Elektronika digitala Ezagutu ezazu bere oinarrizko printzipioak!

La elektroniko digitala, Elektronika arloa da, hainbat sistema eta azpisistema prozesatu eta kontrolatu ahal izateko seinale digitalak aztertzea, elektronika analogikoarekin eta seinale analogikoekin kontrastatuz. Beraz, gai honi eta bere puntu garrantzitsu guztiei buruz gehiago jakin nahi baduzu, jarraitu artikulu hau irakurtzen.

Zer da Elektronika Digitala?

Bi seinale mota desberdin daudela esan dezakegu, bata analogikoa edo jarraia da eta beste bat digitala edo diskretua ere bada. Hori dela eta, ingeniaritza arloetako zientziari edo ikerketa arloari elektronika analogikoa eta digitala deitzen zaie hurrenez hurren. Beraz, orain elektroniko digitala, garrantzitsua da duen aplikazio ugari ulertzea.

Hori gertatzen da elektronika industrialetik komunikazio zenbait alorretara, mikrosistema integratuetatik ekipo militarretara. Beraz, agian elektronikaren abantaila nagusia iraultzaileena, tamaina gutxitzea eta teknologia hobetzea da.

La elektroniko digitalaAnalogikoaren ordez seinale digitala erabiltzen duten sistema elektronikoei buruzkoa da. Hori bera da Boolear aljebrako irudikapen arruntena eta ordenagailuetarako eta edozein kontsumorako produktuetarako zirkuitu digital guztien oinarria da, hala nola telefono mugikorrak.

Unitate garrantzitsuena eta ohikoena elektroniko digitala, ate logikoa da. Ate logiko desberdinak, hamarka mila arte, biltzen dira, ezagutzen direnak baino sistema konplexuagoak sor daitezen. Elektronika mota honen sistema digital konplexua normalean zirkuitu digital gisa ezagutzen da. Ingeniari elektronikoen zati handi batentzat «zirkuitu digitala"," Logika "eta" sistema digitala "trukatu daitezke zirkuitu digitalen berri ematen digun testuinguruan.

Eraikuntza

Zirkuitu digitala modu naturalean eraiki daiteke ate logikoak izeneko zirkuitu elektriko txikietatik, logika konbinatua sortzeko erabil daitekeena. Ate logiko guztiak seinale batzuen gainean jarduten duenean funtzio logiko boolearra egiteko diseinatuta daude.

Ate logikoa normalean elektrizitate kontrolatutako etengailu batetik edo batzuetatik sortzen da, transistoreak baitira, baina balbula termionikoek erabilera historikoa izan dute. Ate logiko baten irteerak, aldi berean, ate logiko gehiago kontrolatu edo elikatu ditzake.

Zirkuitu digitala ikusteko beste modu bat bilaketa tauletatik eraikitzea da, batzuk "gailu logiko programagarriak" gisa saltzen dira, nahiz eta beste PLD mota batzuk egon. Bilaketa taulek ate logikoetan oinarritutako makinen funtzio berak erabil ditzakete, hala ere, erraz programatu daitezke kableatua aldatu gabe.

Horrek esan nahi du diseinatzaile batek diseinuaren akatsak konpon ditzakeela normalean kableen diseinua aldatu beharrik gabe. Beraz, bolumen txikiko produktuetan, programagarriak diren gailu logikoak izan daitezke irtenbide erabilienak. Horrela, diseinu elektronikoaren automatizazio softwarea erabiltzen duten ingeniariek diseinatu ohi dituzte.

Zirkuitu integratuak silikonazko txip batean dauden hainbat transistorez osatuta daude eta elkarren artean konektatutako ate logikoak sortzeko modurik garestienak dira.

Zirkuitu integratuak, oro har, zirkuitu inprimatuko plaka batean sartuta aurkitzen dira, hau da, osagai elektrikoak dituen eta kobre aztarnekin konektatzen den plaka bat da.

Diseinua

Bestalde, ingeniariek metodo asko erabiltzen dituztela erredundantzia logikoa murrizteko zirkuituen konplexutasuna minimizatzeko.

Osagai horren konplexutasuna eta balizko akatsak murrizteak, beraz, kostuak murrizteko joera izan ohi du. Erredundantzia logikoa teknika ezagun batzuen bidez ezabatu daiteke, hala nola erabaki bitarreko diagramak, Karnaugh mapak, Boolear aljebra eta metodo konputazional heuristikoa.

Mikrokontrolagailuekin eta kontrolagailu logiko programagarriekin integratutako sistemak normalean errendimendu optimoa eskatzen duten sistema konplexuetan logika digitala ezartzeko erabiltzen dira. Beraz, sistema hauek software ingeniariek edo elektrikariek programatu ohi dituzte, eskailera hizkuntza erabiliz.

