La digital elektronisch, Es ist ein Bereich der Elektronik, der das Studium digitaler Signale beinhaltet, um verschiedene Systeme und Subsysteme zu verarbeiten und zu steuern, im Gegensatz zu analoger Elektronik und analogen Signalen. Wenn Sie also mehr über dieses Thema und alle relevanten Punkte erfahren möchten, lesen Sie diesen Artikel weiter.
Was ist digitale Elektronik? und seine wichtigsten Grundlagen.
Was ist digitale Elektronik?
Wir können sagen, dass es zwei verschiedene Arten von Signalen gibt, eines ist analog oder kontinuierlich und ein anderes ist digital oder auch diskret. Daher wird das Wissenschafts- oder Forschungsgebiet in den Ingenieurwissenschaften als analoge bzw. digitale Elektronik bezeichnet. Also jetzt im Bereich der digitale elektronische, Es ist wichtig, das breite Anwendungsspektrum zu verstehen.
Dies ist von der Industrieelektronik bis hin zu bestimmten Bereichen der Kommunikation, von integrierten Mikrosystemen bis hin zu militärischen Geräten der Fall. Somit ist der vielleicht revolutionärste Vorteil der Elektronik die Verringerung der Größe und die Verbesserung der Technologie.
La digital elektronisch, Es handelt sich um elektronische Systeme, die ein digitales Signal anstelle des analogen verwenden. Dies ist die gebräuchlichste Darstellung der Booleschen Algebra und ist die Grundlage aller digitalen Schaltungen für Computer und alle Konsumgüter wie Mobiltelefone.
Die wichtigste und häufigste Einheit der digitale elektronische, es ist das logische Gatter. Verschiedene Logikgatter, bis zu Zehntausende, werden zusammengestellt, so dass komplexere Systeme erstellt werden können, als bekannt. Das komplexe digitale System dieser Art von Elektronik wird allgemein als digitale Schaltung bezeichnet. Für einen Großteil der Elektroniker sind die Begriffe «digitale Schaltung"," Logik "und" digitales System "können in dem Kontext ausgetauscht werden, der uns über digitale Schaltungen informiert.
Bau
Eine digitale Schaltung kann natürlich aus kleinen elektrischen Schaltungen, den sogenannten Logikgattern, aufgebaut werden, die verwendet werden können, um eine kombinierte Logik zu erstellen. Alle Logikgatter sind so ausgelegt, dass sie eine boolesche Logikfunktion ausführen können, wenn sie auf einige Signale einwirkt.
Ein Logikgatter wird normalerweise von einem oder mehreren elektrisch gesteuerten Schaltern erzeugt, bei denen es sich um Transistoren handelt, aber thermionische Ventile wurden in der Vergangenheit verwendet. Der Ausgang eines Logikgatters kann wiederum mehrere Logikgatter steuern oder speisen.
Eine andere Art, eine digitale Schaltung zu betrachten, ist die Konstruktion aus Nachschlagetabellen, von denen einige als "programmierbare Logikvorrichtungen" verkauft werden, obwohl es andere Arten von PLD gibt. Lookup-Tabellen können die gleichen Funktionen wie Maschinen auf Logikgatter-Basis verwenden, können jedoch leicht programmiert werden, ohne die Verdrahtung zu ändern.
Dies bedeutet, dass ein Konstrukteur in der Regel Konstruktionsfehler beheben kann, ohne das Kabellayout ändern zu müssen. Bei Produkten mit kleinen Stückzahlen können also programmierbare Logikbausteine die am weitesten verbreitete Lösung sein. Daher werden sie oft von Ingenieuren entworfen, die Software für die elektronische Konstruktionsautomatisierung verwenden.
Integrierte Schaltungen bestehen aus mehreren Transistoren auf einem Silikonchip und sind der kostengünstigste Weg, um die am stärksten miteinander verbundenen Logikgatter zu erstellen.
Integrierte Schaltungen werden im Allgemeinen in eine Leiterplatte eingebettet gefunden, bei der es sich um eine Leiterplatte handelt, die elektrische Komponenten aufweist und mit Kupferspuren verbunden ist.
Design
Auf der anderen Seite haben wir, dass Ingenieure viele Methoden anwenden, um die logische Redundanz zu reduzieren, um die Komplexität der Schaltungen zu minimieren.
Die Reduzierung dieser Komponentenkomplexität und potenzieller Fehler führt daher häufig zu einer Reduzierung der Kosten. Logische Redundanz kann unter Verwendung mehrerer wohlbekannter Techniken eliminiert werden, wie binäre Entscheidungsdiagramme, Karnaugh-Maps, Boolesche Algebra und die computergestützte heuristische Methode.
