Fizika matematika fakulteti

Raqamli texnikaga nimalar kiradi

Elektriy signallar ko'rinishida keltirilgan ma'lumotlarni bilish, o'zgartirish, o'zgartirish, o'zgartirish va saqlash radioelektsion vositalarining tayinlanishi. Elektron qurilmalarda ishlaydigan signallar va mos ravishda qurilmalarning o'zlari ikki katta guruhga bo'lingan: analog va raqamli.

Analog signal- Signal, vaqt va vaqtincha, i.e. Ushbu signal istalgan vaqtda mavjud va ko'rsatilgan diapazondan har qanday darajaga ega bo'lishi mumkin.

Qo'ng'iroq qilingan signal- faqat miqdordagi miqdordagi qiymatlarni olishi mumkin bo'lgan signalni olishi mumkin. Ikki qo'shni darajadagi masofa - bu miqdoriy qadam.

Diskretatsiya qilingan signal Faqatgina qiymatlar faqat vaqt davomida ajratilgan lahzalar deb nomlangan lahzalarda ko'rsatilgan. Disklashning qo'shnilahzalar

Raqamli signal- Signal, miqdoriy darajadagi va o'z vaqtida diskretizatsiya qilinadi. Raqamli signalning miqdoriy qiymatlari odatda ba'zi kod bilan kodlanadi, ularning har bir saralash jarayonida tanlab olish jarayoni so'zi tegishli kod so'zi bilan almashtiriladi, ularning belgilari - 0 va 1.

Analog elektron vositalarining tipik vakillari aloqa qurilmalari, radioeshittirish, televizor hisoblanadi. Analog qurilmalariga umumiy talablar minimal buzilishdir. Ushbu talablarni bajarish istagi elektr sektri va qurilmalarning dizayni bilan bog'liq. Ushbu analog elektronika vositalarining yana bir muammosi zaruriy shovqinning paydo bo'lishi, chunki shovqinli aloqa kanalining analog kanalida tubdan aloqador emas.

Raqamli signallar elektron anjumanlar, yopiq (nolga teng) yoki raqamli qurilmalarning nolga teng (kuchlanish nolga yaqin) bo'lgan tranzistorlar analogdan yuqori.

Raqamli qurilmalar analogdan ko'ra shovqinga chidamli, chunki kichik tashqi tomonlar qurilmalarning noto'g'ri ta'siriga olib kelmaydi. Xatolar faqat bunday tartibsizliklar bilan paydo bo'ladi, unda signal darajasi yuqori yoki vitse-ni yuqori yoki aksincha qabul qilinadi. Raqamli qurilmalarda siz aniq xatolarga maxsus kodlarni qo'llashingiz mumkin. Analog qurilmalarda bunday imkoniyatlar yo'q.

Raqamli qurilmalar tantanali va boshqa sxemalarning parametrlari va xususiyatlarini tarqatish uchun (ruxsat etilgan chegaralarda) sezgir emas. Aniqsiz ishlab chiqarilgan raqamli qurilmalar konfiguratsiya qilinmaydi va ularning xususiyatlari mutlaqo takrorlanadi. Bularning barchasi integral texnologiyalar uchun qurilmalarning ommaviy ishlab chiqarish bilan juda muhimdir. Raqamli integral chiplarni ishlab chiqarish va foydalanishning iqtisodiy samaradorligi zamonaviy radioelektelli qurilmalarda nafaqat raqamli, balki analog signallar raqamli ishlov berishga olib keladi. Raqamli filtrlar, regulyatorlar, ko'payuvchilar va boshqalar keng tarqalgan. Raqamli ishlov berishdan oldin analog raqamli konvertors (ADC) yordamida raqamli raqamli raqamli raqamli. Teskari konversiya - raqamli bo'lgan analog signallarini tiklash - raqamli-transdilerlar (DAC) yordamida amalga oshiriladi.

Raqamli elektronika qurilmalari tomonidan hal qilingan barcha vazifalarni bajarish bilan ularning ishlashi faqat ikkita raqam bilan ishlaydigan raqam tizimida bo'ladi: nol (0) va birlik (1). Ikkilik raqamlar tomonidan elektr signallari tomonidan kodlash turlari bo'yicha, raqamli texnologiya elementlari potentsial (statik) va impulslarga bo'linadi (dinamik).

Ichidapotentsial nol va birlik elementlari ikki baravar keskin voltaj darajasiga mos keladi. Bunday holda, kuchlanish uy-joy uchun ijobiy va salbiy qarindosh, uning elektr potentsialsi nolga qabul qilinadi. Ijobiy va salbiy mantiqiy jihatdan ishlaydigan elementlar mavjud. Ijobiy mantiq bo'lgan elementlarda 0 dan 1 gacha o'tish potentsialning ko'payishi bilan amalga oshiriladi. Mantiq 1 uchun salbiy mantig'ida salbiy kuchlanish olinadi.

Ichidapulsmantiqiy birlik elementlari mavjudligiga mos keladi va mantiqiy nol - bu turtki yo'qligi.