Ordezkaritza

Irudikapen horiek funtsezkoak dira ingeniari baten zirkuitu digitalaren diseinurako. Irudikapenak aukeratzeko, ingeniariek sistema digital motak kontuan hartzen dituzte. Zirkuituak irudikatzeko modu arruntena ate logikoen multzo baliokide baten bidez egiten da.

Sinbolo logiko bakoitza beste forma batez irudikatzen da. Benetako forma multzoa 1984an sartu zen IEEE / ANSI 91-1984 arauaren arabera eta gaur egun zirkuitu integratuen fabrikatzaileek gehien erabiltzen dutenetako bat da. Aldaketa elektronikoen sistema baliokidea eraikitzeko beste modu bat. Zein da egia taula gisa irudika daitekeena.

Sistema digitalen zati handi bat sistema konbinazional eta sekuentzialetan bana daiteke. Sistema konbinazional baten barruan, irteera bera aurkezten da sarrera berdinak ematen direnean.

Sistema sekuentziala konbinazio bat da, sarrera gisa atzeratutako hainbat irteera dituena. Horrek makina digitalek eragiketa sekuentzia bat egitea eragiten du.

Sistema sekuentzial oinarrizkoagoa da, zalantzarik gabe, txankletak, hau da, zifra bitarra edo "bit" bat adierazten duen mekanismoa. Sistema sekuentzialak, oro har, egoera makina gisa diseinatzen dira. Horrela, ingeniariek sistema baten portaera gordina diseinatu dezakete eta simulazio batean probatu ere egin dezakete, funtzio logikoen xehetasunak kontuan hartuta.

Simulazio logikorako, zirkuitu digitalen irudikapen guztiek fitxategi formatu digitalak dituzte, ordenagailu programatzaile ezagun guztiek prozesatu ditzaketenak.

Elektronika digitalaren abantailak

• Lehenik eta behin, zirkuitu elektroniko digitalak nahiko erraz diseinatzen direla esan behar dugu.
• Zehaztasun eta programagarritasun handiena dute.
• Igorritako seinaleak ez dira degradatzen distantzia luzeetan.
• Gainera, seinale digital horiek erraz gorde daitezke.
• Elektronika digitala "akats" eta "zarataren aurrean immunitate handiagoa dute. Hala ere, abiadura handiko diseinuen zenbait kasutan, gutxieneko zarata batek akats bat sor dezake seinalean.
• Zirkuitu digital gehiago egin daitezke txip integratuetan; Horrek tamaina txikiagoko sistema konplexuak lortzen lagunduko digu.
• Zirkuitu digitalaren edozein puntutan tentsioa txikiagoa edo handiagoa izan daiteke; beraz, nahasketarako aukera gutxiago dago.
• Zirkuitu digitalak fidagarriagoak dira, haien irteera denbora aldaezina delako, zirkuitu analogikoek irteera ingurunearekin alda dezaketelako.
• Seguruagoa da eta transmisio tasa askoz ere handiagoa da banda zabalera zabalagoarekin.

Elektronika digitalaren garrantzia

Informatikaren eta ingeniaritzaren arloan ingeniaritza elektrikoaren hainbat arlo daude. Horrek marko digitala sortu ahal izateko beharra eskatzen du.

Informatikako ingeniariek informazio zabala dute elektrizitatearen arloan, softwarearen diseinuan eta hardware eta software integrazioan, elektrizitatearen arlo bakarrean baino.

Horren irismena nahiko handia da, mikrokontrolagailuak, ordenagailu pertsonalak, mikroprozesadoreak eta super ordenagailuak diseinatuta baititu.

Elektronika digitalaren alorrean VLSI (Very Large Scale Integration) erabiltzen du eta horrek zirkuitu-plaken tamaina eta azalera osoa murriztu ditu. Honek sistemaren zehaztasuna eta errendimendua hobetzen ditu.

Komunikazio helburuetarako, sistema digitalek abantaila handia dute datuak enkriptatzerakoan. Datuen transmisioak seguru eta seguru jarraitzen du. Hauek dira elektronika digitalaren fluxuaren garrantzia islatzen duten faktore nagusiak, etorkizuneko proiektu handiekin ere.

Artikulu hau gustatu bazaizu eta lagungarria izan bada, gure webgunera bisitatzera gonbidatzen zaitugu elektronikari buruz dagoen bezalakoa lagungarri izan dakizkizukeen informazio interesgarri gehiago jakiteko. Zer da teknologia haurrentzat? metodoaren sarrera. Bestalde, gaiari buruz gehiago jakin nahi baduzu, honako bideo hau uzten dizuegu informazio gehiago izateko.