अॅनालॉग आणि डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक्स

इलेक्ट्रॉनिक्सची एनालॉग आणि डिजिटलमध्ये विभागणी केली जाते, नंतरचे जवळजवळ सर्व पोझिशनमध्ये अॅनालॉग बदलते.

अॅनालॉग इलेक्ट्रॉनिक्स अशा उपकरणांचा अभ्यास करते जे सिग्नल तयार करतात आणि कालांतराने सतत प्रक्रिया करतात.

डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक्स वेळ-विशिष्ट सिग्नल वापरतात, बहुतेक वेळा डिजिटल स्वरूपात व्यक्त केले जातात.

सिग्नल म्हणजे काय? सिग्नल म्हणजे माहिती वाहून नेणारी गोष्ट. प्रकाश, ध्वनी, तापमान, वेग - हे सर्व भौतिक प्रमाण आहेत, ज्यातील बदल आपल्यासाठी एक विशिष्ट अर्थ आहे: एकतर जीवन प्रक्रिया किंवा तांत्रिक प्रक्रिया म्हणून.

एखादी व्यक्ती अनेक भौतिक प्रमाण माहिती म्हणून समजण्यास सक्षम असते. हे करण्यासाठी, त्यात ट्रान्सड्यूसर आहेत - संवेदी अवयव जे विविध बाह्य सिग्नलला आवेगांमध्ये रूपांतरित करतात (जे, तसे, विद्युत स्वरूपाचे असतात) जे मेंदूमध्ये प्रवेश करतात. या प्रकरणात, सर्व प्रकारचे सिग्नल: प्रकाश, ध्वनी आणि तापमान समान निसर्गाच्या आवेगांमध्ये रूपांतरित केले जातात.

इलेक्ट्रॉनिक प्रणालींमध्ये, इंद्रियांची कार्ये सेन्सर्स (सेन्सर्स) द्वारे केली जातात, जे सर्व भौतिक प्रमाणांचे विद्युत सिग्नलमध्ये रूपांतर करतात.प्रकाशासाठी — फोटोसेल, ध्वनीसाठी — मायक्रोफोन, तापमानासाठी — थर्मिस्टर किंवा थर्मोकूपल.

इलेक्ट्रिकल सिग्नल्समध्ये तंतोतंत का? उत्तर स्पष्ट आहे, विद्युत परिमाण सार्वत्रिक आहेत कारण इतर कोणत्याही परिमाणांचे विद्युतीय आणि त्याउलट रूपांतर केले जाऊ शकते; इलेक्ट्रिकल सिग्नल सहजतेने प्रसारित आणि प्रक्रिया केली जातात.

माहिती मिळाल्यानंतर, मानवी मेंदू, या माहितीच्या प्रक्रियेवर आधारित, स्नायू आणि इतर यंत्रणांना नियंत्रण क्रिया देतो. त्याचप्रमाणे, इलेक्ट्रॉनिक प्रणालींमध्ये, इलेक्ट्रिकल सिग्नल इलेक्ट्रिकल, यांत्रिक, थर्मल आणि इतर प्रकारच्या ऊर्जा इलेक्ट्रिक मोटर्स, इलेक्ट्रोमॅग्नेट्स, इलेक्ट्रिक लाइट स्त्रोतांद्वारे नियंत्रित करतात.

तर, निष्कर्ष. मनुष्याने पूर्वी जे केले (किंवा करू शकले नाही) ते इलेक्ट्रॉनिक सिस्टमद्वारे केले जाते: ते नियंत्रित, व्यवस्थापित, नियमन, दूरस्थपणे संवाद इ.

माहिती सादर करण्याचे मार्ग

डेटा वाहक म्हणून इलेक्ट्रिकल सिग्नल वापरताना, दोन फॉर्म शक्य आहेत:

1) अॅनालॉग - विद्युत सिग्नल वेळेच्या कोणत्याही क्षणी मूळ सिग्नलसारखाच असतो, उदा. सतत वेळेत. सतत कायद्यानुसार तापमान, दाब, गती बदल — सेन्सर या मूल्यांचे विद्युत सिग्नलमध्ये रूपांतर करतात जे समान कायद्यानुसार बदलतात (समान). या फॉर्ममध्ये दर्शविलेली मूल्ये निर्दिष्ट श्रेणीमध्ये असीम संख्येत मूल्ये घेऊ शकतात.

२) एक वेगळा — नाडी आणि डिजिटल — सिग्नल ही डाळींची मालिका आहे ज्यामध्ये माहिती एन्कोड केलेली आहे. या प्रकरणात, सर्व मूल्ये एन्कोड केलेली नाहीत, परंतु केवळ विशिष्ट क्षणांवर - सिग्नल सॅम्पलिंग.

