ЧТО ТАКОЕ АНАЛОГОВАЯ ИЛИ ЦИФРОВАЯ ЭЛЕКТРОНИКА

Доброе время суток, уважаемый читатель!

В данной статье мы рассмотрим разницу между аналоговой и цифровой электроникой, а также системы, в которых применяются эти оба типа электроники. Возможно, такой вопрос может показаться банальным опытным электронщикам, но начинающим определиться с понятиями «аналоговый» и «цифровой» не всегда просто. Да и сам термин «электроника» хорошо знаком каждому человеку, но дать определение ему очень трудно. Обычно мы считает, что это аппаратура и системы, состоящие из уст­ройств, которые усиливают и преобразовывают сигналы и для работы которых необходимы источники питания. Наиболее широко в электронике применяются такие устройства, как транзисторы. А начиналась электроника с электровакуум­ных ламп, в которых поток электронов из нагретого катода пролетал через управ­ляющую сетку к аноду. Возможно, слово «электроника» произошло от этого устройства.

Примером аналогового сигнала может служить электрический сигнал в микро­фоне. Его форма (график напряжения во времени) полностью совпадает с формой звуковых волн, которые «поймал» микрофон. При обратном процессе, когда элек­трический сигнал в акустической системе преобразуется в звуковые волны, сигнал также аналоговый. Причем полученные звуковые волны идентичны тем звуковым волнам, которые поступили в систему.

Примером цифрового сигнала служит сигнал, который записывается на компакт-диск (CD). При записывании звука на компакт-диск аналоговый сигнал пре­образовывается в электрические импульсы, частота которых намного больше часто­ты аналогового сигнала. Затем выборка амплитуд импульсов «кодируется». Далее цифровой код обрабатывается, сжимается, защищается от повреждений и хранится на компакт-диске в виде бинарных кодов.

Все цифровые схемы построены на транзисторах, которые называются вентилями и триггерами. Аналоговые схемы, как и цифровые, построены на транзисто­рах. Только транзисторы для цифровых схем должны быть с более высокой скоро­стью и более низкой рассеиваемой мощностью по сравнению с такими же схемами, работающими с аналоговыми сигналами. В целом транзисторные схемы для любого вида сигналов эквивалентны, и имеют аналогичные характеристики: накопленный заряд, паразитную емкость и индуктивность, входное и выходное сопротивление, шумы и т. д. Межсоединения между блоками схемы и для цифровых сигналов, и для аналоговых с высокой частотой или высокой скоростью передачи данных дол­жны проектироваться в соответствии с теорией линий передач. В этой книге неко­торые вопросы по аналоговой электронике содержат базовые сведения по цифро­вой электронике. Преобразование цифрового сигнала — это один из видов преоб­разования аналогового сигнала, а теория проектирования аналоговых схем модифицирована для цифровых схем.

Таким образом, хорошие знания теории аналоговой электроники послужат ос­новой искусства проектирования цифровых систем. Последующие примеры иллю­стрируют роль аналоговой и цифровой электроники в различных системах.