La cyfrowe elektroniczne, Jest to dziedzina elektroniki, która obejmuje badanie sygnałów cyfrowych w celu przetwarzania i sterowania różnymi systemami i podsystemami, w przeciwieństwie do elektroniki analogowej i sygnałów analogowych. Jeśli więc chcesz dowiedzieć się więcej na ten temat i wszystkie jego istotne punkty, czytaj dalej ten artykuł.
Czym jest elektronika cyfrowa? i jego główne podstawy.
Co to jest elektronika cyfrowa?
Można powiedzieć, że istnieją dwa różne rodzaje sygnałów, jeden jest analogowy lub ciągły, a drugi cyfrowy lub również dyskretny. Dlatego dziedzina nauki lub badań w obszarach inżynierskich nazywana jest odpowiednio elektroniką analogową i cyfrową. Więc teraz w obszarze elektroniczna cyfrowa, ważne jest, aby zrozumieć szeroki zakres zastosowań, jakie ma.
Tak więc od elektroniki przemysłowej po określone dziedziny komunikacji, od zintegrowanych mikrosystemów po sprzęt wojskowy. Tak więc, być może główną, najbardziej rewolucyjną zaletą elektroniki, jest zmniejszenie rozmiaru i ulepszenie technologii.
La cyfrowe elektroniczneChodzi o te systemy elektroniczne, które wykorzystują sygnał cyfrowy zamiast analogowego. Jest to najczęstsza reprezentacja algebry Boole'a i jest podstawą wszystkich obwodów cyfrowych dla komputerów i wszelkich produktów konsumenckich, takich jak telefony komórkowe.
Najważniejsza i najczęstsza jednostka elektroniczna cyfrowa, jest to brama logiczna. Różne bramki logiczne, do dziesiątek tysięcy, są zestawiane razem, aby można było tworzyć bardziej złożone systemy niż są znane. Złożony układ cyfrowy tego typu elektroniki jest powszechnie znany jako obwód cyfrowy. Dla dużej części inżynierów elektroników warunki «obwód cyfrowy"," Logika "i "system cyfrowy" mogą być wymieniane w kontekście, który mówi nam o obwodach cyfrowych.
Budowa
Obwód cyfrowy można naturalnie zbudować z małych obwodów elektrycznych zwanych bramkami logicznymi, które można wykorzystać do tworzenia logiki połączonej. Wszystkie bramki logiczne są zaprojektowane do wykonywania funkcji logiki Boole'a, gdy oddziałuje na niektóre sygnały.
Bramka logiczna jest zwykle generowana z jednego lub więcej przełączników sterowanych elektrycznie, które są tranzystorami, ale zawory termionowe mają historyczne zastosowanie. Z kolei wyjście bramki logicznej może sterować lub zasilać więcej bramek logicznych.
Innym sposobem patrzenia na układ cyfrowy jest konstrukcja z tablic przeglądowych, niektóre są sprzedawane jako „programowalne urządzenia logiczne”, chociaż istnieją inne rodzaje PLD. Tabele przeglądowe mogą wykorzystywać te same funkcje, co maszyny oparte na bramkach logicznych, jednak można je łatwo zaprogramować bez zmiany okablowania.
Oznacza to, że projektant może zazwyczaj naprawić błędy projektowe bez konieczności zmiany układu okablowania. Tak więc w przypadku produktów o małej objętości, urządzenia logiczne, które są programowalne, mogą być najczęściej stosowanym rozwiązaniem. Dlatego są często projektowane przez inżynierów korzystających z oprogramowania do automatyzacji projektowania elektronicznego.
Układy scalone składają się z kilku tranzystorów na silikonowym chipie i są najtańszym sposobem tworzenia najbardziej wzajemnie połączonych bramek logicznych.
Układy scalone są zwykle osadzone w płytce drukowanej, która jest płytą zawierającą elementy elektryczne i łączącą się ze śladami miedzi.
Konstrukcja
Z drugiej strony inżynierowie stosują wiele metod w celu zmniejszenia nadmiarowości logicznej w celu zminimalizowania złożoności obwodów.
Dlatego zmniejszenie złożoności tego komponentu i potencjalnych błędów często prowadzi do obniżenia kosztów. Logiczną nadmiarowość można wyeliminować przy użyciu kilku dobrze znanych technik, takich jak binarne diagramy decyzyjne, mapy Karnaugha, algebra Boole'a i metoda heurystyki obliczeniowej.
Zintegrowane systemy z mikrokontrolerami i programowalnymi sterownikami logicznymi są zwykle używane do implementacji logiki cyfrowej w złożonych systemach, które wymagają optymalnej wydajności. Tak więc systemy te są zwykle programowane przez inżynierów oprogramowania lub elektryków przy użyciu języka drabinkowego.
