La ψηφιακή ηλεκτρονική, Είναι ένας τομέας ηλεκτρονικών που περιλαμβάνει τη μελέτη των ψηφιακών σημάτων για να είναι σε θέση να επεξεργάζεται και να ελέγχει διάφορα συστήματα και υποσυστήματα, σε αντίθεση με τα αναλογικά ηλεκτρονικά και τα αναλογικά σήματα. Έτσι, αν θέλετε να μάθετε περισσότερα για αυτό το θέμα και όλα τα σχετικά σημεία του, συνεχίστε να διαβάζετε αυτό το άρθρο.
Τι είναι τα ψηφιακά ηλεκτρονικά; και τις κύριες βάσεις του.
Τι είναι η Digitalηφιακή Ηλεκτρονική;
Μπορούμε να πούμε ότι υπάρχουν δύο διαφορετικοί τύποι σημάτων, το ένα είναι αναλογικό ή συνεχές και το άλλο είναι ψηφιακό ή επίσης διακριτό. Ως εκ τούτου, ο τομέας της επιστήμης ή της έρευνας στους τομείς της μηχανικής ονομάζεται αναλογικά και ψηφιακά ηλεκτρονικά αντίστοιχα. Τώρα λοιπόν στην περιοχή του ψηφιακή ηλεκτρονική, είναι σημαντικό να κατανοήσουμε το ευρύ φάσμα εφαρμογών που διαθέτει.
Έτσι, από τη βιομηχανική ηλεκτρονική σε ορισμένους τομείς επικοινωνίας, από ολοκληρωμένα μικροσυστήματα έως στρατιωτικό εξοπλισμό. Έτσι, ίσως το κύριο πιο επαναστατικό πλεονέκτημα των ηλεκτρονικών, η μείωση του μεγέθους και η βελτίωση της τεχνολογίας.
La ψηφιακή ηλεκτρονική, Πρόκειται για εκείνα τα ηλεκτρονικά συστήματα που χρησιμοποιούν ψηφιακό σήμα αντί για το αναλογικό. Αυτή είναι η πιο κοινή αναπαράσταση της Boolean άλγεβρας και αποτελεί τη βάση όλων των ψηφιακών κυκλωμάτων για υπολογιστές και κάθε καταναλωτικό προϊόν, όπως τα κινητά τηλέφωνα.
Η πιο σημαντική και κοινή μονάδα του ψηφιακή ηλεκτρονική, είναι η πύλη της λογικής. Διαφορετικές λογικές πύλες, έως και δεκάδες χιλιάδες, συνδυάζονται έτσι ώστε να μπορούν να δημιουργηθούν πιο πολύπλοκα συστήματα από ό, τι είναι γνωστό. Το πολύπλοκο ψηφιακό σύστημα αυτού του τύπου ηλεκτρονικών ειδών είναι κοινώς γνωστό ως ψηφιακό κύκλωμα. Για ένα μεγάλο μέρος ηλεκτρονικών μηχανικών, οι όροι «ψηφιακό κύκλωμα"," Λογική "και" ψηφιακό σύστημα "μπορούν να εναλλάσσονται στο πλαίσιο που μας λέει για τα ψηφιακά κυκλώματα.
Κατασκευή
Ένα ψηφιακό κύκλωμα μπορεί φυσικά να κατασκευαστεί από μικρά ηλεκτρικά κυκλώματα γνωστά ως λογικές πύλες, τα οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη δημιουργία συνδυασμένης λογικής. Όλες οι λογικές πύλες έχουν σχεδιαστεί για να μπορούν να εκτελούν μια λογική συνάρτηση Boole όταν λειτουργεί σε ορισμένα σήματα.
Μια λογική πύλη συνήθως παράγεται από έναν ή περισσότερους ηλεκτρικά ελεγχόμενους διακόπτες, οι οποίοι είναι τρανζίστορ, αλλά οι θερμικές βαλβίδες είχαν ιστορική χρήση. Η έξοδος μιας λογικής πύλης, με τη σειρά της, μπορεί να ελέγξει ή να τροφοδοτήσει περισσότερες λογικές πύλες.
Ένας άλλος τρόπος εξέτασης ενός ψηφιακού κυκλώματος είναι η κατασκευή από πίνακες αναζήτησης, ορισμένοι πωλούνται ως "προγραμματιζόμενες λογικές συσκευές", αν και υπάρχουν άλλοι τύποι PLD. Οι πίνακες αναζήτησης μπορούν να χρησιμοποιούν τις ίδιες λειτουργίες με τις μηχανές που βασίζονται σε λογικές πύλες, ωστόσο μπορούν να προγραμματιστούν εύκολα χωρίς να αλλάξουν την καλωδίωση.
