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原文链接：Common Analog, Digital, and Mixed-Signal Integrated Circuits (ICs)

承接上篇博客：IC基础知识（2）模拟和数字电子学导论

博客首页：李锐博恩

该教程概述了电气工程师经常将其集成到其设计中的集成电路。
注：知识搬运，侵联删！

正文

在上一教程中，我们讨论了模拟IC和数字IC的区别，现在我们准备研究在许多电子系统中起重要作用的特定类型的集成电路。但是，您可能已经注意到我们引入了第三类：除了模拟和数字IC，我们还有混合信号IC。顾名思义，混合信号组件在同一封装中包括模拟和数字电路。这种结合可以产生复杂的，高度集成的功能，这对现代电子设备的设计至关重要。

数字IC

如今，纯数字集成电路已不像人们想象的那样普遍。数字电路通常并入微控制器或专用集成电路（ASIC）中，这些微控制器或专用集成电路也包括模拟电路，这意味着它们属于混合信号类别。

逻辑

尽管离散逻辑有些过时，但仍在制造和使用中。该术语指的是各个逻辑门以及基于低复杂度逻辑门的设备，例如触发器，多路复用器，计数器和寄存器。

离散逻辑重要性降低的原因之一是复杂的可编程逻辑器件（CPLD）和现场可编程门阵列（FPGA）提供的更高的性能和效率。这些IC使工程师可以通过使用硬件描述语言（HDL）“编写”电路，然后将配置数据加载到设备中来实现定制的数字功能。

这是FPGA开发板的示例。

内存

内存是数字和混合信号系统的关键要素。不同类型的存储器包括动态随机存取存储器（DRAM），静态随机存取存储器（SRAM）和非易失性存储器（例如闪存）。尽管闪存和RAM存在于无数电子设备中，但由于存储器通常集成到其他类型的设备中，因此存储IC并不是特别常见。

处理器

微处理器是先进的计算设备，代表了数字电路设计的最高要求。电气工程师经常使用两种类型的处理器IC：微控制器，包括各种外设，例如模数转换器，计时器和通信模块；以及针对数学运算进行了优化的数字信号处理器（DSP）。

此图传达了中央处理器（CPU），处理器和微控制器之间的差异。

模拟IC

也许最广泛和最基础的模拟IC是运算放大器（op-amp）。这些高度通用的设备不仅仅用于基本信号放大，而且制造商已经生产出功能，封装尺寸和性能规格各异的设备。该系列教程的下一章提供了有关运算放大器的特性和应用的大量信息。

该运算放大器将执行同相放大。

运算放大器不是放大器IC的唯一重要类别。仪表放大器具有差分输入，并且各种类型的专用放大器用于例如传感器，音频，视频和工业系统。比较器是设计用于产生数字输出的放大器，也就是说，输出电压通过一直移动到正电源电压或一直移动到负电源电压来对输入信号做出反应。

电压基准IC产生精确，稳定的电压，并经常与数据转换器（在下一节中讨论）结合使用，而模拟滤波器IC（也经常与数据转换器配对）可提供高性能的频率响应。模拟开关和模拟多路复用器使设计人员可以方便地控制或路由模拟信号。

一类特殊的模拟IC是在高（或极高）频率下工作并用于无线通信设备的模拟IC。这些RF（射频）集成电路包括混频器，低噪声放大器（LNA）和功率放大器（PA）。

混合信号IC

关于这类IC，没有太多要说的，因为常见的混合信号设备只是将我们已经讨论过的常见模拟和数字设备的功能组合在一起。

但是，我们确实需要提及构成混合信号电路基础的两个设备：数据转换器。这些设备使在模拟世界中使用数字处理成为可能，因为它们将数据从模拟领域转换为数字领域，反之亦然。模数转换器（ADC）接受连续变化的输入电压，并使用二进制数反复逼近模拟电压；数模转换器（DAC）接受二进制数字作为输入数据并生成相应的模拟波形。

该图传达了模拟信号与该信号的数字近似值之间的差异。

结论

我们简要介绍了模拟，数字和混合信号IC的世界。但是，我们仍然需要讨论另一类极为重要的集成电路：那些有助于我们为电路供电的集成电路。电源IC将成为下一个教程的主题。

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