पल्स ऑपरेशन - सिग्नलचे अल्पकालीन एक्सपोजर विराम देऊन पर्यायी होते.

सतत (एनालॉग) ऑपरेशनच्या तुलनेत, नाडी ऑपरेशनचे अनेक फायदे आहेत:

- इलेक्ट्रॉनिक उपकरणाच्या समान व्हॉल्यूम आणि उच्च कार्यक्षमतेसाठी मोठ्या आउटपुट पॉवर मूल्ये;

- इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांची आवाज प्रतिकारशक्ती, अचूकता आणि विश्वासार्हता वाढवणे;

- तापमानाचा प्रभाव कमी करणे आणि डिव्हाइस पॅरामीटर्सचे फैलाव, कारण काम दोन मोडमध्ये केले जाते: "चालू" - "बंद";

- एकल-प्रकार घटकांवर पल्स डिव्हाइसेसची अंमलबजावणी, अविभाज्य तंत्रज्ञानाच्या पद्धतीद्वारे (मायक्रोसर्किट्सवर) सहजपणे अंमलात आणली जाते.

आकृती 1a आयताकृती डाळींसह सतत सिग्नल एन्कोड करण्याच्या पद्धती दर्शविते—मॉड्युलेशन प्रक्रिया.

पल्स-एम्प्लिट्यूड मॉड्युलेशन (PAM) - डाळींचे मोठेपणा इनपुट सिग्नलच्या प्रमाणात असते.

पल्स विड्थ मॉड्युलेशन (PWM) — नाडी रुंदीचे tpulse इनपुट सिग्नलच्या प्रमाणात असते, नाडीचे मोठेपणा आणि वारंवारता स्थिर असते.

पल्स-फ्रिक्वेंसी मॉड्युलेशन (PFM) - इनपुट सिग्नल स्थिर कालावधी आणि मोठेपणा असलेल्या डाळींचा पुनरावृत्ती दर निर्धारित करतो.

आकृती 1 — अ) आयताकृती डाळींसह सतत सिग्नल कोडिंग करण्याच्या पद्धती, ब) आयताकृती डाळींचे मूलभूत मापदंड

सर्वात सामान्य डाळी आयताकृती आहेत. आकृती 1b आयताकृती डाळींचा नियतकालिक क्रम आणि त्यांचे मुख्य मापदंड दर्शविते. डाळी खालील पॅरामीटर्सद्वारे दर्शविले जातात: उम — नाडी मोठेपणा; टिंप म्हणजे नाडीचा कालावधी; tpause - डाळींमधील विरामाचा कालावधी; Tp = tp + tp — नाडी पुनरावृत्ती कालावधी; f = 1 / Tp — नाडी पुनरावृत्ती वारंवारता; QH = Tp / tp — नाडी कर्तव्य चक्र.

इलेक्ट्रॉनिक अभियांत्रिकीमध्ये आयताकृती डाळींसोबत, सॉटूथ, एक्सपोनेन्शिअल, ट्रॅपेझॉइडल आणि इतर आकारांच्या डाळींचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो.

ऑपरेशनचे डिजिटल मोड — माहिती एका विशिष्ट संचाशी (डिजिटल कोड) संबंधित असलेल्या संख्येच्या स्वरूपात प्रसारित केली जाते आणि केवळ नाडीची उपस्थिती किंवा अनुपस्थिती आवश्यक आहे.

डिजिटल उपकरणे बहुतेक वेळा फक्त दोन सिग्नल मूल्यांसह कार्य करतात - शून्य «०» (सामान्यत: कमी व्होल्टेज किंवा नाडी नसते) आणि «१» (सामान्यत: उच्च व्होल्टेज पातळी किंवा चौरस लहरीची उपस्थिती), उदा. बायनरी संख्या प्रणालीमध्ये माहिती सादर केली जाते.

हे बायनरी सिस्टीममध्ये दर्शविलेले सिग्नल तयार करणे, प्रक्रिया करणे, संचयित करणे आणि प्रसारित करण्याच्या सोयीमुळे आहे: स्विच बंद आहे — उघडा, ट्रान्झिस्टर खुला आहे — बंद आहे, कॅपेसिटर चार्ज झाला आहे — डिस्चार्ज झाला आहे, चुंबकीय सामग्री चुंबकीकृत आहे — डिमॅग्नेटाइज्ड, इ.

डिजिटल माहिती दोन प्रकारे दर्शविली जाते:

1) संभाव्य - "0" आणि "1" मूल्ये कमी आणि उच्च व्होल्टेजशी संबंधित आहेत.

2) आवेग - बायनरी व्हेरिएबल्स विशिष्ट क्षणी विद्युत आवेगांच्या उपस्थिती किंवा अनुपस्थितीशी संबंधित असतात.