Odatda raqamli qurilmalarsoat pulslarining juda yuqori chastotali generatori. Bir soat ichida eng oddiy mikro-operatsiya amalga oshirilmoqda - o'qish, smenali, mantiqiy buyruq va boshqalar. Ma'lumot raqamli so'z shaklida keltirilgan. So'zlarni uzatish uchun ikkita usul qo'llaniladi - parallel va izchil. Sessiya kodlash raqamli qurilmalar (masalan, kompyuter tarmoqlarida, modemli aloqalarda) ma'lumot almashish paytida qo'llaniladi. Raqamli qurilmalarda ma'lumotlarni qayta ishlash odatda maksimal tezlikni ta'minlaydigan ma'lumotlarni parallel kodlashdan foydalanganda amalga oshiriladi.

Raqamli qurilmalarni qurishning elementlar bazasi bu raqamli integral chiplar (ISS), ularning har biri ma'lum bir mijozning bir qator mantiqiy elementlari (LE) - boshlang'ich mantiqiy operatsiyalarni amalga oshiradigan eng oddiy raqamli qurilmalar.

Barcha raqamli qurilmalar ikkita asosiy sinflardan biriga tegishli bo'lishi mumkin: kombinatiorial (xotirasiz) va ketma-ketlik (xotira bilan).Kombinalbir vaqtning o'zida istalgan vaqtda inputar o'zgaruvchilar qiymatlari bilan aniqlangan qurilmalar deb nomlanadi. Bular mantiqiy elementlar, kodlar konvertorlari (masalan, shifrlashlar va dekodrers), kod taqqoslash vositalari (qo'shimchalar, taqqoslovchilar, multiplila), doimiy saqlash moslamalari (ROM), dasturlashtirilgan mantiqiy Matritsalar (Bosh vazir).

Chiqish holatiketma-ketlikraqamli qurilma (cheklangan avtomat) hozirda faqat o'z kiromidagi mantiqiy o'zgaruvchilar tomonidan aniqlanadi, balki oldingi vaqtning oldingi punktlarida olingan tartibda (ketma-ketlik) bog'liq. Boshqacha aytganda, oxirgi avtomatlar mantiqiy signallarning butun tarixini aks ettiruvchi xotira elementlarini o'z ichiga olishi kerak va kombinativ raqamli qurilmalar esa mantiqiy elementlarda butunlay qurilishi mumkin. Raqamli ketma-ketlik turlari soni kiradi, ro'yxatga olishlar, hisobga oladiganlar, operatsion saqlash moslamalari (RAM), mikroprotsessor qurilmalari (mikroprosessorlar va mikroprokontrolchilar) kiradi.

Turli raqamli qurilmalarni o'rganishdan oldin, ularni qurishda ishlatiladigan matematik apparat elementlari bilan tanishing. Uning tarkibiy qismlari - bu mantiqiy funktsiyalarni tavsiflash va konvertatsiya qilish usullari va usullari g'oyasi.

Raqam tizimi Rasmlar cheklangan belgilar to'plamiga o'zboshimchalik bilan o'zboshimchalik bilan raqamga qo'ng'iroq qiling. Ushbu ko'rsatkich raqamni qo'shadigan og'irlikni aniqlaydigan pozitsiyali raqam deb nomlanadiozod qilishva belgilangan mulk tizimlari -lavozimidagi holat.

Qayerdaa.k K- qiymatlar yozuvidagi individual raqamlar, ularning tabiiy diapazoniga nisbatan 0 dan (r– 1).

Hisob-kitoblarni bajarishda raqamli elektron qurilmalar ikkita barqaror shtatdagi elementlardan foydalanadilar. Shuning uchun, raqamli texnologiyalarda ikkilamchi ikkilik raqami keng tarqalgan (bazasi 2 bilan). Har bir ikkilik oqimida chaqirilganbit1 yoki 0 turishi mumkin. Raqamning nomi (ikkilik kodi) birlik va nollar ketma-ketligidir. Ikkilik raqamni o'nlikdan ajratib turish uchun biz uni o'ng pastki qismiga to'ldiramizIchidaBineire masalan, maxsus mashinaga mo'ljallangan dasturiy dasturlash tillarida anjuman deb nomlangan.

Zamonaviy shaxsiy kompyuter qattiq magnit disklardagi xotiralarda o'nlab gigabaytlardagi raqamli ma'lumotlarda saqlanishi mumkin.

Ikkilik raqamlar tizimidagi arifmetik operatsiyalar faqat oddiy va amalga oshirilgan apparat. Biroq, ma'lumotlarni raqamli qurilmaga kiritishda o'nlik raqamlar tizimi bilan ko'proq tanish bo'lishi kerak. Ishlash uchun Liymal raqamlarini o'nlik qiymatga teng bo'lgan o'nlik ekvivalentga qaytarish tartibini soddalashtirish istagi ikkilik-o'nlikkodeksi. Ushbu kodda, o'nlik raqamning shaxsiy raqamlarini yozish uchun ikkiliklari daftarchalari