ΘΕΜΑ : ΨΗΦΙΑΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ DIGITAL ELECTRONICS

Transcript

1 ΘΕΜΑ : ΨΗΦΙΑΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ DIGITAL ELECTRONICS ΔΙΑΡΚΕΙΑ: 1 περιόδους 16/11/ :31 (31) καθ. Τεχνολογίας

2 ΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ ΜΕΓΕΘΩΝ ΑΝΑΛΟΓΙΚΟ (ANALOGUE) ΨΗΦΙΑΚΟ (DIGITAL) 16/11/ :38 (38) ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΑ ΨΗΦΙΑΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ.

3 Αναλογικό μέγεθος: Ένα μέγεθος που μπορεί να πάρει οποιαδήποτε τιμή σε μία περιοχή τιμών Παραδείγματα: Η ταχύτητα του αυτοκινήτου ( 0 180Km/h) θερμοκρασία ενός δωματίου ( -5C 45C) Το βάρος ενός ανθρώπου (30kg 150kg) H τιμή που παίρνω από ένα αισθητήρα θερμοκρασίας. Ψηφιακό μέγεθος: Ένα μέγεθος που μπορεί να πάρει συγκεκριμένες (διακριτές) τιμές σε μία περιοχή τιμών Παραδείγματα: Το πλήθος των «φάουλ» ενός παίκτη μπάσκετ κατά την διάρκεια ενός αγώνα. Γιατί? Η τιμή που παίρνω από την χρήση κάποιου διακόπτη. 16/11/ :49 (49) ΑΝΑΛΟΓΙΚO ΜΕΓΕΘΟΣ - ΨΗΦΙΑΚΟ ΜΕΓΕΘΟΣ

4 Οι ηλεκτρονικές συσκευές παράγουν και επεξεργάζονται ηλεκτρονικά σήματα, τα οποία είναι φορείς πληροφοριών. Ήχος Τι μπορεί να είναι αυτές οι πληροφορίες? Εικόνα Άλλα δεδομένα ΗΛΕΚΤΡΙΚΑ ΣΗΜΑΤΑ ΑΝΑΛΟΓΙΚΑ ΨΗΦΙΑΚΑ ΑΝΑΛΟΓΙΚΕΣ ΣΥΣΚΕΥΕΣ ΨΗΦΙΑΚΕΣ ΣΥΣΚΕΥΕΣ 16/11/ :49 (49) ΑΝΑΛΟΓΙΚΑ / ΨΗΦΙΑΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ

5 Αναλογικά Ηλεκτρικά Κυκλώματα: Κυκλώματα τα οποία δέχονται, επεξεργάζονται και παρέχουν σήματα που η τιμή τους μπορεί να είναι οποιαδήποτε μεταξύ κάποιου ελάχιστου και κάποιου μέγιστου. Ονομάζονται? ΑΝΑΛΟΓΙΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ Παράδειγμα: 16/11/ :49 (49) ΑΝΑΛΟΓΙΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ

6 Ψηφιακά Ηλεκτρικά Κυκλώματα: Κυκλώματα τα οποία δέχονται, επεξεργάζονται και παρέχουν σήματα που η τιμή τους μπορεί να είναι συγκεκριμένη τιμή (διακριτή) μεταξύ του 0 και του 1. Ονομάζονται? ΨΗΦΙΑΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ Παράδειγμα: DVD H/Y Κινητό Τηλέφωνο 16/11/ :49 (49) ΨΗΦΙΑΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ

7 Τα αναλογικά και τα ψηφιακά κυκλώματα δεν μπορούν να συνδεθούν απευθείας μεταξύ τους, γιατί λειτουργούν με σήματα διαφορετικής μορφής. Γι αυτό τι απαιτείται? Κύκλωμα διασύνδεσης ή προσαρμογής (interface), το οποίο μετατρέπει το αναλογικό σήμα σε ψηφιακό και αντίστροφα Παράδειγμα : 16/11/ :49 (49) ΑΝΑΛΟΓΙΚΑ / ΨΗΦΙΑΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ

8 Αναλογικό σήμα είναι: η φωνή στο τηλέφωνο, η εικόνα στην τηλεόραση, ο ήχος στον ηλεκτρονικό υπολογιστή. Στην περίπτωση της αναλογικής μεταφοράς πληροφορίας, το σήμα στέλνεται, μεταβάλλοντας συνεχώς μία φυσική ποσότητα (π.χ. την ηλεκτρική τάση) σε συνάρτηση με τον χρόνο. (Βλέπε σχήμα πιο πάνω) ΣΥΝΕΧΕΣ ΠΕΡΝΕΙ ΑΠΕΙΡΕΣΤΙΜΕΣ 16/11/ :49 (49) ΑΝΑΛΟΓΙΚΟ ΣΗΜΑ

9 Ψηφιακό σήμα είναι: η μετάδοση ασύρματων πληροφοριών π.χ Ιντερνετ, Ψηφιακής Τηλεόρασης (Click on pic) Ψηφιακό σήμα η ηλεκτρική τάση παίρνει μόνο δύο τιμές, μία χαμηλή (Low) και μία υψηλή (High). Στη χαμηλή τιμή αντιστοιχούμε το λογικό 0 και στην υψηλή το λογικό 1. (Βλέπε σχήμα πιο κάτω) Στο λογικό 1 Τάση +5V Στο λογικό 0 Τάση +0V 16/11/ :47 (47) ΨΗΦΙΑΚΟ ΣΗΜΑ

10 Άναμμα μια λάμπας Σαν λογικό 1 μπορεί να θεωρηθεί: Κλείσιμο ενός διακόπτη Η ύπαρξη τάσης ή ρεύματος σε ένα κύκλωμα Σβήσιμο μια λάμπας Σαν λογικό 0 μπορεί να θεωρηθεί: Άνοιγμα ενός διακόπτη Η μη ύπαρξη τάσης ή ρεύματος σε ένα κύκλωμα Τα 0 και 1 ονομάζονται μπιτς (bits), από τις λέξεις μπάϊναρυ ντίτζιτς (binary digits), ή δυαδικά ψηφία και διάφοροι συνδυασμοί τους μπορούν να κωδικοποιήσουν μια οποιανδήποτε πληροφορία. 16/11/ :51 (51) ΨΗΦΙΑΚΟ ΣΗΜΑ

11 Όλα τα φυσικά μεγέθη (π.χ. ήχος, φως, δύναμη, η ταχύτητα του ανέμου, η θερμοκρασία ενός δωματίου, η υγρασία, η ένταση του ρεύματος, κ.ά.) βρίσκονται σε αναλογική μορφή και έτσι τα αντιλαμβάνεται καλύτερα ο άνθρωπος. Ο ανθρώπινος εγκέφαλος επεξεργάζεται καλύτερα τα αναλογικά σήματα Γιατί τότε κωδικοποιούμε τα αναλογικά σήματα σε ψηφιακά? Οι Η/Υ χειρίζονται δεδομένα που βρίσκονται σε ψηφιακή μορφή. Γι αυτό υπάρχει ανάγκη μετατροπής των δεδομένων(ήχος, εικόνας) από αναλογικά σε ψηφιακά ούτος ώστε να είναι εφικτή η μεταφορά τους και η επεξεργασίας τους. Για να παρουσιαστούν στην οθόνη του υπολογιστή πρέπει να μετατραπούν από ψηφιακά σε αναλογικά. 16/11/ :05 (05) ΨΗΦΙΑΚΟ ΣΗΜΑ

12 ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΨΗΦΙΑΚΩΝ ΕΝΑΝΤΙ ΑΝΑΛΟΓΙΚΩΝ ΣΗΜΑΤΩΝ 1. Ομοιομορφία (όλα τα είδη πληροφορίας μπορούν να μετατραπούν σε ψηφιακή μορφή και να επεξεργαστούν με τον ίδιο τρόπο και υλικό) 2. Λιγότερο ευαίσθητα στον θόρυβο (παράσιτα) 3. Πιο εύκολη κρυπτογράφηση. 4. Χαμηλό κόστος. 5. Εύκολη η διαδικασία ανίχνευσης και διόρθωσης λαθών. Παραδείγματα κωδικοποίησης σε δυαδικό σύστημα και αντίστροφα. 41 (10) = ( ) 2 ( ) 2 = (353) 10 16/11/ :07 (07) ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΨΗΦΙΑΚΩΝ

13 Άπειρες τιμές εξόδου Τιμές εξόδου είτε 0 ή 1 16/11/ :07 (07) ΑΝΑΛΟΓΙΚΑ & ΨΗΦΙΑΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ

14 16/11/ :07 (07) ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ CROCODILE

15 16/11/ :07 (07)