Integrierte Systeme mit Mikrocontrollern und speicherprogrammierbaren Steuerungen werden normalerweise verwendet, um digitale Logik in komplexen Systemen zu implementieren, die eine optimale Leistung erfordern. Daher werden diese Systeme normalerweise von Softwareingenieuren oder Elektrikern unter Verwendung von Ladder Language programmiert.
Lassen Sie uns wissen, welche Vorteile der Einsatz digitaler Elektronik mit sich bringt.
Darstellung
Diese Darstellungen sind entscheidend für das digitale Schaltungsdesign eines Ingenieurs. Bei der Auswahl von Darstellungen berücksichtigen Ingenieure die Arten digitaler Systeme. Die gebräuchlichste Art, Schaltungen darzustellen, ist die Verwendung eines äquivalenten Satzes von Logikgattern.
Jedes logische Symbol wird durch eine andere Form dargestellt. Der aktuelle Formensatz wurde 1984 gemäß dem IEEE/ANSI-Standard 91-1984 eingeführt und ist derzeit einer der am weitesten verbreiteten von Herstellern von integrierten Schaltkreisen. Eine andere Möglichkeit, ein gleichwertiges elektronisches Schaltersystem aufzubauen. Was als Wahrheitstabelle dargestellt werden kann.
Ein Großteil der digitalen Systeme lässt sich in kombinatorische und sequentielle Systeme unterteilen. Innerhalb eines kombinatorischen Systems wird immer die gleiche Ausgabe präsentiert, wenn die gleichen Eingaben gegeben werden.
Ein sequentielles System ist ein kombinatorisches System mit mehreren Ausgängen, die als Eingänge zurückgeführt werden. Dies bewirkt, dass digitale Maschinen eine Folge von Operationen ausführen.
Ein einfacheres sequentielles System ist zweifellos das Flip-Flop, ein Mechanismus, der eine binäre Ziffer oder ein "Bit" darstellt. Sequentielle Systeme sind in der Regel als Zustandsmaschine ausgelegt. Auf diese Weise können Ingenieure das Rohverhalten eines Systems entwerfen und sogar innerhalb einer Simulation unter Berücksichtigung der Details der Logikfunktionen testen.
Für die Logiksimulation haben alle digitalen Schaltungsdarstellungen digitale Dateiformate, die von allen sachkundigen Computerprogrammierern verarbeitet werden können.
Vorteile der digitalen Elektronik
- Erstens haben wir, dass digitale elektronische Schaltungen relativ einfach zu entwerfen sind.
- Sie verfügen über höchste Präzision und Programmierbarkeit.
- Übertragene Signale verschlechtern sich über große Entfernungen nicht.
- Außerdem können diese digitalen Signale leicht gespeichert werden.
- Digitale Elektronik ist vergleichsweise immun gegen „Fehler“ und „Rauschen“. In bestimmten Fällen von Hochgeschwindigkeitsdesigns kann jedoch jedes minimale Rauschen zu einem Fehler im Signal führen.
- Auf integrierten Chips können mehr digitale Schaltungen hergestellt werden; Dies wird uns helfen, komplexe Systeme in kleinerer Größe zu erhalten.
- Die Spannung an jedem Punkt der digitalen Schaltung kann niedriger oder höher sein; so gibt es weniger Verwechslungsgefahr.
- Digitale Schaltungen sind zuverlässiger, da ihre Ausgabe zeitinvariant ist, während analoge Schaltungen die Ausgabe mit der Umgebung ändern können.
- Es ist sicherer und die Übertragungsrate ist mit einer größeren Bandbreite viel höher.
Bedeutung digitaler Elektronik
Im Bereich der Informatik und des Ingenieurwesens gibt es mehrere Fachgebiete der Elektrotechnik. Dies erfordert die Notwendigkeit, einen digitalen Rahmen erstellen zu können.
Computeringenieure verfügen über umfangreiche Informationen auf dem Gebiet der Elektrizität, des Softwaredesigns sowie der Hardware- und Softwareintegration anstatt eines einzelnen Gebiets der Elektrizität.
Der Umfang davon ist ziemlich groß, da es Mikrocontroller, Personalcomputer, Mikroprozessoren und Supercomputer umfasst.
Im Bereich der digitalen Elektronik verwendet es die VLSI (Very Large Scale Integration), die die Größe und die gesamte Fläche der Leiterplatten verringert hat. Dies verbessert die Genauigkeit und Leistung des Systems.
Und für Kommunikationszwecke haben digitale Systeme den entscheidenden Vorteil bei der Datenverschlüsselung. Die Datenübertragung bleibt sicher und geschützt. Dies sind die vorherrschenden Faktoren, die die Bedeutung des Flusses der digitalen Elektronik auch bei großen Zukunftsprojekten widerspiegeln.
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