Hvað eru hliðstætt og stafræn merki

Í víðáttumiklu ríki rafmagnsverkfræði liggur lykilhluti í greip og nýtingu merkja.Þessi merki, grundvallaratriði í öllu frá rudiments rafeindatækni til ranghuga hringrásar arkitektúr, eru grunnur skilnings og notkunar.Þessi grein kippir djúpt í margþætt eðli merkja innan rafmagnsverkfræði, sérstaklega með áherslu á áberandi greinarmun á hliðstæðum og stafrænum formum.Við byrjum á grunnskilgreiningum og tegundum merkja, framfarir til að kanna fjölbreytt forrit og afleiðingaráhrif á fjölbreyttan hringrásarhönnun.Smám saman mun þessi könnun afhjúpa lagskipta flækjustig og undirstrika lykilhlutverk sitt í rafmagnsverkfræði samtímans.

Merki, innan sviði rafrænnar verkfræði, koma fram sem mikilvægur leið til að tákna og senda upplýsingar.Þeir fela í sér tímamismunandi líkamlegt magn, svo sem spennu eða straum, fær um að koma fjölda upplýsinga á framfæri.Þetta felur í sér en er ekki takmarkað við, lestur hitastigshita, hljóð- og myndbandsgögn og tilfærslu gagnabita milli örstýringar (MCU) og venjulegs Logic Gate Integrated Circuit (IC).Hið margvíslega eðli merkja birtist í sínu formi: þau geta komið fram sem síbreytilegt hliðstætt merki eða gert ráð fyrir staku ástandi stafræns merkis.Analog merki eru aðgreind með getu þeirra til að gera ráð fyrir óteljandi gildum innan tiltekins spennusviðs og samfellu þeirra dugleg til að ná smáatriðum í líkamlegu magni.Stafræn merki eru í sterkum andstæðum bundin við aðeins tvö ríki: hátt og lágt.

Í flóknum heimi fjölbreytileika merkja er það áríðandi að viðurkenna að stafræn merki ná sjaldan kjörin ástand 0V eða 5V.Þetta stafar af eðlislægu eðli stafrænna rafeindatækja, svo sem rökfræði, sem starfa innan tiltekinna þröskuldasvæða til að greina stöðu A sem hátt eða lágt.Hugleiddu til dæmis ákveðin tæki þar sem merki undir 1,35V eru talin lág og þau sem eru yfir 3,15V, eru mikil.Samloka á milli þessara þröskulda liggur grátt svæði.Á þessu óljósri svæði bylgja viðbrögð tækisins og mögulega kveikja á rökfræðivillum.Tilgangur þessarar blæbrigða stillingar?Til að draga úr rangri upplestri sem kveikt er af hávaða eða minniháttar spennusveiflum.Hagnýt forrit krefjast þess að hönnuðir gæta þessara þröskulds og tryggja merki innan tilnefnds öruggs svæðis.Aftur á móti, hliðstætt merki um slíka afmörkun.Lén þeirra spannar stöðugt litróf, segjum frá 0V til 5V.Jafnvel smáatriðisbreytingin - mynd af breytingum frá 0.00001V í 4.9999V - gæti verið lykilatriði.Slík samfellu gerir hliðstætt merki tilvalin fyrir forrit sem krefjast öfgafullra viðbragða við lúmskum sveiflum, svo sem hljóðmögnun eða merkis mótun.

Mismunur á hliðstæðum merkjum og stafrænum merkjum

Köfun inn í ríki rafmagnsverkfræðináms og nýtir sér oft fyrst stafrænar hringrásir.Samt byrjar grunnnám venjulega með hliðstæðum hringrásum.Þessar hringrásir eru summan af grunnþáttum - viðnám, þéttar, díóða - og virkni þeirra á rætur í hliðstæðri tækni.Taktu grunn hliðstæða hringrásina, spennuskiptingu: aðeins par af viðnám er það eina sem þarf til að skipta spennu hlutfallslega eftir viðnám þeirra.Eða íhuga einfalda sveiflurás, sem samanstendur af smári og þétti, sem býr til stöðugt bylgjuform.Í atburðarásum sem krefjast meiri flækjustigs, svo sem í útvarps móttakara eða mótald, þróast hliðstæðar hringrásir.Hér kafa þeir sig á flóknari landsvæði sem fela í sér tíðnival, mögnun merkja og síun.

Analog Circuits skína í því að takast á við ákveðin verkefni á skilvirkan hátt.Hönnun þeirra er hins vegar völundarhús flækjustigs og krefst ekki aðeins víðtækrar hagnýtra reynslu heldur einnig öflugs grunnur í fræðilegri þekkingu.Þessi flækjustig blandast frekar af flóknum stærðfræðilegum líkanagerð og útreikningum, kafa í ríki eins og Fourier umbreytingar og síuhönnunarkenningu.Andstætt, að smíða og leysa stafrænar hringrásir er göngutúr í garðinum.Margir stafrænar IC eru smíðaðir til að endurtaka aðgerðir hliðstæðra hringrásar en með mun auðveldari.Taktu stafræna merkis örgjörva (DSP), til dæmis, færir um að framkvæma flókin merkisvinnsluverkefni sem annars þyrftu rugluð hliðstæða uppsetningar.

Þegar kemur að því að standast truflanir eru hliðstæða hringrásir viðkvæmari.Rafsegultruflanir og hitastigsafbrigði - geta valdið eyðileggingu, sem leitt til röskunar á merkjum og afköstum.Stafrænar brautir standa aftur á móti hátt gegn slíkum áskorunum.Þeir nota hátt og lágt stig til að tákna upplýsingar, veita þeim skjöld gegn minniháttar hávaða og truflunum.Samt kemur þessi styrkleiki á verð - stafrænar hringrásir krefjast oft kostnaðarsamlegra framleiðslu og vandaðri rökfræðihönnun.

Flestar stafrænar hringrásir faðma samstillta hönnun.Þeir treysta á sameinað klukkumerki til að samstilla aðgerðir ýmissa íhluta og tryggja að kerfið virki í sátt.Analog rafrásir eru mjög mismunandi;Þeir eru að mestu leyti ósamstilltir, færir um að bregðast samstundis við breytingum á merkjum-mikilvægur eiginleiki til að stjórna síbreytilegum merkjum.

Köfun dýpra í tvískiptingu fjölbreytileika merkja í rafmagnsverkfræði verður munurinn á hliðstæðum og stafrænum merkjum sláandi.Hver tegund merkis, með einstökum eiginleikum sínum, rennur út sess sína.Analog merki, með stöðugri breytingu þeirra og mikilli nákvæmni, og stafræn merki, þekkt fyrir styrkleika þeirra og auðvelda vinnslu, hvert gegnir lykilhlutverkum.Að skilja þessi merki, eðli þeirra og rekstur þeirra er ekki bara hornsteinshæfni fyrir rafmagnsverkfræðinga.Það er lífsnauðsynlegur kugill í hjólinu með hönnun og nýsköpun.