Về cơ bản, tất cả các mạch là tương tự. Vấn đề với việc thực hiện tính toán với điện áp hoặc dòng điện tương tự là sự kết hợp giữa nhiễu và méo. Các mạch tương tự phải chịu nhiễu và rất khó để tạo ra các mạch tương tự tuyến tính trên các đơn đặt hàng cường độ lớn. Mỗi giai đoạn của một mạch tương tự sẽ thêm nhiễu và / hoặc biến dạng cho tín hiệu. Điều này có thể được kiểm soát, nhưng nó không thể được loại bỏ.
Về cơ bản, các mạch kỹ thuật số (cụ thể là CMOS) đã xử lý toàn bộ vấn đề này bằng cách chỉ sử dụng hai cấp độ để thể hiện thông tin, với mỗi giai đoạn tái tạo tín hiệu. Ai quan tâm nếu đầu ra giảm 10%, nó chỉ phải ở trên hoặc dưới một ngưỡng. Ai quan tâm nếu đầu ra bị biến dạng 10%, một lần nữa nó chỉ phải ở trên hoặc dưới một ngưỡng. Ở mỗi ngưỡng so sánh, tín hiệu cơ bản được tái tạo và các vấn đề nhiễu / phi tuyến / v.v. lột ra. Điều này được thực hiện bằng cách khuếch đại và cắt tín hiệu đầu vào - một biến tần CMOS chỉ là một bộ khuếch đại rất đơn giản được chế tạo với hai bóng bán dẫn, hoạt động vòng hở như một bộ so sánh. Nếu mức được đẩy vượt ngưỡng, thì bạn sẽ gặp một chút lỗi. Bộ xử lý thường được thiết kế để có tỷ lệ lỗi bit theo thứ tự 10 ^ -20, IIRC. Bởi vì điều này, các mạch kỹ thuật số cực kỳ mạnh mẽ - chúng có thể hoạt động trong một phạm vi điều kiện rất rộng bởi vì tuyến tính và nhiễu về cơ bản không phải là vấn đề. Nó hoạt động gần như không đáng kể với các số 64 bit. 64 bit đại diện cho 385 dB của dải động. Đó là 19 mệnh lệnh cường độ. Không có cách nào trong địa ngục bạn sẽ đến bất cứ nơi nào gần đó với các mạch tương tự. Nếu độ phân giải của bạn là 1 picovolt (10 ^ -12) (và điều này về cơ bản sẽ bị ngập ngay lập tức bởi nhiễu nhiệt) thì bạn phải hỗ trợ giá trị tối đa là 10 ^ 7. Đó là 10 megavol. Hoàn toàn không có cách nào để vận hành trên loại dải động đó trong tương tự - đơn giản là không thể. Một sự đánh đổi quan trọng khác trong mạch tương tự là băng thông / tốc độ / thời gian đáp ứng và nhiễu / dải động. Mạch băng thông hẹp sẽ loại bỏ nhiễu trung bình và hoạt động tốt trên một dải động rộng. Sự đánh đổi là họ chậm. Mạch băng thông rộng thì nhanh, nhưng nhiễu là vấn đề lớn hơn nên phạm vi động bị hạn chế. Với kỹ thuật số, bạn có thể ném bit vào vấn đề để tăng phạm vi động hoặc tăng tốc độ bằng cách thực hiện song song hoặc cả hai.
Tuy nhiên, đối với một số hoạt động, analog có lợi thế - nhanh hơn, đơn giản hơn, tiêu thụ điện năng thấp hơn, v.v. Kỹ thuật số phải được lượng tử hóa theo cấp độ và thời gian. Analog là liên tục trong cả hai. Một ví dụ trong đó chiến thắng tương tự là trong máy thu radio trong thẻ wifi của bạn. Tín hiệu đầu vào có tốc độ 2,4 GHz. Một máy thu kỹ thuật số hoàn toàn sẽ cần một ADC chạy ít nhất 5 gigasamples mỗi giây. Điều này sẽ tiêu thụ một lượng lớn năng lượng. Và điều đó thậm chí không xem xét việc xử lý sau ADC. Ngay bây giờ, ADC với tốc độ đó thực sự chỉ được sử dụng cho các hệ thống truyền thông băng cơ sở hiệu suất rất cao (ví dụ: điều chế quang kết hợp tốc độ ký hiệu cao) và trong thiết bị thử nghiệm. Tuy nhiên, một số ít bóng bán dẫn và thụ động có thể được sử dụng để chuyển đổi 2.
Điểm mấu chốt là có những lợi thế và bất lợi đối với tính toán tương tự và kỹ thuật số. Nếu bạn có thể chịu được nhiễu, méo, dải động thấp và / hoặc độ chính xác thấp, hãy sử dụng analog. Nếu bạn không thể chịu được tiếng ồn hoặc biến dạng và / hoặc bạn cần dải động cao và độ chính xác cao, thì hãy sử dụng kỹ thuật số. Bạn luôn có thể ném nhiều bit hơn vào vấn đề để có độ chính xác cao hơn. Không có tương đương với điều này, tuy nhiên.