Poznajmy zalety, jakie niesie ze sobą zastosowanie elektroniki cyfrowej.
Reprezentacja
Reprezentacje te mają kluczowe znaczenie dla projektowania obwodów cyfrowych inżyniera. Aby wybrać reprezentacje, inżynierowie rozważają rodzaje systemów cyfrowych. Najpopularniejszym sposobem reprezentowania obwodów jest użycie równoważnego zestawu bramek logicznych.
Każdy symbol logiczny jest reprezentowany przez inną formę. Właściwy zestaw kształtów został wprowadzony w 1984 roku zgodnie ze standardem IEEE/ANSI 91-1984 i jest obecnie jednym z najszerzej stosowanych przez producentów układów scalonych. Inny sposób na zbudowanie równoważnego systemu przełączników elektronicznych. Który można przedstawić jako tabelę prawdy.
Dużą część systemów cyfrowych można podzielić na systemy kombinowane i sekwencyjne. W systemie kombinowanym ten sam wynik jest zawsze prezentowany, gdy podane są te same dane wejściowe.
System sekwencyjny to system kombinowany z kilkoma wyjściami zwrotnymi jako wejściami. Powoduje to, że maszyny cyfrowe wykonują sekwencję operacji.
Bardziej podstawowym systemem sekwencyjnym jest niewątpliwie flip flop, który jest mechanizmem reprezentującym cyfrę binarną lub „bit”. Systemy sekwencyjne są generalnie projektowane jako maszyna stanów. W ten sposób inżynierowie mogą zaprojektować surowe zachowanie systemu, a nawet przetestować je w symulacji, biorąc pod uwagę szczegóły funkcji logicznych.
W przypadku symulacji logicznej wszystkie reprezentacje obwodów cyfrowych mają formaty plików cyfrowych, które mogą być przetwarzane przez wszystkich doświadczonych programistów komputerowych.
Zalety elektroniki cyfrowej
- Po pierwsze mamy, że cyfrowe obwody elektroniczne są stosunkowo łatwe do zaprojektowania.
- Posiadają najwyższą precyzję i programowalność.
- Nadawane sygnały nie ulegają degradacji na długich dystansach.
- Ponadto te sygnały cyfrowe można łatwo przechowywać.
- Elektronika cyfrowa jest stosunkowo bardziej odporna na „błąd” i „hałas”. Jednak w niektórych przypadkach projektów o dużej prędkości każdy minimalny szum może prowadzić do błędu sygnału.
- Więcej obwodów cyfrowych można wykonać na scalonych układach scalonych; Pomoże nam to uzyskać złożone systemy o mniejszym rozmiarze.
- Napięcie w dowolnym punkcie obwodu cyfrowego może być niższe lub wyższe; więc istnieje mniejsze prawdopodobieństwo pomyłki.
- Obwody cyfrowe są bardziej niezawodne, ponieważ ich moc wyjściowa jest niezmienna w czasie, podczas gdy obwody analogowe mogą zmieniać moc wyjściową wraz z otoczeniem.
- Jest bezpieczniejszy, a szybkość transmisji jest znacznie wyższa przy szerszym paśmie.
Znaczenie elektroniki cyfrowej
W obszarze informatyki i inżynierii istnieje wiele dziedzin elektrotechniki. Wymaga to możliwości stworzenia cyfrowej ramki.
Inżynierowie komputerowi mają obszerne informacje w dziedzinie elektryczności, projektowania oprogramowania oraz integracji sprzętu i oprogramowania, a nie tylko jednej dziedziny elektryczności.
Zakres tego jest dość duży, ponieważ ma projekty mikrokontrolerów, komputerów osobistych, mikroprocesorów i superkomputerów.
W dziedzinie elektroniki cyfrowej wykorzystuje VLSI (Very Large Scale Integration), który zmniejszył rozmiar i całą powierzchnię płytek drukowanych. Poprawia to dokładność i wydajność systemu.
A do celów komunikacyjnych systemy cyfrowe mają znaczną przewagę w szyfrowaniu danych. Transmisja danych pozostaje bezpieczna i bezpieczna. Są to dominujące czynniki, które odzwierciedlają znaczenie przepływu elektroniki cyfrowej, również przy dużych przyszłych projektach.
Jeśli podobał Ci się ten artykuł i był pomocny, zapraszamy do odwiedzenia naszej strony internetowej, aby dowiedzieć się więcej ciekawych informacji, które mogą Ci się przydać na temat elektroniki takiej, jaka jest Czym jest technologia dla dzieci? wprowadzenie do metody. Z drugiej strony, jeśli chcesz dowiedzieć się więcej na ten temat, zostawiamy Ci poniższy film, aby uzyskać więcej informacji.