מבוא לאלקטרוניקה דיגיטלית. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

מבוא לאלקטרוניקה דיגיטלית. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / חובב רדיו מתחיל

כל סמל מידע במכשירים דיגיטליים מקודד בקוד בינארי, כך שאותות יכולים לקבל רק שני ערכים: רמת מתח גבוהה או נמוכה, נוכחות או היעדר דופק מתח וכו'. תנאי מוקדם לכך הוא האפשרות של זיהוי בטוח על ידי אלמנטים של מעגלים דיגיטליים של שני ערכי אות, התואמים לסמלים 0 ו-1, בתנאים של שינוי טמפרטורת הסביבה, מתח אספקת החשמל וגורמים מערערים אחרים.

כבר אמרנו שהערכים של רמות האות (Uc) על ידי אלמנטים של מכשירים דיגיטליים אינם נתפסים ברציפות, אלא בזמנים בדידים, המרווח ביניהם נקרא מחזור העבודה T. ככלל, טרנספורמציה אלמנטרית אחת של קלט הקוד שהתקבל במילות הקלט. דיסקרטיזציה של זמן מסופקת על ידי התקני בקרה מיוחדים המייצרים פולסים סינכרון (SI). במכשירים דיסקרטיים משתמשים בשתי דרכים להצגת מידע: פוטנציאל ודופק. בשיטת הפוטנציאל, הערכים של 0 לוגי ו-1 לוגי תואמים למתחים ברמה נמוכה וגבוהה. אם 0 לוגי מתאים למתח ברמה נמוכה, ולוגי 1 לגבוה, אזי הגיון כזה נקרא חיובי, ולהיפך, אם 0 לוגי הוא מתח ברמה גבוהה, והלוגי 1 הוא מתח ברמה נמוכה, אז היגיון כזה נקרא שלילי או הפוך.

בהמשך, נעשה שימוש בעיקר במונחים "מתח ברמה גבוהה ונמוכה" (אותות ברמה גבוהה ונמוכה) התואמים לרמות הלוגיקה 1 והלוגיקה 0.

מידע במכשירים דיגיטליים יכול להיות מיוצג בקודים טוריים ומקבילים. בעת שימוש בקוד טורי, כל מחזור מתאים לסיבית אחת מהקוד הבינארי. המספר (של הביט נקבע על פי מספר המחזור, נספר מהמחזור, בקנה אחד עם תחילת ייצוג הקוד. הגרפים המוצגים באיור 1 ממחישים את הקוד הסידורי של המספר הבינארי של הבתים 10011011 עם שיטות פוטנציאל ודופק של הצגת מידע. בשיטה הראשונה, איור 1, והאות נשאר רמות נמוכות או גבוהות במשך מחזור אחד או יותר. ברגע של מעבר האות מרמה אחת לאחרת, ערכו אינו ודאי.בדרך הפועמת של ייצוג דיגיטלי המידע באיור 1b, נוכחות או היעדר פולס של משך סופי מתאים ליחידה ולאפס ערכים של משתנה בינארי. במספר קוד סידורי, ניתן לתקן את כל הספרות שלו על אלמנט אחד ולהעביר אותו בשידור מידע אחד ערוץ.כדי לשדר את כל המספר, נדרשים שמונה מחזורים (איור 1, ג).

מבוא לאלקטרוניקה דיגיטלית

קוד מקביל יכול להפחית משמעותית את זמן העיבוד ואת העברת המידע. לדוגמה, איור 3 ממחיש את הקוד המקביל של מספר שבעת הסיביות 1101101. במקרה זה, הן בדרכים הפעימות (איור 2, א) והן בדרכים הפוטנציאליות (איור 2, ב) להצגת מידע, כל הסיביות של הקוד הבינארי מוצגים במחזור זמן אחד, ניתנים להקלטה על ידי אלמנטים נפרדים ומשודרים בערוצים נפרדים (צמיגי ביט). מכשירים דיגיטליים המעבדים ומשנים את המידע המתקבל בכניסות שלהם נקראים אוטומטים דיגיטליים. המשימה של בניית אוטומט דיגיטלי שמבצע פעולות מסוימות על אותות בינארים היא לבחור אלמנטים ושיטה לחיבור שלהם המספקים טרנספורמציה נתונה. בעיות אלו נפתרות על ידי לוגיקה מתמטית או אלגברה של לוגיקה (מתמטיקה בוליאנית). מכשירים היוצרים את הפונקציות של המתמטיקה הבוליאנית נקראים לוגיים או דיגיטליים ומסווגים לפי מאפיינים שונים. מכשירים דיגיטליים לפי אופי המידע בכניסות וביציאות מחולקים להתקנים של פעולה טורית, מקבילה ומעורבת.

