Аналогна и дигитална електроника

Електроника је подељена на аналогну и дигиталну, при чему ова последња замењује аналогну на скоро свим позицијама.

Аналогна електроника проучава уређаје који генеришу и обрађују сигнале континуирано током времена.

Дигитална електроника користи временски дискретне сигнале, најчешће изражене у дигиталном облику.

Шта је сигнал? Сигнал је нешто што носи информацију. Светлост, звук, температура, брзина — све су то физичке величине, чија промена за нас има одређено значење: било као животни процес или као технолошки процес.

Особа је способна да перципира многе физичке величине као информацију. Да би то урадио, има претвараче - чулне органе који претварају различите спољашње сигнале у импулсе (који су, иначе, електричне природе) који улазе у мозак. У овом случају, све врсте сигнала: светлост, звук и температура се претварају у импулсе исте природе.

У електронским системима функције чулних органа обављају сензори (сензори), који све физичке величине претварају у електричне сигнале.За светло — фотоћелије, за звук — микрофони, за температуру — термистор или термопар.

Зашто баш у електричним сигналима? Одговор је очигледан, електричне величине су универзалне јер се све друге величине могу претворити у електричне и обрнуто; електрични сигнали се лако преносе и обрађују.

Након пријема информација, људски мозак, на основу обраде ових информација, даје контролне акције мишићима и другим механизмима. Слично, у електронским системима, електрични сигнали контролишу електричну, механичку, топлотну и друге врсте енергије преко електромотора, електромагнета, електричних извора светлости.

Дакле, закључак. Оно што је човек раније радио (или није могао) раде електронски системи: они контролишу, управљају, регулишу, комуницирају на даљину итд.

Начини презентовања информација

Када се електрични сигнали користе као носач података, могућа су два облика:

1) аналогни — електрични сигнал је сличан оригиналном у сваком тренутку, тј. непрекидно у времену. Температура, притисак, брзина се мењају по континуираном закону — сензори претварају ове вредности у електрични сигнал који се мења по истом закону (слично). Вредности представљене у овом облику могу узети бесконачан број вредности унутар одређеног опсега.

2) одвојени — импулсни и дигитални — сигнал је низ импулса у којима се кодирају информације. У овом случају нису кодиране све вредности, већ само у одређеним тренуцима - узорковање сигнала.

Пулсни рад - краткотрајно излагање сигнала се смењује са паузом.

У поређењу са континуираним (аналогним) радом, пулсни рад има неколико предности:

— велике вредности излазне снаге за исту запремину електронског уређаја и већу ефикасност;

— повећање отпорности на буку, тачност и поузданост електронских уређаја;

— смањење утицаја температуре и дисперзије параметара уређаја, пошто се рад одвија у два режима: „укључено“ — „искључено“;

— имплементација импулсних уређаја на једнотипним елементима, лако се реализују методом интегралне технологије (на микро кола).

Слика 1а приказује методе кодирања континуираног сигнала са правоугаоним импулсима — процес модулације.

Пулсно-амплитудна модулација (ПАМ) — амплитуда импулса је пропорционална улазном сигналу.

Модулација ширине импулса (ПВМ) — ширина импулса тпулсе је пропорционална улазном сигналу, амплитуда и фреквенција импулса су константне.

Пулсно-фреквентна модулација (ПФМ) — улазни сигнал одређује брзину понављања импулса који имају константно трајање и амплитуду.

Слика 1 — а) Методе кодирања континуалног сигнала са правоугаоним импулсима, б) Основни параметри правоугаоних импулса

Најчешћи импулси су правоугаони. Слика 1б приказује периодични низ правоугаоних импулса и њихове главне параметре. Импулсе карактеришу следећи параметри: Ум — амплитуда импулса; тимп је трајање пулса; тпаусе — трајање паузе између импулса; Тп = тп + тп — период понављања импулса; ф = 1 / Тп — фреквенција понављања импулса; КХ = Тп / тп — радни циклус импулса.

Уз правоугаоне импулсе у електронској техници, у широкој су употреби импулси пиластих, експоненцијалних, трапезоидних и других облика.

Дигитални начин рада — информација се преноси у облику броја који одговара одређеном скупу импулса (дигитални код), а битно је само присуство или одсуство импулса.

Дигитални уређаји најчешће раде са само две вредности сигнала - нула «0» (обично низак напон или без импулса) и «1» (обично висок напонски ниво или присуство правокутног таласа), тј. информација је представљена у бинарном бројевном систему.

Ово је због погодности креирања, обраде, складиштења и преношења сигнала представљених у бинарном систему: прекидач је затворен - отворен, транзистор је отворен - затворен, кондензатор је напуњен - испражњен, магнетни материјал је магнетизован - демагнетизован, итд.

Дигиталне информације су представљене на два начина:

1) потенцијал — вредности «0» и «1» одговарају ниском и високом напону.

2) импулс — бинарне варијабле одговарају присуству или одсуству електричних импулса у одређеним тренуцима времена.