最近一段时间,本坛又有几帖讨论模拟电路与数字电路的关系。 其实这个问题,先前已经讨论过多次了。网友各抒己见,有说所有电路都是模拟电路,数字电路只是模拟电路的一部分的;有说模拟电路和数字电路各成系统,井水不犯河水的;有说线性的就是模拟电路,非线性的就是数字电路的……不一而足。 昨天忽然想到这个问题,便一直想下去,却总也想不出个结果。现在将所想到的贴出来,再和各位讨论讨论。 首先我们讨论的是电路,油路水路气路都不在讨论范围。 说到电,人类最早研究的是静电。静电因为不能产生持续的电流,一般不认为那是电路。只有在伏打于1799年发明了电池之后,能够产生持续的电流了,才有了电路。 最早的几个著名电路是: 1800年尼科尔逊电解水,随后戴维于1807年用电解法还原出金属钠和金属钾,后来又得到金属钙、镁等。 1820年奥斯特发现通有电流的导线可以使磁针偏转。 1826年欧姆通过实验总结出后人所称的欧姆定律。 1831年法拉第发现电磁感应定律。 现在的问题是:这些著名的电路,例如欧姆做实验的电路,是不是模拟电路? 你可以选择“是”,也可以选择“否”。 有些人选择“是”。他们选择“是”的理由是:欧姆实验中的电动势电流等都是可以连续变化的,当然这是模拟电路。 此论言之有理。 选择了“是”,那么没有一个电路不是模拟电路,包括数字电路在内。选择“是”的人认为数字电路只是模拟电路的一部分,用数学语言说,数字电路是模拟电路的一个真子集。 不过,既然所有的电路都是模拟电路,又何必在电路前面加上“模拟”二字呢? 还有一些人选择“否”。他们选择“否”的理由是:模拟和数字是对信号而言的。处理模拟信号的电路就是模拟电路,处理数字信号的电路就是数字电路,不处理信号的电路那就既不是模拟电路也不是数字电路。 此论也言之有理。 不过,这样一来,“模拟是数字的基础”就不成立了。世界上第一个处理信号的电路是1837年莫理斯发明的电报——有线电报。众所周知,电报是由导线中电流“有”和“无”来传输信号的,所以电报毫无疑问是数字电路。数字电路的发明比第一个模拟电路——贝尔于1876年发明的电话早了差不多40年。 忽然又想到,电报不仅是数字电路,而且电报是串行传输信号的——只有一条线,电报还是异步的——没有同步信号,所以电报还是第一个异步串行口。千万别以为有了计算机之后才有异步串行口,早在计算机之前,甚至爱迪生发明电灯之前,甚至西门子发明发电机之前,就有了同步串行口了。 有没有既是模拟又是数字的信号?我们都知道,两台计算机要通过电话线传递信息,需要用调制解调器。发送的一方用调制器,接收的一方用解调器。调制解调器在电话线上传送的信号,用示波器看,虽然有些歪歪扭扭,大体上看着和正弦波差不太多(调相),这应该说是模拟信号。可是,它是离散取值的,就是说,是数字信号。倒底是什么,我也拿不准。 看来,模拟与数字的关系,还得继续讨论下去。
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