Группы аналоговых электронных устройств
Следует выделить две большие группы по которым можно классифицировать аналоговые электронные устройства:
- усилители — это устройства, которые за счёт энергии источника питания формируют новый сигнал, являющийся по форме более или менее точной копией заданного, но превосходит его по току, напряжению или по мощности.
- устройства на основе усилителей — в основном преобразователи электрических сигналов и сопротивлений.
Преобразователи электрических сигналов (активные устройства аналоговой обработки сигналов) — выполняются на базе усилителей, либо путём непосредственного применения последних со специальными цепями обратных связей, либо путём некоторого их видоизменения. Сюда относят устройства суммирования, вычитания, логарифмирования, антилогарифмирования, фильтрации, детектирования, перемножения, деления, сравнения и др. Преобразователи сопротивлений — выполняются на основе усилителей с обратными связями. Они могут преобразовывать величину, тип, характер сопротивления. Используют их в некоторых устройствах обработки сигналов. Особый класс составляют всевозможные генераторы и связанные с ними устройства.
> Виды аналоговых операций
- Аналоговый мастеринг
> Виды аналоговых устройств
- Аналоговый компьютер
- Аналоговый стик
- Аналоговый фильтр
- Аналоговая видеокамера
- Плёночный фотоаппарат
Аналоговые и цифровые устройства
Аналоговий сигнал содержит информацию в виде величин, которые плавно меняются. Цифровой сигнал содержит конечный ряд значений данной величины. Числовое значение аналоговой величины изменяется постоянно. Так, при измерении температуры мы имеем дело с аналоговой величиной, поскольку она может принимать любое значение из бесконечного множества.
Значение цифровой величины в данном диапазоне имеет конечный ряд значений. Типичным примером цифровой системы является счеты, поскольку на ней величину подают только целыми числами. Электрический сигнал может быть аналоговым или цифровым. Электрический ток может увеличиваться или падать плавно, а может меняться мгновенно, если он поступает импульсами.
Цифровую величину можно выразить через значение, или амплитуду импульса тока. Различные типы данных, в частности звук, изображение или текст, задаются последовательностью импульсов, которые можно сосчитать.
Любой электрический сигнал можно получить как в аналоговом, так и в цифровом виде. Аналогово-цифровые преобразователи (АЦП) используются действие перевода аналогового сигнала в цифровую форму.
АЦП измеряет аналоговую величину, разбивая ее по времени на отдельные отрезки (выборки). Размер выборки определяется величиной. что называется частотой выборки. Числовое значение каждой выборки затем выражается в цифровом виде, например количеством импульсов. Поток цифровых данных с АЦП затем можно обработать на компьютере. В цифровом виде информация сохранится лучше, поскольку при обработке импульсы не искажаются, тогда как в аналоговый сигнал может быть внесена препятствие.
Цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП) выполняют противоположную функцию. Они превращают числа на непрерывный аналоговый сигнал.
Одной из областей применения ЦАП можно назвать проигрыватели CD, где они превращают цифровую информацию на звуковой сигнал.
Аналоговый сигнал в телефоне может быть превращен в последовательность импульсов. После этого сигнал не будет искажен или испорчен шумовыми помехами. Чтобы снова можно было слышать звук, импульсы в приемном аппарате превращаются в аналоговый сигнал.
Устройства аналоговые и цифровые
Органы чувств человека так устроены, что он способен принимать, хранить и обрабатывать аналоговую информацию. Многие устройства, созданные человеком, тоже работают с аналоговой информацией.
1.Телевизор — это аналоговое устройство. Внутри телевизора есть кинескоп. Луч кинескопа непрерывно перемещается по экрану. Чем сильнее луч, тем ярче светится точка, в которую он попадает. Изменение свечения точек происходит плавно и непрерывно.
2.Монитор компьютера тоже похож на телевизор, но это устройство цифровое. В нём яркость луча изменяется не плавно, а скачком (дискретно). Луч либо есть, либо его нет. Если он есть, мы видим яркую точку (белую или цветную). Если луча нет, мы видим черную точку. Поэтому изображения на экране монитора получаются более четкими, чем на экране телевизора.
К цифровым устройствам относятся персональные компьютеры — они работают с информацией, представленной в цифровой форме. Цифровыми также являются музыкальные проигрыватели лазерных компакт-дисков, поэтому музыкальные компакт-диски можно воспроизводить на компьютере. Недавно началось создание цифровой телефонной связи, а в ближайшие годы ожидается и появление цифрового телевидения.
Значительный прогресс в развитии многих областей науки и техники обусловлен развитием электроники. В настоящее время невозможно найти какую-либо отрасль промышленности, в которой не использовались бы электронные приборы или электронные устройства измерительной техники, автоматики и вычислительной техники. Причем тенденция развития такова, что доля электронных информационных устройств и устройств автоматики непрерывно увеличивается. Это является результатом развития интегральной технологии, внедрение которой позволило наладить массовый выпуск дешевых, высококачественных микроэлектронных функциональных узлов различного назначения.
В настоящее время промышленность выпускает все электронные функциональные узлы, необходимые для создания устройств измерительной и вычислительной техники: интегральные усилители, коммутаторы, логические элементы, цифровые устройства и т.д. Типовые электронные узлы позволяют собрать нужный электронный блок без детального расчета отдельных каскадов.
Необходимо только подобрать интегральные микросхемы, разработать схему их соединения и ввести обратные связи требуемого вида.
В целом электроника включает в себя два направления: энергетическое (силовое), связанное с преобразованием переменного и постоянного токов для нужд электроэнергетики, металлургии, электротяги и т.д., и информационное, к которому относятся электронные средства, обеспечивающие измерения, контроль и управление различными процессами во многих инженерных и неинженерных областях.
Настоящее пособие «Аналоговая и цифровая электроника» посвящено, в основном, информационной электронике и написано в соответствии с программой курса “Аналоговая и цифровая электроника” для студентов, обучающихся по специальностям 220500 “Конструирование и технология ЭВС” и 200800 “Проектирование и технология радиоэлектронных средств”.
Учебное пособие состоит из четырех разделов. В первом разделе рассмотрена элементная база электронных устройств, второй посвящен вопросам построения аналоговых и импульсных электронных устройств, третий цифровой электронике и четвертый раздел содержит информацию по электронным устройствам хранения и преобразования информации.
В данном учебном пособии изложены в сжатой и доступной форме основные разделы программы курса, рассмотрены принципы функционирования, выбора и практической реализации электронных устройств различного назначения, методы их анализа и расчета. Особое внимание уделяется вопросам практического построения аналоговых и цифровых электронных устройств.