elektronik analog dan digital

Elektronik dibagi menjadi analog dan digital, dengan yang terakhir menggantikan analog di hampir semua posisi.

Elektronik analog mempelajari perangkat yang menghasilkan dan memproses sinyal secara terus menerus dari waktu ke waktu.

Elektronik digital menggunakan sinyal diskrit waktu, paling sering dinyatakan dalam bentuk digital.

Apa itu sinyal? Sinyal adalah sesuatu yang membawa informasi. Cahaya, suara, suhu, kecepatan - semua ini adalah kuantitas fisik, yang perubahannya memiliki arti tertentu bagi kita: baik sebagai proses kehidupan atau sebagai proses teknologi.

Seseorang mampu memahami banyak kuantitas fisik sebagai informasi. Untuk melakukan ini, ia memiliki transduser - organ sensorik yang mengubah berbagai sinyal eksternal menjadi impuls (yang, omong-omong, bersifat listrik) yang masuk ke otak. Dalam hal ini, semua jenis sinyal: cahaya, suara, dan suhu diubah menjadi impuls dengan sifat yang sama.

Dalam sistem elektronik, fungsi organ indera dilakukan oleh sensor (sensor), yang mengubah semua besaran fisik menjadi sinyal listrik.Untuk cahaya — fotosel, untuk suara — mikrofon, untuk suhu — termistor atau termokopel.

Kenapa tepatnya di sinyal listrik? Jawabannya jelas, besaran listrik bersifat universal karena besaran lainnya dapat diubah menjadi listrik dan sebaliknya; sinyal listrik dengan mudah ditransmisikan dan diproses.

Setelah menerima informasi, otak manusia, berdasarkan pemrosesan informasi ini, memberikan tindakan kontrol pada otot dan mekanisme lainnya. Demikian pula, dalam sistem elektronik, sinyal listrik mengontrol energi listrik, mekanik, termal, dan jenis energi lainnya melalui motor listrik, elektromagnet, sumber cahaya listrik.

Jadi kesimpulannya. Apa yang sebelumnya dilakukan (atau tidak bisa) dilakukan oleh manusia dilakukan oleh sistem elektronik: mereka mengontrol, mengelola, mengatur, berkomunikasi dari jarak jauh, dll.

Cara penyajian informasi

Saat menggunakan sinyal listrik sebagai pembawa data, dua bentuk dimungkinkan:

1) analog — sinyal listrik mirip dengan aslinya setiap saat, mis. terus menerus dalam waktu. Suhu, tekanan, kecepatan berubah menurut hukum kontinu — sensor mengubah nilai-nilai ini menjadi sinyal listrik yang berubah menurut hukum yang sama (mirip). Nilai yang direpresentasikan dalam bentuk ini dapat mengambil nilai dalam jumlah tak terbatas dalam rentang yang ditentukan.

2) terpisah — sinyal pulsa dan digital — adalah serangkaian pulsa di mana informasi dikodekan. Dalam hal ini, tidak semua nilai dikodekan, tetapi hanya pada saat-saat tertentu — pengambilan sampel sinyal.

Operasi pulsa - pemaparan sinyal jangka pendek bergantian dengan jeda.

Dibandingkan dengan operasi kontinu (analog), operasi pulsa memiliki beberapa keunggulan:

— nilai daya keluaran yang besar untuk volume perangkat elektronik yang sama dan efisiensi yang lebih tinggi;

— meningkatkan kekebalan kebisingan, akurasi dan keandalan perangkat elektronik;

— pengurangan pengaruh suhu dan dispersi parameter perangkat, karena pekerjaan dilakukan dalam dua mode: "on" — "off";

— implementasi perangkat pulsa pada elemen tipe tunggal, mudah diimplementasikan dengan metode teknologi integral (pada sirkuit mikro).

Gambar 1a menunjukkan metode pengkodean sinyal kontinu dengan pulsa persegi—proses modulasi.

Pulse-Amplitude Modulation (PAM) — amplitudo pulsa sebanding dengan sinyal input.

Modulasi Lebar Pulsa (PWM) — lebar pulsa tpulse sebanding dengan sinyal input, amplitudo dan frekuensi pulsa konstan.

Pulse-Frequency Modulation (PFM) — sinyal input menentukan tingkat pengulangan pulsa yang memiliki durasi dan amplitudo konstan.

Gambar 1 — a) Metode pengkodean sinyal kontinyu dengan pulsa persegi panjang, b) Parameter dasar pulsa persegi panjang

Pulsa yang paling umum berbentuk persegi panjang. Gambar 1b menunjukkan urutan periodik pulsa persegi panjang dan parameter utamanya. Pulsa dicirikan oleh parameter berikut: Um — amplitudo pulsa; timp adalah durasi pulsa; tpause — durasi jeda antara pulsa; Tp = tp + tp — periode pengulangan pulsa; f = 1 / Tp — frekuensi pengulangan pulsa; QH = Tp / tp — siklus kerja pulsa.

Seiring dengan pulsa persegi panjang dalam teknik elektronik, pulsa gigi gergaji, eksponensial, trapesium, dan bentuk lainnya banyak digunakan.

Mode operasi digital — informasi ditransmisikan dalam bentuk angka yang sesuai dengan rangkaian pulsa tertentu (kode digital), dan hanya ada atau tidak adanya pulsa yang penting.

Perangkat digital paling sering bekerja hanya dengan dua nilai sinyal - nol «0» (biasanya tegangan rendah atau tanpa pulsa) dan «1» (biasanya level tegangan tinggi atau adanya gelombang persegi), mis. informasi disajikan dalam sistem bilangan biner.

Ini karena kemudahan membuat, memproses, menyimpan, dan mentransmisikan sinyal yang diwakili dalam sistem biner: sakelar tertutup - terbuka, transistor terbuka - tertutup, kapasitor diisi - habis, bahan magnet dimagnetisasi - didemagnetisasi, dll. .

Informasi digital direpresentasikan dalam dua cara:

1) potensial — nilai «0» dan «1» sesuai dengan tegangan rendah dan tinggi.

2) impuls - variabel biner sesuai dengan ada atau tidaknya impuls listrik pada saat-saat tertentu.