כדי ליישם התקן פעולה מקביל המבצע פונקציה דומה, נדרשות שתי קבוצות של כניסות עם שמונה סיביות בכל קבוצה ושמונה יציאות (לפי רוחב הסיביות של מילת הפלט). ידועים גם מכשירים מסוג מעורב, שבהם, למשל, מילת הקלט מיוצגת בצורה מקבילה, ומילת הפלט היא בצורה טורית (זוהי המרת קוד).

על פי תכנון המעגל ואופי החיבור בין משתני הקלט והפלט, תוך התחשבות בשינויים שלהם במחזורי הפעולה, נבדלים התקנים דיגיטליים קומבינתיים ורציפים. בהתקנים שילוביים, קבוצת האותות בכניסות וביציאות בכל רגע מסוים של זמן נקבעת לחלוטין על ידי אותות הכניסה הפועלים באותו רגע בכניסות שלו. אם פונקציות הקלט והפלט במחזור n מסומנות כ-Xⁿ ו-Yⁿ, אז היחס ביניהם ייקבע לפי הביטוי

Yⁿ=L(Xⁿ),

כאשר L הוא הסימן של הטרנספורמציה הלוגית שמבצע המכשיר. מכשירים דיגיטליים, בניגוד למכשירים אנלוגיים, מאפשרים כמעט כל סוג של המרה. במכשירים דיגיטליים מסוג סדרתי, הערך של משתני הפלט Yⁿ במחזור n נקבע לא רק על ידי הערך של משתני הקלט Xⁿפועל בזמן נתון, אך תלוי גם במצב הפנימי של המכשיר Cⁿ. בתורו, המצב הפנימי של המכשיר תלוי בערכי המשתנים הפועלים בקלט במחזורים הקודמים. ניתן לכתוב את פעולתו של התקן טורי כ

Yn=ƒ(Xⁿ,Cⁿ); גⁿ=F(X^n-1,C^n-1),

שבו X^n-1 ו-C^n-1 - בהתאמה, קבוצה של משתני קלט ומצבים פנימיים של המכשיר במחזור הקודם.

דוגמה למכשיר סדרתי יכולה להיות מונה פולסים, שמצב היציאות שלו תלוי במספר הכולל של פולסים המתקבלים בכניסתו.

אלמנטים לוגיים בסיסיים מבצעים את הפעולות הלוגיות הבאות. "AND" - כפל לוגי, "OR" - חיבור לוגי, "NOT" - שלילה (היפוך). פרטים נוספים יידונו בפרק הבא.

מחבר: -=GiG=-, gig@sibmail; פרסום: cxem.net

ראה מאמרים אחרים סעיף חובב רדיו מתחיל.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

מכונה לדילול פרחים בגנים 02.05.2024

בחקלאות המודרנית מתפתחת התקדמות טכנולוגית שמטרתה להגביר את היעילות של תהליכי טיפול בצמחים. מכונת דילול הפרחים החדשנית Florix הוצגה באיטליה, שנועדה לייעל את שלב הקטיף. כלי זה מצויד בזרועות ניידות, המאפשרות התאמתו בקלות לצרכי הגינה. המפעיל יכול להתאים את מהירות החוטים הדקים על ידי שליטה בהם מתא הטרקטור באמצעות ג'ויסטיק. גישה זו מגדילה משמעותית את יעילות תהליך דילול הפרחים, ומעניקה אפשרות להתאמה אישית לתנאים הספציפיים של הגינה, כמו גם למגוון וסוג הפרי הגדלים בה. לאחר שנתיים של בדיקת מכונת פלוריקס על סוגי פירות שונים, התוצאות היו מאוד מעודדות. חקלאים כמו Filiberto Montanari, שהשתמש במכונת פלוריקס כבר כמה שנים, דיווחו על הפחתה משמעותית בזמן ובעבודה הנדרשים לדלל פרחים. ... >>

מיקרוסקופ אינפרא אדום מתקדם 02.05.2024

למיקרוסקופים תפקיד חשוב במחקר המדעי, המאפשר למדענים להתעמק במבנים ותהליכים בלתי נראים לעין. עם זאת, לשיטות מיקרוסקופיה שונות יש מגבלות, וביניהן הייתה הגבלת הרזולוציה בעת שימוש בטווח האינפרא אדום. אבל ההישגים האחרונים של חוקרים יפנים מאוניברסיטת טוקיו פותחים סיכויים חדשים לחקר עולם המיקרו. מדענים מאוניברסיטת טוקיו חשפו מיקרוסקופ חדש שיחולל מהפכה ביכולות של מיקרוסקופיה אינפרא אדום. מכשיר מתקדם זה מאפשר לך לראות את המבנים הפנימיים של חיידקים חיים בבהירות מדהימה בקנה מידה ננומטרי. בדרך כלל, מיקרוסקופים אינפרא אדום בינוני מוגבלים ברזולוציה נמוכה, אך הפיתוח האחרון של חוקרים יפנים מתגבר על מגבלות אלו. לדברי מדענים, המיקרוסקופ שפותח מאפשר ליצור תמונות ברזולוציה של עד 120 ננומטר, שהיא פי 30 מהרזולוציה של מיקרוסקופים מסורתיים. ... >>

