней напряжения или тока. Эта чувствительность делает их уязвимыми к внешним воздействиям. это можно интерпретировать как нежелательный шум.

* Тепловой шум: Даже без внешних источников случайное движение электронов в компонентах создает тепловой шум. Этот шум присутствует всегда и увеличивается с температурой.

* Шум выстрела: Изменения потока электронов, особенно в полупроводниках, способствуют дробовому шуму.

* Мерцающий шум: Тип низкочастотного шума, который сложно моделировать и который возникает из различных источников в аналоговых схемах.

Цифровые схемы и шум:

* Дискретные сигналы: Цифровые схемы представляют информацию в виде дискретных уровней, обычно «высокого» (1) или «низкого» (0). Такое квантование делает их более устойчивыми к шуму.

* Логические элементы: Цифровые схемы основаны на логических элементах, которые предназначены для надежной работы даже с некоторым шумом. Они имеют встроенные запасы по шуму, которые допускают определенную степень колебаний напряжения, не влияя на логическое состояние.

* Сигналы часов: Многие цифровые схемы работают с использованием синхронизированных часов, помогающих фильтровать высокочастотный шум.

Почему такое упрощение?

* Цифровые схемы все еще имеют шум: Хотя шум менее эффективен, цифровые схемы не застрахованы от него. Внешнее вмешательство может вызвать ошибки и неверные логические операции.

* Уровни шума могут различаться: Уровень шума как в аналоговых, так и в цифровых схемах зависит от конструкции, окружающей среды и диапазона частот.

* Компромиссы: Иногда цифровые схемы предназначены для обработки высокоскоростных данных, что может привести к увеличению шума. Аналогично, аналоговые схемы могут быть разработаны с использованием сложных методов шумоподавления.

Вкратце:

Аналоговые схемы обычно более чувствительны к шуму из-за того, что они полагаются на непрерывные сигналы. Однако разница в уровнях шума не является абсолютной. Как аналоговые, так и цифровые схемы могут иметь шум, и их восприимчивость зависит от различных факторов.

Вот несколько ключевых моментов, которые следует запомнить:

* Шум является фактором как в аналоговых, так и в цифровых схемах.

* Уровни шума зависят от конкретной схемы и применения.

* Цифровым схемам присуща помехоустойчивость, но она не абсолютна.

Для проектирования и реализации устойчивых и надежных систем важно понимать специфические шумовые характеристики каждого типа схемы.