文章目錄
- 寫在前面
- 正文
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- 數字IC
- 邏輯
- 記憶體
- 處理器
- 模拟IC
- 混合信号IC
- 結論
- 交個朋友
承接上篇部落格：IC基礎知識（2）模拟和數字電子學導論
部落格首頁：李銳博恩
該教程概述了電氣工程師經常将其內建到其設計中的內建電路。
注：知識搬運，侵聯删！
在上一教程中，我們讨論了模拟IC和數字IC的差別，現在我們準備研究在許多電子系統中起重要作用的特定類型的內建電路。但是，您可能已經注意到我們引入了第三類：除了模拟和數字IC，我們還有混合信号IC。顧名思義，混合信号元件在同一封裝中包括模拟和數字電路。這種結合可以産生複雜的，高度內建的功能，這對現代電子裝置的設計至關重要。
如今，純數字內建電路已不像人們想象的那樣普遍。數字電路通常并入微控制器或專用內建電路（ASIC）中，這些微控制器或專用內建電路也包括模拟電路，這意味着它們屬于混合信号類别。
盡管離散邏輯有些過時，但仍在制造和使用中。該術語指的是各個邏輯門以及基于低複雜度邏輯門的裝置，例如觸發器，多路複用器，計數器和寄存器。
離散邏輯重要性降低的原因之一是複雜的可程式設計邏輯器件（CPLD）和現場可程式設計門陣列（FPGA）提供的更高的性能和效率。這些IC使工程師可以通過使用硬體描述語言（HDL）“編寫”電路，然後将配置資料加載到裝置中來實作定制的數字功能。
這是FPGA開發闆的示例。
記憶體是數字和混合信号系統的關鍵要素。不同類型的存儲器包括動态随機存取存儲器（DRAM），靜态随機存取存儲器（SRAM）和非易失性存儲器（例如閃存）。盡管閃存和RAM存在于無數電子裝置中，但由于存儲器通常內建到其他類型的裝置中，是以存儲IC并不是特别常見。
微處理器是先進的計算裝置，代表了數字電路設計的最高要求。電氣工程師經常使用兩種類型的處理器IC：微控制器，包括各種外設，例如模數轉換器，計時器和通信子產品；以及針對數學運算進行了優化的數字信号處理器（DSP）。
此圖傳達了中央處理器（CPU），處理器和微控制器之間的差異。
也許最廣泛和最基礎的模拟IC是運算放大器（op-amp）。這些高度通用的裝置不僅僅用于基本信号放大，而且制造商已經生産出功能，封裝尺寸和性能規格各異的裝置。該系列教程的下一章提供了有關運算放大器的特性和應用的大量資訊。
該運算放大器将執行同相放大。
運算放大器不是放大器IC的唯一重要類别。儀表放大器具有差分輸入，并且各種類型的專用放大器用于例如傳感器，音頻，視訊和工業系統。比較器是設計用于産生數字輸出的放大器，也就是說，輸出電壓通過一直移動到正電源電壓或一直移動到負電源電壓來對輸入信号做出反應。
電壓基準IC産生精确，穩定的電壓，并經常與資料轉換器（在下一節中讨論）結合使用，而模拟濾波器IC（也經常與資料轉換器配對）可提供高性能的頻率響應。模拟開關和模拟多路複用器使設計人員可以友善地控制或路由模拟信号。
一類特殊的模拟IC是在高（或極高）頻率下工作并用于無線通信裝置的模拟IC。這些RF（射頻）內建電路包括混頻器，低噪聲放大器（LNA）和功率放大器（PA）。
關于這類IC，沒有太多要說的，因為常見的混合信号裝置隻是将我們已經讨論過的常見模拟和數字裝置的功能組合在一起。
但是，我們确實需要提及構成混合信号電路基礎的兩個裝置：資料轉換器。這些裝置使在模拟世界中使用數字處理成為可能，因為它們将資料從模拟領域轉換為數字領域，反之亦然。模數轉換器（ADC）接受連續變化的輸入電壓，并使用二進制數反複逼近模拟電壓；數模轉換器（DAC）接受二進制數字作為輸入資料并生成相應的模拟波形。
該圖傳達了模拟信号與該信号的數字近似值之間的差異。