מלכודת אוויר לחרקים 01.05.2024

חקלאות היא אחד מענפי המפתח במשק, והדברה היא חלק בלתי נפרד מתהליך זה. צוות של מדענים מהמועצה ההודית למחקר חקלאי-המכון המרכזי לחקר תפוחי אדמה (ICAR-CPRI), שימלה, העלה פתרון חדשני לבעיה זו - מלכודת אוויר של חרקים המופעלת על ידי רוח. מכשיר זה מטפל בחסרונות של שיטות הדברה מסורתיות על ידי מתן נתוני אוכלוסיית חרקים בזמן אמת. המלכודת מופעלת כולה על ידי אנרגיית רוח, מה שהופך אותה לפתרון ידידותי לסביבה שאינו דורש חשמל. העיצוב הייחודי שלו מאפשר ניטור של חרקים מזיקים ומועילים כאחד, ומספק סקירה מלאה של האוכלוסייה בכל אזור חקלאי. "על ידי הערכת מזיקים מטרה בזמן הנכון, נוכל לנקוט באמצעים הדרושים כדי לשלוט הן במזיקים והן במחלות", אומר קפיל ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

מחברת יורוקום פנתר 5 17.06.2014

יורוקום הכריזה על זמינותו של המחשב הנייד Panther 5, המיוצר על פלטפורמת החומרה של אינטל.

היצרן מכנה את המכשיר "המחשב הנייד החזק ביותר ביקום". בתצורות מובילות, מותר להתקין מעבד Intel Core i7-4960X Extreme Edition (שש ליבות, תדר שעון של 3,6-4,0 GHz) או שבב שרת Xeon E5-2697 v2 (שתים עשרה ליבות, תדר שעון של 2,7- 3,5, 3 גיגה-הרץ). כמות ה-RAM DDR1600L-32 מגיעה ל-XNUMX GB.

בתוך המארז יש מקום לארבעה התקני אחסון: יורוקום מציעה את המבחר הרחב ביותר של כוננים מוצקים, כוננים קשיחים מסורתיים וכוננים קשיחים היברידיים. הנפח הכולל של תת-מערכת האחסון מגיע ל-6 TB; ארגון של מערכים RAID 0/1/5/10 אפשרי.

המחשב הנייד מצויד בצג 17,3 אינץ' ברזולוציה של 1920x1080 פיקסלים (פורמט Full HD). לחלופין, מוצע להתקין פאנל עם יכולת להציג תוכן תלת מימדי. תת-מערכת הווידאו מבוססת על מאיץ גרפי נפרד אחד או שניים - עד NVIDIA GeForce GTX 3M עם זיכרון GDDR880 של 8 גיגה-בייט או NVIDIA Quadro K5M.

מאפיינים נוספים של המחשב הם כדלקמן: כונן אופטי DVD-RW או Blu Ray (במקום הכונן הרביעי), מצלמת אינטרנט של 2 מגה-פיקסל, מתאמי Wi-Fi ו-Bluetooth, בקר Gigabit Ethernet, חיישן טביעת אצבע, ממשקי USB 3.0 (x3) , USB 2.0 (x2), eSATA, Firewire-800, DisplayPort v1.2, DVI-I ו-HDMI 1.4a. המחשב שוקל 5,5 ק"ג, מידותיו 419x286x57,9-62,1 מ"מ.

הפנתר 5 מתחיל ב-$3200 ומגיע עד ל-20$ בתצורה הגבוהה ביותר.

עוד חדשות מעניינות:

▪ שירה ובריאות

▪ DNA ובישול צרפתי

▪ דלק תעופה מאצות

▪ ירח מלאכותי להאיר ערים בלילה

▪ שינה מגנה מפני הצטננות

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ קטע של האתר חיים של פיזיקאים מדהימים. בחירת מאמרים

▪ מאמר חבר טוב. ביטוי עממי

▪ מאמר למי יש דם כחול? תשובה מפורטת

▪ מאמר מייפל מטוס. אגדות, טיפוח, שיטות יישום

▪ מאמר GIR לכוונון אנטנות תיל. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר נתיך ניתן לאיפוס, 5 אמפר. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר