
【電】 analog voltage
analogy
【化】 analogy
tension; voltage
【化】 voltage
【醫】 electric tension; voltage
在電氣工程領域,"類比電壓"(英文:Analog Voltage)指一種連續變化的電壓信號,其數值隨時間在特定範圍内平滑變化,能夠精确表示物理量(如溫度、壓力、聲音等)的連續變化特性。以下是詳細解釋:
連續性與無限分辨率
類比電壓在時域和幅值上均具有連續性,理論上可呈現無限個數值狀态。例如,溫度傳感器輸出的電壓信號可能從0V逐漸升至5V,中間經曆所有可能的電壓值(如1.234V、2.789V等),而非跳躍式變化。
數學表達:
$$
V(t) = f(t), quad t in [t_0, t_1]
$$
其中 ( V(t) ) 為隨時間連續變化的電壓函數。
與數字電壓的本質區别
數字電壓僅代表離散狀态(如0/1、高/低電平),而類比電壓通過連續幅值傳遞信息。例如,在ADC(模數轉換器)中,類比電壓輸入被量化為有限數字值輸出。
信號生成與測量
常見于傳感器輸出(如熱電偶、應變片)、音頻信號放大器及模拟控制電路。例如,麥克風将聲波轉換為連續電壓波形,其幅值正比于聲壓強度。
電路設計中的關鍵參數
IEEE 100《電氣與電子術語标準詞典》明确将"analog voltage"歸類為連續時間連續幅值的電信號(标準編號:IEEE Std 100-2000)。
Sedra/Smith著《微電子電路》強調類比電壓在運算放大器設計中的核心地位,其連續性允許精确的數學運算(如積分、微分)。
注:本文術語定義基于國際電氣工程共識,部分表述參考《牛津電子工程詞典》(Oxford Dictionary of Electronics)的"analog signal"條目。
“類比電壓”并非獨立存在的物理概念,而是通過類比方法幫助理解電壓的一種教學手段。以下是詳細解析:
電壓(Voltage)是電勢差的體現,表示單位電荷在電場中移動時獲得的能量差,單位為伏特(V)。其方向由高電位指向低電位。
類比法通過水壓與水流的關系模拟電壓與電流的關系,降低抽象概念的理解難度。具體表現為:
通過實驗(如水流模拟電路)建立直觀認知,再逐步過渡到抽象理論,符合認知規律。
提示:類比法需結合真實物理公式學習,例如電壓公式可表示為:
$$
U = frac{W}{q}
$$
其中$U$為電壓,$W$為電場力做功,$q$為電荷量。
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