La אלקטרוני דיגיטלי, זהו תחום אלקטרוניקה הכולל לימוד של אותות דיגיטליים בכדי להיות מסוגל לעבד ולשלוט במערכות ותתי מערכות שונות, בניגוד לאלקטרוניקה אנלוגית ולאותות אנלוגיים. לכן, אם אתה רוצה לדעת יותר על נושא זה ועל כל הנקודות הרלוונטיות שלו, המשך לקרוא מאמר זה.
מהו אלקטרוניקה דיגיטלית? והבסיסים העיקריים שלה.
מהו אלקטרוניקה דיגיטלית?
אנו יכולים לומר כי ישנם שני סוגים שונים של אותות, האחד אנלוגי או רציף והשני דיגיטלי או גם בדיד. לכן, תחום המדע או המחקר בתחומי ההנדסה נקרא אלקטרוניקה אנלוגית ודיגיטלית בהתאמה. אז עכשיו בתחום של אלקטרוני דיגיטלי, חשוב להבין את מגוון היישומים הרחב שיש לו.
זה המקרה מאלקטרוניקה תעשייתית לתחומי תקשורת מסוימים, ממערכות מיקרו משולבות ועד ציוד צבאי. לפיכך, אולי היתרון העיקרי המהפכני ביותר של האלקטרוניקה, הירידה בגודל ושיפור הטכנולוגיה.
La אלקטרוני דיגיטלי, מדובר באותן מערכות אלקטרוניות שמשתמשות באות דיגיטלי במקום באנלוגי. זה אותו הייצוג הנפוץ ביותר של האלגברה הבולנית ומהווה את הבסיס לכל המעגלים הדיגיטליים למחשבים ולכל מוצר צריכה, כגון טלפונים סלולריים.
היחידה החשובה והנפוצה ביותר של אלקטרוני דיגיטלי, זהו שער ההיגיון. שערי לוגיקה שונים, עד עשרות אלפים, מורכבים כך שניתן ליצור מערכות מורכבות יותר ממה שידוע. המערכת הדיגיטלית המורכבת של סוג זה של אלקטרוניקה ידועה בדרך כלל כמעגל דיגיטלי. עבור חלק גדול ממהנדסי האלקטרוניקה, התנאים של «מעגל דיגיטלי"," לוגיקה "ו"מערכת דיגיטלית" ניתנים להחלפה בתוך ההקשר המספר לנו על מעגלים דיגיטליים.
בנייה
ניתן לבנות מעגל דיגיטלי באופן טבעי ממעגלים חשמליים קטנים המכונים שערי לוגיקה, שניתן להשתמש בהם ליצירת לוגיקה משולבת. כל שערי ההיגיון נועדו לבצע פונקציית לוגיקה בוליאנית כאשר היא פועלת על כמה אותות.
שער לוגי נוצר בדרך כלל ממתג אחד או יותר שנשלטים על ידי חשמל, שהם טרנזיסטורים, אך לשסתומים תרמיוניים היה שימוש היסטורי. הפלט של שער לוגי, בתורו יכול לשלוט או להאכיל יותר שערי היגיון.
דרך נוספת להסתכל על מעגל דיגיטלי היא בניית טבלאות חיפוש, חלקן נמכרות כ"התקני לוגיקה הניתנים לתכנות ", אם כי ישנם סוגים אחרים של PLD. טבלאות חיפוש יכולות להשתמש באותן פונקציות כמו מכונות מבוססות שער לוגיקה, אולם ניתן לתכנת אותן בקלות מבלי לשנות את החיווט.
המשמעות היא שמעצב יכול בדרך כלל לתקן שגיאות עיצוב ללא צורך לשנות את פריסת הכבלים. אז במוצרי נפח קטן, התקני לוגיקה הניתנים לתכנות יכולים להיות הפתרון הנפוץ ביותר. לפיכך, הם מתוכננים לרוב על ידי מהנדסים המשתמשים בתוכנות אוטומציה לעיצוב אלקטרוני.
מעגלים משולבים מורכבים מכמה טרנזיסטורים על שבב סיליקון והם הדרך הזולה ביותר ליצור את שערי ההיגיון המחוברים ביותר.
מעגלים משולבים נמצאים בדרך כלל מוטבעים במעגל מודפס, שהוא לוח בעל רכיבים חשמליים ומתחבר עם עקבות נחושת.
תכנית
מצד שני, יש לנו שהמהנדסים משתמשים בשיטות רבות כדי להצליח להפחית את היתירות ההגיונית על מנת למזער את מורכבות המעגלים.
צמצום מורכבות רכיב זה ושגיאות פוטנציאליות, לכן, נוטה לעתים קרובות להפחית עלויות. ניתן לחסל יתירות לוגית באמצעות מספר טכניקות ידועות, כגון דיאגרמות החלטות בינאריות, מפות קרנו, אלגברה בוליאנית והשיטה ההוריסטית החישובית.
