Типи дискретних пристроїв

Класифікація електронних пристроїв. Аналогові та дискретні пристрої.

Аналогові електронні пристрої (АУЕ) - це пристрої посилення та обробкианалогових електричних сигналів, виконані на основі електронних приладів.

Аналоговий сигнал є безперервною функцією, з необмеженою за кількістю значень в різні моменти часу. Найбільш часто зустрічається аналоговим сигналом є звуки нашої мови, які на осцилограмах мають різні, химерні форми. Аналогові сигнали змінюються за тим самим законом, що і фізичні процеси, що їм описуються.

Групи аналогових електронних пристроїв

Слід виділити дві великі групи, за якими можна класифікувати аналогові електронні пристрої:

  • підсилювачі - це пристрої, які за рахунок енергії джерела живлення формують новий сигнал, що є за формою більш менш точною копією заданого, але перевершує його за струмом, напругою, або по потужності. .
  • пристрої на основі підсилювачів - в основному перетворювачі електричних сигналів та опорів.

Перетворювачі електричних сигналів (активні пристрої аналогової обробки сигналів) - виконуються на базі підсилювачів або шляхом безпосереднього застосування останніх зі спеціальними ланцюгами зворотних зв'язків або шляхом деякого їх видозміни. Сюди відносять пристрої підсумовування, віднімання, логарифмування, антилогарифмування, фільтрації, детектування, перемноження, поділу, порівняння та ін. Вони можуть перетворювати величину, тип, характеропору. Використовують їх у деяких пристроях обробки сигналів. Особливий клас складають всілякі генератори та пов'язані з ними пристрої.

Цифрові пристрої

  • Основи цифрової електроніки
Основи цифрової електроніки беруть початок із методів обчислення, правил Булевої алгебри, логічних елементів та їх застосування.
  • Тригери
Для створення цифрових систем потрібні елементи пам'яті для зберігання двійкової інформації протягом потрібного часу. Основу елементів пам'яті становлять тригери.
  • Лічильники
Однією з найпоширеніших операцій у пристроях цифрового оброблення інформації є рахунок імпульсів. Цю операцію виконують лічильники які за призначенням діляться на прості, що виконують операцію додавання або віднімання та реверсивні.
  • Реєстри
Регістром називається вузол цифрового пристрою, який служить для зберігання машинного слова або його частин. Зазвичай регістр має додаткові ланцюги, за допомогою яких виконуються мікрооперації гасіння, прийом, видача та перетворення. Основа регістру – упорядкована послідовність елементів зберігання. Як елементи зберігання використовуються тригерні схеми різних типів (RS, JK, D) та їх модифікації.
  • Пристрої кодування
До пристроїв цифрового кодування відносяться дешифратори, мультиплексори, демультиплексори, суматори, які використовуються для перетворення сигналу.
  • Застосування ЦІС у РЕМ
У загальному випадку програмована логічна матриця є логічною схемою для перетворення комбінацій.
  • Аналого – цифрове та цифро – аналогове перетворень
В електронних системах однаково широко використовується обробка інформації, представленої в аналоговій та цифровійформах. Пояснюється це тим, що первинна, вихідна інформація про різні фізичні величини та процеси носить, як правило, аналоговий характер.
  • Пристрої пам'яті
Для короткочасного зберігання невеликих обсягів кодових слів зазвичай використовують регістри. При необхідності тривалого зберігання або зберігання великих обсягів інформації застосовують пристрої, що запам'ятовують (ЗУ), виконані на спеціалізованих ІС.
  • Постійні ЗУ (ПЗП)
Постійні ЗУ призначені для зберігання інформації, яка залишається незмінною протягом усього часу роботи пристрою. Ця інформація не зникає під час зняття напруги живлення.
  • Мікропроцесори
Мікропроцесор- це прилад, виготовлений за високою мірою технології (або сукупність приладів), який під впливом програмного управління здатний виконувати функцію центрального пристрою та призначений для обробки інформації та управління процесом цієї обробки.

Типи дискретних пристроїв. Цифрові пристрої та їх основні переваги.

Дискретні електричні сигнали одержані шляхом квантування за часом (дискретизація) та квантування за рівнем вихідного аналогового сигналу.

1) Імпульсні пристрої

2) Релейні пристрої

3) Цифрові пристрої

Переваги дискретних пристроїв

4) Слабка схильність до деструктурних факторів (!)

Імпульсні пристрої виконують квантування за часом і перетворюють його на послідовність імпульсів відповідної частоти.

Релейні системи – реалізуються квантуванням за рівнем із збереженням безперервності за часом і перетворять їх у ступінчасту функцію.

Цифрові пристрої – реалізують як дискретизацію за часом та квантування за рівнем.Цифрові пристрої мають меншу швидкодію.

Додаткова інформація

Цифрові технології (англ. Digital technology) засновані на представленні сигналів дискретними смугами аналогових рівнів, а чи не як безперервного спектра. Всі рівні в межах смуги є однаковим станом сигналу.

Цифрова технологія працює, на відміну аналогової, з дискретними, а чи не безперервними сигналами. Крім того, сигнали мають невеликий набір значень, як правило, два. Зазвичай це 0 і 1, які в булевській алгебрі мають значення «Брехня» та «Істина» відповідно.

Цифрові схеми складаються в основному з логічних елементів, таких як AND, OR, NOT та ін, а також можуть бути пов'язані між собою лічильниками та тригерами.

Цифрові технології головним чином використовуються у обчислювальній цифровій електроніці, насамперед комп'ютерах, у різних галузях електротехніки, таких як ігрові автомати, робототехніка, автоматизація, вимірювальні прилади, радіо- та телекомунікаційні пристрої тощо.

Переваги

Одна з переваг цифрових схем у порівнянні з аналоговими [1] полягає в тому, що перші сигнали можуть бути передані без спотворень. Наприклад, безперервний звуковий сигнал, що передається у вигляді послідовності 1 і 0, може бути відновлений без помилок за умови, що шуму при передачі було недостатньо, щоб запобігти ідентифікації 1 і 0. Час музики може бути збережений на компакт-диску з використанням близько 6 млрд двійкових розрядів.

Цифровими системами з комп'ютерним керуванням можна керувати за допомогою програмного забезпечення, додаючи нові функції без заміни апаратних засобів. Часто це може бути зроблено без участі заводу-виробника шляхом простого оновленняпрограмного продукту Подібна функція дозволяє швидко адаптуватися до вимог, що змінюються. Крім того, можливе застосування складних алгоритмів, які в аналогових системах неможливі або здійсненні, але тільки з дуже високими витратами.

Зберігання інформації у цифрових системах простіше, ніж у аналогових. Перешкодостійкість цифрових систем дозволяє зберігати та витягувати дані без пошкодження. В аналоговій системі старіння та знос може погіршити записану інформацію. У цифровій, доки загальні перешкоди не перевищують певного рівня, інформація може бути відновлена ​​абсолютно точно.

Недоліки

У деяких випадках цифрові схеми використовують більше енергії, ніж аналогові для виконання однієї і тієї ж задачі, виділяючи більше тепла, що підвищує складність схем, наприклад, шляхом додавання кулера. Це може обмежити їх використання в портативних пристроях, що живляться від батарейок.

Цифрові схеми іноді дорожчі за аналогові.

Можлива також втрата інформації при перетворенні аналогового сигналу на цифровий. Математично це явище можна описати як помилка округлення.

У деяких системах при втраті або псуванні одного фрагмента цифрових даних може змінитися сенс великих блоків даних.