模擬電子設(shè)計更像一門藝術(shù)
目前，數(shù)字電子迅猛發(fā)展，相信大家有目共睹，毋庸置疑，傳統(tǒng)的隸屬于模擬電子的很多功能，都被今天的數(shù)字電子輕而易舉的實現(xiàn)了，甚至20世紀(jì)80年代初期，許多專家曾預(yù)言模擬電路即將消失，然而，時至今日，對模擬電路設(shè)計人員的需求依舊十分緊缺，數(shù)字電路如此的飛速發(fā)展并未能使當(dāng)初的預(yù)言得以實現(xiàn)。“如果你無法用數(shù)字的方法來實現(xiàn)的話，它就可以用模擬的方式來完成”，有人這樣反駁道。
如果從微觀上來講，拿電流來說，其實質(zhì)是由電子的遷移運動形成的，而電子是一個一個的粒子，考慮單個粒子是具有數(shù)字性的，由于電子的粒子性使得電流不可能為純粹的直流，而總是會有波動。
有這樣一種說法：“物理世界本來就是模擬的”，至少從宏觀上來說，自然界的信號，確實是模擬量。即便是純粹的數(shù)字電路，當(dāng)它們推向運算的極限時，還是要呈現(xiàn)模擬的特性行為，因此熟練掌握模擬設(shè)計的原理和技術(shù)，對于任何一名電子工程師來說，都是一筆寶貴的財富。
為什么說模擬電路是一門藝術(shù)，是因為模擬電路的設(shè)計有很多的不確定性，每個人設(shè)計出來的電路都不一樣，很多情況下，不能通過簡單的邏輯推理和運算得到確定的輸出結(jié)果，更多的需要設(shè)計者的設(shè)計經(jīng)驗，甚至需要靠直覺來判斷，需要權(quán)衡各方面的因素，選擇一個較好的折衷方案。
就拿運算放大器來說，比較重要的參數(shù)有：
♦ 輸入失調(diào)電壓 ♦ 增益帶寬積 ♦ 輸入失調(diào)電流 ♦ 輸入阻抗 ♦ 共模抑制比 ♦ 輸出電壓擺幅 ♦ 轉(zhuǎn)換速率(壓擺率)
當(dāng)然還有其它很多的參數(shù)，比如功耗、噪聲等等。這些都是我們在實際使用中需要考慮的因素，我們希望放大器具有高的增益來實現(xiàn)小信號的放大作用;具有較小的輸入失調(diào)電壓和電流來減少輸出信號的失真;較高的輸入阻抗可以減小信號的在信號源內(nèi)阻上的損耗;較大的共模抑制比可以抑制溫漂和零點漂移;輸出電壓擺幅指的是輸出電壓的最大值和最小值之差，當(dāng)然這個值也是越大越好;轉(zhuǎn)換速率，也稱壓擺率，它衡量的是一個運放在速度方面的指標(biāo)，尤其在高速運放的大信號處理中尤為重要。
如此多的指標(biāo)互相制約，這就給工程師的設(shè)計帶來了很多難題，會導(dǎo)致一個多維優(yōu)化的問題，這里有一個“多邊形法則”，需要根據(jù)情況在實際設(shè)計中靈活運用，當(dāng)然，我們可以利用軟件對模擬電路進行仿真，因此工程師不需要對每一個參數(shù)進行詳細(xì)的計算，但需要理解電路的原理，才能夠?qū)Ψ抡娴慕Y(jié)果進行解釋，進而有針對性地調(diào)整電路或元件，而“不要讓計算機代替你去思考”。
