Analog devre ve dijital devre nedir, özellikleri nelerdir? Analog ve dijital devre ne işe yarar, nasıl kullanılır, aralarındaki farklar nelerdir?
Herhangi bir devrenin amacı oldukça basit ve açıktır. Birincil hedefi, istenen çıktıya ulaşmak için elektronların yolunu kontrol etmektir. Ham formundaki elektrik akımının birçok farklı kullanım senaryosu içine kanalize edilebileceğini biliyoruz, ancak bunu başarmak öncelikle iki ana yolla yapılır: bir Analog devre veya bir Dijital Devre kullanmak. İki çeşidi karşılaştırmadan önce, analog ve dijital devrelerin ne olduğuna bakalım.
Analog ve Dijital Fotoğraf Makineleri Aynı Karede (Kaynak : Pixabay.com)
Analog Devreler
Bir analog devrenin ne olduğuna girmeden önce, bir analog sinyalin ne olduğunu anlamaya çalışalım. Bir analog sinyal, bir devrenin aldığı elektronik sinyalin sürekli ve gerçek olduğunu gösterir. İçinde yaşadığımız gerçek dünya, sonsuz doğa ve biçimlere sahip, tamamen analog. Kokular, görsel deneyimler, işitsel pozlamalar gibi her türlü olguyu alın… kombinasyonlar ve olasılıklar milyarlarca. Analog sinyalleri incelemeden önce, bir sinyalin ne olduğu hakkında temel bir anlayışa sahip olmalıyız. Elektrik mühendisliği açısından, bir sinyal zamanla değişen miktarların (voltaj ve akım gibi) bir kombinasyonu olarak tanımlanabilir. Böylece, ilerledikçe, zaman içinde değişen bir voltajdan bahsediyoruz.
Analog sinyaller, sinyalin bilgilerini iletmek için bir ortamın bazı özelliklerini kullanır. Elektrik sinyalleri voltaj, akım, frekans veya toplam şarj için bilgileri temsil edebilir. Sinyaller belirli bir aralıktaki herhangi bir değeri alabilir. Her sinyal benzersiz ve farklı bilgiler verir. Analog sinyaldeki herhangi bir değişiklik anlamlıdır ve sinyalin her seviyesi temsil ettiği fenomenin farklı bir seviyesini temsil eder. Örneğin, belirli bir ortamın ortam sıcaklığını temsil etmek için kullanılan bir sinyali düşünün. Bir voltun bir derece Celsius’u temsil etmesi durumunda, böyle bir sistemde 10 volt, 10 derece olarak temsil edilir.
Analog devreler, op-amp, direnç, kapasitör ve diğer gerekli elektronik bileşenlerin bir kombinasyonu olarak tanımlanabilir. Devrelerin kombinasyonu büyük ölçüde değişebilir. Bir voltaj bölücü oluşturmak için iki direncin basit bir kombinasyonu veya diğer bileşenler kullanılabilir. Aşağıdaki örnekte iki analog devrenin kullanımı uygundur.
Kaynak : https://www.scienceabc.com/
Sinyalleri Filtreleme: Sürekli bir sinyalle uğraşırken, istemediğiniz tüm olası frekans içeriğini kaldırmak için sürekli bir analog filtre gerekir. Dijital filtreye kıyasla, kullanımı çok daha kolaydır ve maliyeti daha düşüktür.
Sensörler: Sensörler, gerçek dünyadaki bilgileri bir bilgisayar veya gömülü sistem tarafından tanınabilecek verilere dönüştürür. Bu bilgi gerçek dünyada genellikle mevcut değildir; bunun yerine, sensörler önce bir analog sinyal oluşturur ve daha sonra bunu dijital sinyallere dönüştürür. Yüksek voltajlı sistemlerin aksine, sensörler düşük bir genliğe sahiptir ve bir ADC’nin tüm aralığını daha iyi kullanmak, sinyalin değerini artırmak için sinyal koşullandırmaya ihtiyaç duyar.
