¿Qué son los circuitos analógicos y digitales, cuáles son sus características? ¿Qué hacen los circuitos analógico y digital, cómo usarlos, cuáles son las diferencias entre ellos?
Los circuitos, al igual que las cookies, vienen en muchos sabores diferentes, pero el propósito de cualquier circuito es bastante simple y directo. Su objetivo principal es controlar el camino de los electrones para lograr la salida deseada. Ahora, sabemos que la corriente eléctrica en su forma cruda se puede canalizar a muchos escenarios de casos de uso diferentes, pero lograr esto se realiza principalmente de dos maneras principales: usando un circuito analógico o un circuito digital. Veamos primero qué son los circuitos analógicos y digitales antes de hacer una comparación de las dos variedades.
Circuitos análogos
Antes de entrar en lo que es un circuito analógico, intentemos comprender qué es una señal analógica. Una señal analógica implica que la señal electrónica que recibe un circuito es continua y real. El mundo real en el que vivimos es completamente análogo, con infinitas naturalezas y formas. Tome cualquier fenómeno, como olores, experiencias visuales, exposiciones auditivas … las combinaciones y posibilidades están en los miles de millones. Antes de profundizar en las señales analógicas, debemos tener una comprensión básica de lo que es una señal. En términos de ingeniería eléctrica, una señal se puede definir como una combinación de cantidades variables en el tiempo (como voltaje y corriente). Por lo tanto, a medida que avanzamos, estamos hablando de un voltaje que cambia con el tiempo.
Las señales analógicas usan algún atributo de un medio para transmitir la información de la señal.
Las señales eléctricas pueden representar información de voltaje, corriente, frecuencia o la carga total. Las señales pueden tomar cualquier valor en un rango dado. Cada señal proporciona información única y diferente. Cualquier cambio en la señal analógica es significativo, y cada nivel de la señal representa un nivel diferente del fenómeno que representa. Por ejemplo, considere una señal que se utiliza para representar la temperatura ambiente de un entorno determinado. Donde un voltio representa un grado Celsius, en dicho sistema, 10 voltios se representarían como 10 grados.
Los circuitos analógicos se pueden definir como una combinación de amplificadores operacionales, resistencias, condensadores y otros componentes electrónicos esenciales. La combinación de los circuitos puede variar mucho. Puede ser una combinación simple de dos resistencias para formar un divisor de voltaje o un ejemplo elegantemente construido con muchos otros componentes. Dos aplicaciones de circuitos analógicos son útiles en los siguientes casos de uso:
Filtrado de señales:
cuando se trata de una señal continua, se necesita un filtro analógico continuo para eliminar todo el contenido de frecuencia posible que no desee. En comparación con un filtro digital, es mucho más fácil de usar y cuesta menos.
Sensores:
los sensores convierten la información del mundo real en datos que pueden ser reconocidos por una computadora o un sistema integrado. La información a menudo no está fácilmente disponible en el mundo real; en cambio, los sensores primero crean una señal analógica y luego la convierten en señales digitales. A diferencia de los sistemas de alto voltaje, los sensores tienen una amplitud baja y necesitan acondicionamiento de señal para aumentar el valor de la señal y hacer un mejor uso del rango completo de un ADC.
Electrónica digital
La electrónica digital es electrónica que funciona con señales digitales. Si bien eso puede ser sencillo y bastante obvio, echemos un vistazo a lo que es una señal digital. Una señal digital es una señal que se utiliza para representar datos como una secuencia de valores discretos. En un momento dado, una señal solo puede contener un conjunto de posibilidades finitas. A diferencia de las señales analógicas, que pueden tomar valores reales independientes en cualquier momento dado, las señales digitales funcionan en una combinación de 0 y 1 para representar el mismo valor analógico en forma digital.
Un sistema digital es más preciso en su representación de una señal, ya que utiliza binario para representar la señal. Dado que el sistema binario es el proceso de expresar cualquier número o valor (alfabetos y caracteres especiales) en forma de una combinación de 0 y 1, esta representación de la lógica en forma de 0 y 1 se conoce como lógica booleana. Esto hace que el circuito digital sea más escalable, ya que el almacenamiento de información se vuelve mucho más natural que en un sistema analógico.
Un circuito digital generalmente se construye a partir de pequeños circuitos electrónicos llamados puertas lógicas. Una puerta lógica generalmente se crea a partir de uno o más interruptores controlados electrónicamente, que son tradicionalmente transistores. La salida de la lógica puede alimentar y ejecutar otras puertas lógicas. Estas lógicas se pueden usar para representar todas las formas de representación lógica, lo que conduce a la creación de lógica combinacional. La lógica combinacional es la combinación de varias lógicas simples para lograr un objetivo. Cada puerta lógica está diseñada para realizar una función lógica específica. La aplicación de la electrónica digital es muy versátil, y casi todos los componentes electrónicos que utiliza hoy se basan en alguna forma de modelo electrónico digital.
Las diferencias
Aunque las secciones anteriores deben proporcionar una idea bastante clara de las diferencias entre los circuitos analógicos y digitales, echemos un vistazo conciso a algunas diferencias clave más.
- Los circuitos analógicos funcionan con señales analógicas, comúnmente conocidas como señales de valor continuo.
- Los circuitos digitales funcionan en señales que existen en solo dos niveles, es decir, ceros y unos.
- El diseño de un circuito analógico es difícil, ya que cada componente debe colocarse a mano para diseñar los circuitos.
- Los circuitos digitales son muy simples de diseñar ya que la técnica de automatización puede ser útil en una variedad de niveles de diseño de circuitos.
- No es necesario cambiar las señales de entrada antes del procesamiento; El circuito ejecuta directamente diferentes operaciones lógicas y genera una salida analógica.
- En los circuitos digitales, las señales de entrada cambian de una forma analógica a una digital antes de que se procese, lo que significa que el circuito digital se logra procesando solo señales digitales y genera salida, que nuevamente se cambia de señales digitales a analógicas (D / A ) para que el resultado dé resultados relevantes que puedan ser entendidos por los individuos.
- Los circuitos analógicos generalmente se hacen de rutina y carecen de flexibilidad.
- Los circuitos digitales tienen un alto grado de elasticidad.
