Der Unterschied zwischen analoger Elektronik und digitaler Elektronik

Der Unterschied zwischen analoger Elektronik und digitaler Elektronik:

Eine digitale Schaltung ist eine Schaltung, die Logikpegelsignale verarbeitet. Sie verwendet digitale Signale, um arithmetische Operationen an digitalen Größen durchzuführen und Logikoperationsschaltung. Im Großen und Ganzen werden digitale Schaltungen in zwei Kategorien eingeteilt: kombinatorische Logikschaltungen und sequentielle Logikschaltungen.

Digitale Schaltungen basieren auf analogen Schaltungen. Ihre Basis sind Strom und Spannung, sie unterscheiden sich jedoch wesentlich.

Strom und Spannung eines analogen Schaltkreises sind innerhalb eines Zyklus konstant, während Strom und Spannung eines digitalen Schaltkreises pulsieren.

Analogschaltungen und digitale Schaltungen sind ebenfalls Träger von Signaländerungen. Analoge Schaltungen verstärken und reduzieren Signale in der Schaltung durch die Verstärkungseigenschaften von Komponenten, während digitale Schaltungen den Betrieb durch Schalteigenschaften erreichen.

In analogen Schaltungen sind die Änderungen von Spannung, Strom, Frequenz und Periode gegenseitig begrenzt, während in digitalen Schaltungen die Änderungen von Spannung, Strom, Frequenz und Periode diskret sind.

Analogschaltungen können unter großen Strömen und hohen Spannungen arbeiten, während digitale Schaltungen nur unter kleinen Spannungen und niedrigen Strömen mit geringem Stromverbrauch arbeiten, um stabile Steuersignale zu vervollständigen oder zu erzeugen.

Der analoge Schaltkreis versorgt den digitalen Schaltkreis mit Strom und vervollständigt die Ausführung des Aktors.

In analogen Schaltkreisen und digitalen Schaltkreisen werden Signale unterschiedlich ausgedrückt. Operationen, die an analogen Signalen durchgeführt werden können, wie z. B. Verstärkung, Filterung, Begrenzung usw., können auch an digitalen Signalen durchgeführt werden. Tatsächlich sind alle digitalen Schaltkreise grundsätzlich analoge Schaltkreise und ihre elektrischen Grundprinzipien sind die gleichen wie bei analogen Schaltkreisen. Der komplementäre Metalloxid-Halbleiter besteht aus zwei analogen Metalloxid-Feldeffekttransistoren. Seine symmetrische und komplementäre Struktur ermöglicht die Verarbeitung hoher und niedriger digitaler Logikpegel. Allerdings sind digitale Schaltkreise darauf ausgelegt, digitale Signale zu verarbeiten, und wenn ein analoges Signal ohne zusätzliche Verarbeitung zwangsweise eingeführt wird, kann es zu Quantisierungsrauschen kommen.

Das erste Gerät, das in der Geschichte der Elektronik erfunden und in Massenproduktion hergestellt wurde, war analog. Später, mit der Entwicklung der Mikroelektronik, wurden die Kosten der digitalen Technologie erheblich gesenkt, und die Anforderungen von Computern an digitale Signale machten digitale Methoden in Bereichen wie der Mensch-Computer-Interaktion machbar und kostengünstig.

Da in analogen Schaltkreisen das Signal fast vollständig das reale Signal in Form von Spannung oder Strom proportional ausdrückt, ist der analoge Schaltkreis empfindlicher gegenüber den Auswirkungen von Rauschen als der digitale Schaltkreis und kleine Abweichungen in der Das Signal erscheint sehr stark und führt zu Informationsverlust. Im Gegensatz dazu sind digitale Schaltungen nur von hohen und niedrigen Pegeln abhängig. Sollen Fehler bei der Informationsübertragung auftreten, muss die Signalabweichung mindestens die Hälfte des hohen Pegels betragen (die spezifische Größe variiert je nach Schaltungsspezifikation). Daher sind digitale Schaltkreise, die Informationen quantifizieren, resistenter gegen Rauschen als analoge Schaltkreise. Solange die Abweichung nicht größer als ein bestimmter spezifizierter Wert ist, gehen die Informationen nicht verloren. In digitalen Schaltungen kann das Rauschen an jedem Logikgatter reduziert werden.

Es gibt mehrere Faktoren, die die Genauigkeit des Signals beeinflussen. Die wichtigsten davon sind das Rauschen im Originalsignal und das bei der Signalverarbeitung eingemischte Rauschen. Die Auflösung analoger Signale ist durch physikalische Einschränkungen des Geräts, wie z. B. Schrotrauschen, begrenzt. In der digitalen Elektronik kann die Auflösung digitaler Signale verbessert werden, indem die Anzahl der Bits im Signal erhöht wird (z. B. kann ein Analog-Digital-Wandler mit 8-Bit-Auflösung seinen Bereich in 8 Segmente unterteilen, die jeweils umgewandelt werden). (als Mindestteilung). Die Anzahl der Konvertierungsbits ist ein Schlüsselparameter eines Analog-Digital-Wandlers. Ein Analog-Digital-Wandler wandelt ein analoges Signal in ein digitales Signal um, sodass das ursprüngliche Signal als Binärzahl zur Verarbeitung durch digitale Schaltkreise dargestellt werden kann. Zu den Anwendungen, die diesen Konverter verwenden, gehören digitale Thermometer und Datenerfassungsgeräte wie Rekorder. Im Gegensatz dazu wird ein Digital-Analog-Wandler verwendet, um digitale Signale in analoge Signale umzuwandeln. Er kann eine Reihe binärer Signale einlesen und diese nach der Umwandlung als analoge Signale in Form von Spannungswerten ausgeben. Digital-Analog-Wandler sind in vielen Verstärkungsregelungssystemen für Operationsverstärker üblich.

Der Entwurf analoger Schaltkreise ist in der Regel schwieriger als der digitaler Schaltkreise und erfordert ein höheres Maß an Designern. Dies ist einer der Gründe, warum digitale Schaltungssysteme beliebter sind als analoge Schaltungssysteme. Analoge Schaltungen erfordern im Allgemeinen mehr manuelle Berechnungen und ihr Entwurfsprozess ist weniger automatisiert als digitale Schaltungen. Damit digitale elektronische Geräte jedoch in der realen physischen Welt verwendet werden können, müssen sie über eine analoge Schnittstelle verfügen, da die meisten tatsächlichen Signale in der Natur analog sind. Beispielsweise verfügen alle digitalen Funksignalempfänger über einen analogen Vorverstärker, der den ersten Schritt des Signalempfangs durchführt.

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