Dijital elektronik
Dijital elektronik, dijital sinyaller üzerinde çalışan elektroniklerdir. Bu basit ve oldukça açık olsa da, dijital sinyalin ne olduğuna bir göz atalım. Dijital sinyal, verileri ayrı değerlerin bir sırası olarak temsil etmek için kullanılan bir sinyaldir. Herhangi bir zamanda, bir sinyal sadece bir dizi sınırlı olasılık içerebilir. Herhangi bir zamanda gerçek bağımsız değerler alabilen analog sinyallerin aksine, dijital sinyaller dijital formda aynı analog değeri temsil etmek için 0’lar ve 1’ler kombinasyonu üzerinde çalışır.
Kaynak : Wikimedia
Dijital sistem, bir sinyali temsil etmekte daha hassastır, çünkü sinyali temsil etmek için ikili kullanır. İkili sistem, herhangi bir sayı veya değeri (alfabe ve özel karakterler) 0 ve 1 kombinasyonu şeklinde ifade etme işlemi olduğundan, 0 ve 1 biçimindeki bu mantık gösterimi Boole mantığı olarak bilinir. Bu, dijital devreyi daha ölçeklenebilir hale getirir, çünkü bilgilerin depolanması bir analog sistemden çok daha doğal hale gelir.
Bir dijital devre genellikle mantık kapıları adı verilen küçük elektronik devrelerden yapılır. Bir mantık geçidi genellikle geleneksel olarak transistörler olan bir veya daha fazla elektronik olarak kontrol edilen anahtardan oluşturulur. Mantık çıkışı daha sonra diğer mantık kapılarını besleyebilir ve çalıştırabilir. Bu mantıklar, birleşimsel mantığın yaratılmasına yol açan tüm mantıksal temsil biçimlerini temsil etmek için kullanılabilir. Kombinasyonel mantık, bir amaca ulaşmak için çeşitli basit mantıkların birleşimidir. Her mantık geçidi belirli bir mantıksal işlevi yerine getirmek için tasarlanmıştır. Dijital elektroniklerin uygulaması çok yönlüdür ve bugün kullandığınız neredeyse tüm elektronik bileşenler bir çeşit dijital elektronik modeline dayanmaktadır.
Kaynak : Flickr
Analog ve Dijital Devrelerin Farkları
Yukarıdaki bölümler, analog ve dijital devreler arasındaki farklar hakkında oldukça net bir fikir sağlamasına rağmen, birkaç temel farklılığa kısa bir bakalım.
- Analog devreler, yaygın olarak sürekli değerli sinyaller olarak bilinen analog sinyaller üzerinde çalışır.
- Dijital devreler, yalnızca iki seviyede, yani sıfırlar ve birler olmak üzere sinyaller üzerinde çalışır.
- Analog bir devrenin tasarımı zordur, çünkü devrelerin tasarımı için her bileşen elle konumlandırılmalıdır.
- Dijital devrelerin tasarımı çok basittir, çünkü otomasyon tekniği çeşitli devre tasarımı seviyelerinde yararlı olabilir.
- İşleme başlamadan önce giriş sinyallerinin değiştirilmesi gerekmez; devre doğrudan farklı mantıksal işlemleri yürütür ve bir analog çıkış üretir.
- Dijital devrelerde, giriş sinyalleri işlenmeden önce bir analogdan dijital forma dönüşür, yani dijital devre sadece dijital sinyalleri işleyerek elde edilir ve tekrar dijital sinyallerden analog sinyallere (D / A) değiştirilen çıkış üretir. Böylece çıktı bireyler tarafından anlaşılabilecek alakalı sonuçlar verir.
- Analog devreler genellikle rutin olarak yapılır ve esneklikten yoksundur.
- Dijital devreler yüksek derecede esnekliğe sahiptir.
