Mi a különbség az analóg és a digitális áramkörök között?

Zsom Gyula - Digitális technika / Elektronika könyvek

Egyébként, saját megfogalmazásom szerint: A digitális áramkörök, digitális jelekkel dolgoznak. Ezek időben és értékben is diszkrét jelet. Úgynevezett "kvantálást" mintavételezést hajtanak végre az analóg jelen, amely eredetileg fokozatmentesen változhat, tehát végtelen sok értéket felvehet. A mintavételezést bizonyos időközönként végzik el az A/D konverterek. Egy A/D konverter kimenete nem csak időben diszkrét, hanem értékében ( értékkészlet ) is. Szóval csak egész értékeket vehet fel.

Tegyük fel hogy egy A/D konverter bemenetére analóg jelet adunk, ami tetszőlegesen változgat 0 és 1 Volt közt. Lehet 0,0693 Volt de lehet 0,1341 Volt is az értéke... ha az A/D konverter felbontása 8 bites, azaz kettő a nyolcadikon értéket tud a kimenetén megjeleníteni, ami 256-ot jelent. Az azt jelenti, hogy 256 részre bontja a bemeneti tartományt, és 0,0039 Voltonként ugrik egyet a kimeneti érték, ekkora a lépték. Ha pl. 0,0039-nél kisebb értéket adok rá, a kimenetén nulla lesz. Ha 0,0039 és 0,0078 közti értéket, akkor 1 ... és így tovább..0,9961 és 1 közötti érték pedig 255 lesz. 0..255 ( 256 állapot )

Általában belül úgy néznek ki, hogy van egy bemeneti feszültségosztó: annyi ellenállás sorba kötve, ahány állapotú a felbontás. Az ellenállások közt pedig művelei erősítők ( flash típusú A/D konverter belső felépítése )

A fizika tankönyvben aligha lesz ez benne... :D :D

Inkább a digitális technika / elektronika / hiradástechnika... ilyesmi tankönyvedet nyisd ki!

Maradjunk első körben a digitális és analóg jel különbsége közt.

Az analóg jeled mondjuk 0-5 V között akármennyi lehet, ezzel hordozhat egy információt, mondjuk egy akármilyen szenzor mért értékével arányos jelet, mondjuk egy 0-100 fokig hőmérő mérési jelét. Ha a jel egyenesen arányos a mért értékkel, akkor mondjuk a kábelen a 3,850004532... V 77,00091... Celsius fokos mérési érték információját közvetíti. Persze a mérési és átviteli pontosság jóval rosszabb is lehet, főleg, ha nagy távolságra kel átvinni a jelet, mint ahány tizedesig a kapott értéket mint feszültséget én le tudom venni és nincs is szükségem ennyi tizedesre, hogy a felhasználásomhoz elegendő pontosságot kapjak.

Digitális jelnél a kábelen van egy mondjuk 2 +/-0,5 V, vagy 4 +/-0,5 V jelem. Ebből egyik a bináris nullát jelenti, a másik a bináris egyet.

Előre meghatározom, milyen pontossággal akarok jelet átvinni, majd az adott decimális pontosságnak megfelelő bináris jelméretet választok, egy, két bájtos adatcsomagokat küldök. A 77 celsius fokra 1 fok pontossággal elég az egy bájtos adatcsomag, a jelem egy bájton így néz ki: 00100111.

Ez a 2 és 4 voltok váltásával átmegy és máris megvan a 77 fokos adatom.

A lényeg, hogy én határozhatom meg az átvitelre szánt jel pontosságát és azon pontosságon belül NINCS hibám.

Ez a digitális információ lényege, a kívánt pontosságon belül hibamentesen továbbítható, de csak az előre meghatározott felbontást tudja. Az analóg végtelen felbontást tud, de a hibaszint simán lehet a kívántnál sokkal nagyobb.

Egyszerűbb példaként, haveroddal álltok egymásról 30 méterre, haverod informálni akar téged arról, hogy valami, amit mért, hat egész valamennyi centi hosszú.

Analóg átvitelnél a haverod a hüvelyk- és mutatóujja közt felmutatja neked a hat egész stb. centit azzal, hogy "ekkora". Te harminc méterről valami iszonyat rossz pontossággal meg tudod saccolni, mennyit mutathat, még akkor is pontatlanul, ha ő amúgy Q pontosan hat egész háromszázhuszonnyolc centit mutat.

Digitális átvitelnél megbeszélitek előre, hogy csak egy centi pontossággal érdekel az eredmény és azt azzal jelezze, hány ujját mutatja fel.

Most ő felmutatja egy teli tenyerét és másik keze egy ujját és te PONTOSAN tudod, hogy a mért érték hat centi, mármint a megbeszélt egy centi pontosságra kerekítve. A hat egész feletti részről semmi infód nem lesz, de a kért pontossággal hibamentes eredményt kapsz.

És most az áramkörök.

Az analóg áramkörök olyan építőelemekből állnak, amelyek végtelen felbontásban tudnak arányos jeleket átvinni, természetesen NEM végtelen pontossággal és nem zavarvédetten. Ellenállások, elektroncsövek stb.

A digitális áramkörök olyan jeleket visznek át, melyek csak két állapotot, nulla és egy információt tartalmaznak (persze ezt most az általánosan használt bináris digitálisra gondolok, mert az is digitális átvitel lenne, ha külön kábeled jelenti az egyet, kettőt, hármat.....százat). Mivel ezek tulajdonképpen akár kikapcs-bekapcs jelek is lehetnek, olyan elemeken át közvetítenek, amelyek eme két szélsőséges állapotot adják tovább. Itt maga a jelértéked jóval nagyobb pontosságú lehet, mint a zavaró hatások, tehát hibamentes átvitel létrehozható. Az adatátvivő elemek relék, tranzisztorok, stb.