Аналоговая и цифровая электроника, логические вентили, преобразование десятичных и двоичных чисел

| 1 октября, 2021 | Физика

Есть два типа для работы с входным напряжением и выходным напряжением в электрической цепи: аналоговая электроника и цифровая электроника. Аналоговая электроника — это электроника, которая имеет дело с физическими величинами как таковые, так что она преобразует их в непрерывные электронные сигналы, что означает, что он принимает любые значения десятичных чисел.

Приложения

  1. Микрофон: преобразование звука в электрический сигнал.
  2. Обычная видеокамера: преобразование изображения в электрический сигнал.
  3. Нормальное телевидение:

У отправителя: звук или изображение преобразуются в электрические сигналы, а затем в электромагнитные сигналы.

На приемнике: электромагнитные сигналы преобразуются в электрические сигналы в антенне, затем приемное устройство преобразует их в звук и изображение.

Возмущение (электронный шум): источником возмущения является случайное движение электронов, поскольку они являются зарядами, если они движутся, они вызывают случайный ток, возмущение влияет на аналоговые сигналы, где шум мешает аналоговым сигналам, которые несут информацию и беспокоить это.

Цифровая электроника

Цифровая электроника — это электроника, которая имеет дело с физическими величинами после их преобразования в дискретный код, основанный только на двух значениях (0, 1), где низкий логический код 0 и высокий логический уровень 1.

У отправителя: все подключенные электрические сигналы преобразуются в цифровые с помощью аналого-цифрового преобразователя (АЦП).

На приемнике: цифровые сигналы преобразуются в аналоговые с помощью цифроаналогового преобразователя (ЦАП).

Приложения

  1. Сотовый телефон.
  2. Цифровые спутниковые каналы.
  3. Лазерный компакт-диск.
  4. Компьютерные устройства.

Все буквы и числа, которые поступают в компьютер , преобразуются в двоичные коды . Изображение делится на мелкие элементы (пиксели), затем оно преобразуется в двоичные коды (1, 0) . Вычисления обрабатываются на основе двоичной алгебры.

Информация хранится во временной памяти (RAM) или постоянной памяти (Hard disk) в форме намагничивания в определенном направлении, что означает (0), или намагничивания в противоположном направлении, что означает (1).

Источником возмущения является случайное движение электронов, поскольку они являются зарядами, если они движутся, они вызывают случайный ток . Информация не является значением сигнала, что шум может мешать ему и вызывать возмущение, но информация представляет собой только код ( 1, 0) и неважно, добавлен ли к нему шум.

Преобразование аналогового числа (десятичного) в цифровой код (двоичное число) 

  1. Чтобы преобразовать аналоговое число (десятичное) в цифровой код (двоичное число), разделите десятичное число на 2, если у продукта есть остаток, поместите 1 в ячейку остатка, если продукт не имеет остатка, поместите 0 в ячейку остатка.
  2. Разделите произведение на 2 и так до тех пор, пока произведение не станет меньше 1, поэтому мы помещаем 0 в ячейку продукта, 1 в ячейку остатка.
  3. Запишите числа в ячейке остатка соответственно внутри двух скобок: () 2.

Пример: цифровой код аналогового номера 19 — (10011) 2.

Преобразование цифрового кода (двоичного числа) в аналоговое число (десятичное)

  1. Чтобы преобразовать цифровой код (двоичное число) в аналоговое число (десятичное), запишите код (0, 1) для каждого числа отдельно в порядке и под каждым числом с правой стороны запишите двоичную систему (2 0, 2¹, 2² , 2³ ……).
  2. Запишите произведение умножения кода (0 a, 1) в двоичной системе (2 0, 2¹, 2², 2³ ……).
  3. Сложите полученные числа, чтобы получить требуемый аналоговый номер.

Пример: Найдите аналоговый номер для цифрового кода (10001) 2 .

Суммирование произведения = 1 × 2 0 + 0 × 2¹ + 0 × 2² + 0 × 2³ + 1 × 2 4 = 1 + 0 + 0 + 0 + 16 = 17, что является требуемым аналоговым числом.

Логические ворота 

Цифровая электроника является основой многих инструментов и электронных компонентов, таких как логические вентили. Современные приложения электроники, такие как компьютерные схемы и современные системы связи, зависят от цифровых схем, называемых логическими вентилями.

Мы можем вычислить количество возможностей в таблице истинности из отношения 2 n, где n — количество входов, Логические вентили являются частями электронных схем современных устройств, которые выполняют логические операции с цифровыми сигналами в зависимости от кодов (0, 1) , Существуют разные типы логических вентилей:

Инверсия (НЕ) 

Количество входов и выходов: один вход и один выход.

Логическая операция: инверсия (выход инверсен входу): если вход равен 0, выход равен 1. Если вход равен 1, выход равен 0.

Эквивалентная электрическая схема: Ключ в цепи параллельно, при работе ключа лампа горит, а при замыкании лампа не горит.

Совпадение (И)

Количество входов и выходов: два или более входа и один выход.

Логическая операция: одновременность выход не один, если все входы не являются одним. Когда два входа равны 1 и 0, выход равен 0, когда два входа равны 1 и 1, выход равен 1.

Две клавиши включены в цепь последовательно, лампа не загорится, пока две клавиши не будут закрыты.

Возможность (ИЛИ)

Количество входов и выходов: два или более входа и один выход.

Логическая операция: необязательно, выход — один или несколько входов — один, когда два входа равны 0, выход равен 0, когда два входа равны 1 и 0, выход равен 1 , когда два входа равны 1, выход равен 1 .

Два ключа в цепи параллельны друг другу. Лампа загорается, когда один ключ или два ключа закрыты.