Αυτό σημαίνει ότι ένας σχεδιαστής μπορεί συνήθως να επιδιορθώσει σφάλματα σχεδιασμού χωρίς να χρειάζεται να αλλάξει τη διάταξη του καλωδίου. Έτσι, σε προϊόντα μικρού όγκου, οι λογικές συσκευές που είναι προγραμματιζόμενες μπορούν να είναι η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη λύση. Έτσι, συχνά σχεδιάζονται από μηχανικούς χρησιμοποιώντας λογισμικό αυτοματισμού ηλεκτρονικού σχεδιασμού.
Τα ολοκληρωμένα κυκλώματα αποτελούνται από πολλά τρανζίστορ σε τσιπ σιλικόνης και είναι ο φθηνότερος τρόπος για τη δημιουργία των πιο διασυνδεδεμένων λογικών πυλών.
Τα ολοκληρωμένα κυκλώματα βρίσκονται γενικά ενσωματωμένα σε μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος, η οποία είναι μια πλακέτα που έχει ηλεκτρικά εξαρτήματα και συνδέεται με ίχνη χαλκού.
Σχέδιο
Από την άλλη πλευρά, έχουμε ότι οι μηχανικοί χρησιμοποιούν πολλές μεθόδους για να μειώσουν τον λογικό πλεονασμό προκειμένου να ελαχιστοποιήσουν την πολυπλοκότητα των κυκλωμάτων.
Επομένως, η μείωση της πολυπλοκότητας αυτού του στοιχείου και των πιθανών λαθών τείνει συχνά να μειώνει το κόστος. Ο λογικός πλεονασμός μπορεί να εξαλειφθεί χρησιμοποιώντας διάφορες γνωστές τεχνικές, όπως διαγράμματα δυαδικών αποφάσεων, χάρτες Karnaugh, Boolean άλγεβρα και την υπολογιστική ευρετική μέθοδο.
Ολοκληρωμένα συστήματα με μικροελεγκτές και προγραμματιζόμενους λογικούς ελεγκτές χρησιμοποιούνται συνήθως για την εφαρμογή της ψηφιακής λογικής σε πολύπλοκα συστήματα που απαιτούν βέλτιστη απόδοση. Αυτά τα συστήματα λοιπόν προγραμματίζονται συνήθως από μηχανικούς λογισμικού ή ηλεκτρολόγους, με τη χρήση της γλώσσας σκάλας.
Ας γνωρίζουμε τα πλεονεκτήματα που φέρνει η χρήση των ψηφιακών ηλεκτρονικών.
Αντιπροσώπευση
Αυτές οι αναπαραστάσεις είναι ζωτικής σημασίας για τον σχεδιασμό του ψηφιακού κυκλώματος ενός μηχανικού. Για να επιλέξουν παραστάσεις, οι μηχανικοί εξετάζουν τους τύπους ψηφιακών συστημάτων. Ο πιο συνηθισμένος τρόπος αναπαράστασης κυκλωμάτων είναι μέσω ενός ισοδύναμου συνόλου λογικών πυλών.
Κάθε λογικό σύμβολο αντιπροσωπεύεται από διαφορετική μορφή. Το πραγματικό σύνολο σχημάτων εισήχθη το 1984 σύμφωνα με το πρότυπο IEEE / ANSI 91-1984 και είναι σήμερα ένα από τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα από τους κατασκευαστές ολοκληρωμένων κυκλωμάτων. Ένας άλλος τρόπος για την κατασκευή ενός ισοδύναμου ηλεκτρονικού συστήματος διακοπτών. Το οποίο μπορεί να αναπαρασταθεί ως πίνακας αλήθειας.
Ένα μεγάλο μέρος των ψηφιακών συστημάτων μπορεί να χωριστεί σε συνδυαστικά και διαδοχικά συστήματα. Μέσα σε ένα σύστημα συνδυασμού, η ίδια έξοδος παρουσιάζεται πάντα όταν δίνονται οι ίδιες είσοδοι.
Ένα διαδοχικό σύστημα είναι ένα συνδυαστικό με πολλές εξόδους που τροφοδοτούνται ως είσοδοι. Αυτό αναγκάζει τις ψηφιακές μηχανές να κάνουν μια ακολουθία λειτουργιών.
Ένα πιο βασικό διαδοχικό σύστημα είναι αναμφίβολα το flip flop, το οποίο είναι ένας μηχανισμός που αντιπροσωπεύει ένα δυαδικό ψηφίο ή "bit". Τα διαδοχικά συστήματα σχεδιάζονται γενικά ως μηχανή κατάστασης. Με αυτόν τον τρόπο, οι μηχανικοί μπορούν να σχεδιάσουν την ακατέργαστη συμπεριφορά ενός συστήματος και ακόμη και να το δοκιμάσουν μέσα σε μια προσομοίωση, λαμβάνοντας υπόψη τις λεπτομέρειες των λογικών συναρτήσεων.