מערכות משולבות עם בקרי מיקרו ובקרי לוגיות הניתנים לתכנות משמשות בדרך כלל ליישום לוגיקה דיגיטלית במערכות מורכבות הדורשות ביצועים מיטביים. אז מערכות אלה מתוכנתות בדרך כלל על ידי מהנדסי תוכנה או חשמלאים, תוך שימוש בשפת סולם.
בואו לדעת את היתרונות שהשימוש באלקטרוניקה דיגיטלית מביא.
יִצוּג
ייצוגים אלה הם חיוניים לתכנון המעגלים הדיגיטליים של מהנדס. על מנת לבחור ייצוגים, מהנדסים בוחנים את סוגי המערכות הדיגיטליות. הדרך הנפוצה ביותר לייצוג מעגלים היא באמצעות מערכת שווה של שערים לוגית.
כל סמל לוגי מיוצג על ידי צורה אחרת. קבוצת הצורות בפועל הוצגה בשנת 1984 בהתאם לתקן IEEE / ANSI 91-1984 וכיום היא אחת השיטות הנפוצות ביותר על ידי יצרני מעגלים משולבים. עוד דרך לבנות מערכת מתגים אלקטרונית מקבילה. אשר יכול להיות מיוצג כטבלת אמת.
ניתן לחלק חלק גדול מהמערכות הדיגיטליות למערכות קומבינציה ורצף. בתוך מערכת קומבינציה, אותו פלט מוצג תמיד כאשר ניתנות אותן תשומות.
מערכת רציפה היא מערכת משולבת עם מספר יציאות המוחזרות כתשומות. זה גורם למכונות דיגיטליות לבצע רצף פעולות.
מערכת רציפה בסיסית יותר היא ללא ספק הכפכף, שהוא מנגנון המייצג ספרה בינארית או "ביט". מערכות רצופות מתוכננות בדרך כלל כמכשיר מדינה. בדרך זו יכולים המהנדסים לעצב את ההתנהגות הגולמית של מערכת ואף לבדוק אותה בתוך סימולציה, תוך התחשבות בפרטי פונקציות הלוגיקה.
לצורך הדמיית לוגיקה, לכל ייצוג המעגלים הדיגיטליים יש פורמטים של קבצים דיגיטליים, אותם ניתן לעבד על ידי כל מתכנת מחשבים בעל ידע.
יתרונות האלקטרוניקה הדיגיטלית
- ראשית יש לנו כי מעגלים אלקטרוניים דיגיטליים קלים יחסית לעיצוב.
- יש להם את הדיוק והתכנות הגבוהים ביותר.
- אותות מועברים אינם מתכלים למרחקים ארוכים.
- כמו כן, ניתן לאחסן בקלות אותות דיגיטליים אלה.
- האלקטרוניקה הדיגיטלית חסינה יחסית יותר מ'טעות 'ו'רעש'. עם זאת, במקרים מסוימים של עיצובים במהירות גבוהה, כל רעש מינימלי יכול להוביל לשגיאה באות.
- ניתן לבצע מעגלים דיגיטליים נוספים על שבבים משולבים; זה יעזור לנו להשיג מערכות מורכבות בגודל קטן יותר.
- המתח בתוך כל נקודה במעגל הדיגיטלי יכול להיות נמוך או גבוה יותר; כך שיש פחות סיכוי לבלבול.
- מעגלים דיגיטליים אמינים יותר מכיוון שהפלט שלהם אינו משתנה בזמן, בעוד שמעגלים אנלוגיים יכולים לשנות את הפלט עם הסביבה.
- הוא מאובטח יותר וקצב השידור גבוה בהרבה עם רוחב פס רחב יותר.
חשיבות האלקטרוניקה הדיגיטלית
ישנם תחומים רבים של הנדסת חשמל בתחום מדעי המחשב והנדסה. זה דורש את הצורך בכדי ליצור מסגרת דיגיטלית.
למהנדסי מחשבים יש מידע נרחב בתחום החשמל, עיצוב תוכנה ושילוב חומרה ותוכנה במקום תחום חשמל יחיד.
ההיקף של זה הוא די גדול, שכן יש לו עיצוב של בקרי מיקרו, מחשבים אישיים, מיקרו -מעבדים ומחשבי -על.
בתחום האלקטרוניקה הדיגיטלית היא משתמשת ב- VLSI (Integration Scale Large Scale) שהקטין את הגודל ואת השטח המלא של הלוחות. זה משפר את הדיוק ואת הביצועים של המערכת.
ולצורך תקשורת, למערכות דיגיטליות יש יתרון משמעותי בהצפנת נתונים. העברת הנתונים נשארת בטוחה ומאובטחת. אלה הגורמים השולטים המשקפים את חשיבות זרימת האלקטרוניקה הדיגיטלית, גם בפרויקטים עתידיים גדולים.
אם אהבת את המאמר הזה וזה היה מועיל, אנו מזמינים אותך לבקר באתר שלנו כדי ללמוד מידע מעניין יותר שיכול לעזור לך בנוגע לאלקטרוניקה כפי שהוא. מהי טכנולוגיה לילדים? היכרות עם השיטה. מצד שני, אם אתה רוצה לדעת יותר על הנושא, אנו משאירים לך את הסרטון הבא כדי לקבל מידע נוסף.