Аналогові і цифрові пристрої
Вступ в цифрову схемотехніку і класифікація її пристроїв
ЛЕКЦІЯ 1
Поява електронних пристроїв в користуванні людини призвело до необхідності розробки їх схем, що визвало до життя нову професію схемотехніка в області електроніки і відповідну дисципліну схемотехніку, яку вивчають сьогодні у всіх вищих навчальних закладах, де є курси з електроніки і електронних пристроїв.
Електронні пристрої поділяються сьогодні на дві великі групи – аналогові і цифрові. Аналогові пристрої в своїй роботі використовують в основному неперервні сигнали, а цифрові пристрої сигнали, які мають перервну структуру, тобто мають імпульсну форму. Вони або є, або їх нема. На початку розвитку електроніки переважали аналогові пристрої, тому що на той час вони були більш швидкодіючими і мали менші габарити. В більшості своїй вони використовували для своєї реалізації електронні лампи, і тому знання їх роботи було необхідне спеціалісту з електронних схем. Поряд цим розроблялись схеми на лампах або реле, де уже використовувались цифрові сигнали, як правило в вигляді появи або відсутності напруги або струму на їх входах і виходах. З часом цифрові пристрої знаходили все більше застосувань, а їх елементна база все більш покращувалась. Спочатку почали використовувати транзистори, потім невеликі інтегральні схеми, а далі мікропроцесори, які дозволили сконструювати сучасні комп’ютери. Головна перевага цифрових схем - це їх висока точність роботи, але вони до сьогоднішнього часу поступаються за швидкодією сучасним аналоговим пристроям, які теж весь час поліпшувались. Однак все рівно цифрові пристрої весь час витісняють аналогові пристрої з ужитку. Так, наприклад, хоча аналогове телебачення і зв'язок взагалі ще широко використовується на практиці, але рано чи пізно їм на зміну прийде цифрове телебачення і цифровий зв'язок. Але це не значить, що аналогова техніка зовсім зникне. Цього не станеться, хоча б тому що багато які цифрові схеми в своїй основі використовують аналогові елементи. Крім того, різні підсилювачі, особливо потужні, потребують для своєї реалізації аналогових пристроїв. Також є застосування електронних пристроїв, де аналогові схеми будуть більш ефективними, чим цифрові. Наприклад, там, де необхідна велика швидкодія, а точність не має особливого значення.
В зв’язку з розвитком як аналогових так цифрових пристроїв з’явилась необхідність в спеціальних навчальних наукових дисциплінах, яка б навчала ефективній розробці тих і інших схем. Особливе прикладне значення в цьому плані має на сьогодні дисципліна цифрова схемотехніка, яка займається розробкою і оцінкою ефективності схем цифрових пристроїв. Розробка схеми - це лише частина проектування цифрового пристрою, тому що крім схеми необхідно розробити ще її конструкцію, дизайн, монтажну схему плат, провести економічні розрахунки, випробування і дослідження і ще багато що зробити. Але все-таки розробка цифрової схеми пристрою, все ж таки, є основою і головною характеристико майбутнього пристрою, чи приладу. Тому від кваліфікації розробників цифрових схем – схемотехніків багато що залежить в ньому і, в першу чергу, його швидкодія і надійність.