Για προσομοίωση λογικής, όλες οι αναπαραστάσεις ψηφιακών κυκλωμάτων έχουν ψηφιακές μορφές αρχείων, τις οποίες μπορούν να επεξεργαστούν όλοι οι έμπειροι προγραμματιστές υπολογιστών.
Πλεονεκτήματα των ψηφιακών ηλεκτρονικών
- Αρχικά έχουμε ότι τα ψηφιακά ηλεκτρονικά κυκλώματα σχεδιάζονται σχετικά εύκολα.
- Έχουν την υψηλότερη ακρίβεια και προγραμματισμό.
- Τα εκπεμπόμενα σήματα δεν υποβαθμίζονται σε μεγάλες αποστάσεις.
- Επίσης, αυτά τα ψηφιακά σήματα μπορούν να αποθηκευτούν εύκολα.
- Τα ψηφιακά ηλεκτρονικά είναι συγκριτικά πιο απροστάτευτα στο «σφάλμα» και στο «θόρυβο». Ωστόσο, σε ορισμένες περιπτώσεις σχεδίων υψηλής ταχύτητας, κάθε ελάχιστος θόρυβος μπορεί να οδηγήσει σε σφάλμα στο σήμα.
- Μπορούν να γίνουν περισσότερα ψηφιακά κυκλώματα σε ενσωματωμένα τσιπ. Αυτό θα μας βοηθήσει να αποκτήσουμε πολύπλοκα συστήματα σε μικρότερο μέγεθος.
- Η τάση σε οποιοδήποτε σημείο του ψηφιακού κυκλώματος μπορεί να είναι χαμηλότερη ή υψηλότερη. οπότε υπάρχει μικρότερη πιθανότητα σύγχυσης.
- Τα ψηφιακά κυκλώματα είναι πιο αξιόπιστα επειδή η έξοδός τους είναι αμετάβλητη στο χρόνο, ενώ τα αναλογικά κυκλώματα μπορούν να αλλάξουν την έξοδο με το περιβάλλον.
- Είναι πιο ασφαλές και ο ρυθμός μετάδοσης είναι πολύ υψηλότερος με ευρύτερο εύρος ζώνης.
Η σημασία των ψηφιακών ηλεκτρονικών
Υπάρχουν πολλοί τομείς της ηλεκτρολογίας στην περιοχή της επιστήμης των υπολογιστών και της μηχανικής. Αυτό απαιτεί την ανάγκη να είναι δυνατή η δημιουργία ενός ψηφιακού πλαισίου.
Οι μηχανικοί υπολογιστών διαθέτουν εκτεταμένες πληροφορίες στον τομέα της ηλεκτρικής ενέργειας, του σχεδιασμού λογισμικού και της ενσωμάτωσης υλικού και λογισμικού και όχι ενός μόνο τομέα ηλεκτρικής ενέργειας.
Το εύρος αυτού είναι αρκετά μεγάλο, καθώς έχει σχεδιασμό μικροελεγκτών, προσωπικών υπολογιστών, μικροεπεξεργαστών και υπερυπολογιστών.
Στον τομέα των ψηφιακών ηλεκτρονικών χρησιμοποιεί το VLSI (Very Large Scale Integration) που έχει μειώσει το μέγεθος και την πλήρη επιφάνεια των πλακέτων. Αυτό βελτιώνει την ακρίβεια και την απόδοση του συστήματος.
Και για λόγους επικοινωνίας, τα ψηφιακά συστήματα έχουν το σημαντικό πλεονέκτημα στην κρυπτογράφηση δεδομένων. Η μετάδοση δεδομένων παραμένει ασφαλής. Αυτοί είναι οι κυρίαρχοι παράγοντες που αντικατοπτρίζουν τη σημασία της ροής των ψηφιακών ηλεκτρονικών, επίσης με μεγάλα μελλοντικά έργα.
Εάν σας άρεσε αυτό το άρθρο και ήταν χρήσιμο, σας προσκαλούμε να επισκεφθείτε τον ιστότοπό μας για να μάθετε πιο ενδιαφέρουσες πληροφορίες που θα μπορούσαν να σας βοηθήσουν σχετικά με τα ηλεκτρονικά όπως είναι Τι είναι η τεχνολογία για τα παιδιά; εισαγωγή στη μέθοδο. Από την άλλη πλευρά, εάν θέλετε να μάθετε περισσότερα για το θέμα, σας αφήνουμε το παρακάτω βίντεο για να έχετε περισσότερες πληροφορίες.