Analog elektronik

Analog elektronik sistemlerini uğraşan bir disiplindir elektronik miktarlarına ( voltaj , akım , yük ) sürekli değişken. İkincisinin nicelleştirildiği dijital elektroniklerden farklıdır . "  Analog  " terimi, kullanılan elektriksel büyüklüklerin işlenecek sinyale (analoglar) benzemesi nedeniyle kullanılmaktadır.

Analog sinyaller, dijital sinyaller

Analog ve dijital devrelerde bilgi aynı şekilde yazılmaz. Analog sistemler, içerik zenginliği herhangi bir örnekleme ile sınırlı olmayan, sürekli değişen değerler üzerinde çalışırken, sayısal sistemler, nicelemeyi ve bilgi kodlamasını kullanır .

Tarihsel olarak, ilk elektronik sistemler analog tipteydi. Bunlar aslında daha basit bir yapıya sahipti. Aynı işlev, dijital olanlardan daha az analog bileşenle gerçekleştirildi.

Entegrasyonun ilerlemesi ve mikroelektroniğin yükselişi , dijital elektroniğin gelişimini teşvik etti. Günümüzün elektronik sistemlerinin çoğu dijital ve analog sistemleri entegre etmektedir. Analogun payı dijital lehine azaltılırsa, analog elektronik yine de belirli sayıda uygulamada, özellikle sensörler ve dönüştürücüler için gerekli olmaya devam eder.

Dijital elektroniğin temel ilgi alanı, davranışını çok öngörülebilir kılan kullanım kolaylığıdır. Niceleme ve eşzamanlılık kuralları ( eşzamanlı devrelerde ) karmaşık ve güvenilir sistemlerin kolayca kurulmasını mümkün kılar. Entegrasyon bunu mümkün ve ucuz hale getirdi.

Gürültü ve hassasiyet

Sayısal devreler, nicemlemeleri sayesinde gürültünün etkisini sınırlar . Bu, "ya hep ya hiç" kodlamasının avantajıdır. Analog sinyaller sürekli olduğundan, fiziksel sinyallerin ayrı yükler tarafından taşınması nedeniyle mutlaka bir belirsizliğe maruz kalırlar. Öte yandan, tek bir tel üzerinden iletilen bilgi miktarı daha fazladır (sabit frekansta).

Dijital devrelerin gürültü bağışıklığı, sinyal işlemede çok ilginçtir. Özellikle, bu sadece sinyali iletmek için kullanılan "tellerin" sayısı ile sınırlı olduğundan, yüksek dinamiklere ulaşmayı mümkün kılar . Analogda, s / b oranı olarak adlandırılan, doygunluk seviyesi ile onu empoze eden gürültü seviyesi arasındaki orandır.

Gürültü fiziksel bir fenomendir ve dijital devrelerde mevcut kalır. Bu, zorlukları birleştiren son devrelerde bile önemli bir sorundur: küçük bileşenler, düşük besleme voltajları ve yüksek frekanslar. Gürültü, dijital devrelerin başarısız olmasına ( titreşim , aksaklıklar ) neden olabilecek olayların kaynağıdır , burada analog sistemler çoğu zaman yalnızca geçici arızalar veya performanslarında düşüş yaşarlar.

Entegrasyon

Dijital devrelerin çok sayıda bileşeni ve düğümü olmasına rağmen, bunlar genellikle entegrasyona daha iyi katkıda bulundukları için analog devrelerden daha küçüktür. Bilgi işleme alanında, bir transistörün ikili (bloke / doymuş, yani anahtar kapalı / açık) çalışması, doğrusal (amplifikatör) duruma göre daha az talepkardır . Dijital devreler küçüktür ve analog sistemlere göre tasarlanması daha kolaydır. Dijital elektronik, işlemciler gibi son derece karmaşık devrelerin makul bir maliyetle tasarlanmasına izin verir .

Kullanım alanları

Günümüzde dijital elektronikler yaygın olarak kullanılmasına rağmen, analog sistemler hala yaygın olarak mevcuttur ve vazgeçilmezdir. Farklı ailelere gruplanabilirler:

• sensörler  : çoğu sensör , ölçülecek fiziksel miktarı temsil eden analog sinyaller üretir;
• enstrümantasyon devreleri  : edinim zincirleri, sensörlerden gelen genellikle zayıf analog sinyallerin ön işlemesine ve amplifikasyonuna izin verir: enstrümantasyon sistemlerinden bahsediyoruz  ;

• hesap makineleri  : orta XX inci  yüzyıl , analog bilgisayarlar analog sinyalleri manipüle ederek "matematiksel işlemler" elde ettik. Genellikle yanlış olarak, bunların dijital bilgisayarlarla nelerin başarılabileceğinin sadece bir taslağı olduğu düşünülmektedir . Ancak bu onların en önemli farkı nelerin, onlar aynı zamanda fonksiyonları ile analog veri ile sadece işe kalmamasıdır entegrasyon ve farklılaşma içinde sürekli zaman simülasyonu gerçekleştirebilir servo analog matematiksel modeller oldukça farklı araçları kullanarak ( dönüşümler arasında Fourier ve tek taraflı ya da iki taraflı Laplace belirtildiğinden) ayrı bir servo ( Z dönüşümü ). Ancak, hızlıydılar ve küçük bilgisayarlarda uygulama kolaylığı nedeniyle genellikle dijital çağın yerini aldılar . Bununla birlikte, yine de bu tür işlemleri gerçekleştirebilen devreler her zaman vardır: işlemsel kuvvetlendirici  ;
• filtreler  : DSP veya FPGA üzerinde uygulanan dijital filtreler ya çok yavaş (HF devreleri) ya da uygulanamayacak kadar ağır olduğunda analog filtreleme hala çok kullanılmaktadır . En basit ve en iyi bilinen filtre muhtemelen RC filtresidir  ;
• elektronik amplifikasyon devreleri  : analog sinyallerin şekillendirilmesinin aktüatörler tarafından doğrudan kullanılabilmesini sağlarlar: elektronik amplifikatör  ;
• Aktüatörler  : büyük bir kısmı aktüatör elektrik motoru, hoparlör, vb: Bu genellikle sistemin güç kaynağı ile bağlantılı olmasına rağmen, bir kontrol olarak, analog sinyalleri kullanır ;
• dönüştürücüler  : son olarak, karışık olarak tanımlanabilecek analog-dijital dönüştürme sistemleri vardır: CAN , DAC , MLI  ;
• osilatörler  : sabit bir frekansta alternatif bir sinyal üreten devreler. Günümüzde voltaj kontrollü osilatör veya VCO, faz kilitli (PLL) ve gecikmeli kilitli (DLL) döngülerde kullanılması nedeniyle yaygın olarak kullanılan bir analog devredir . Osilatörler ayrıca radyo frekansı devreleri için yaygın olarak kullanılmaktadır .
• kablosuz ses iletimi  : Genel halk arasında dijital aktarımın yerini almasına rağmen, analog aktarım, ses profesyonelleri arasında önemli olmaya devam etmektedir. Gerçekten de, dijital iletimin aksine, analog iletim gecikme yaratmaz ve profesyonel uygulamalar için her şeyin gerçek zamanlı yapılması çok önemlidir.

Referanslar

1. Analogdan dijitale.

Ayrıca görün

• dijital elektronik