Rodzaje urządzeń elektronicznych

Klasyfikacja urządzeń elektronicznych, analogowe urządzenia elektroniczne, elektroniczne urządzenia cyfrowe

Urządzenia elektroniczne służą do przesyłania, przekształcania i przechowywania informacji. Ich praca opiera się na oddziaływaniach naładowanych cząstek z polami elektromagnetycznymi, poprzez które zachodzi taka lub inna transformacja elektryczności służąca określonym celom.

Urządzenia te mogą na przykład generować lub wzmacniać fale elektromagnetyczne, służyć jako środki obliczeniowe lub jako środki przechowywania informacji (pamięć).

Zakres zastosowań urządzeń elektronicznych we współczesnym świecie jest naprawdę nieograniczony i prawie każde nowoczesne urządzenie elektryczne ma je w swojej konstrukcji.

Urządzenia elektroniczne dzielą się na dwie klasy: analogową i cyfrową. Urządzenia analogowe pracują z ciągle zmieniającymi się sygnałami, a urządzenia cyfrowe — z sygnałami w postaci cyfrowej, tj. w postaci dyskretnych impulsów, właściwie z informacją reprezentowaną przez kod binarny.

Urządzenia analogowe charakteryzują się ciągłą zmianą sygnału zgodnie z opisywanym przez niego procesem fizycznym. W rzeczywistości taki sygnał jest funkcją ciągłą z nieograniczoną liczbą wartości w różnych momentach.

Na przykład: zmienia się temperatura powietrza i odpowiednio zmienia się sygnał analogowy w postaci spadku napięcia lub wahadło zmienia swoje położenie, wykonując oscylacje harmoniczne, a przechwycony sygnał analogowy będzie miał postać fali sinusoidalnej. Tutaj sygnał elektryczny przenosi pełną informację o procesie.

Urządzenia analogowe są proste, niezawodne i szybkie, co daje im bardzo szerokie zastosowanie, pomimo niezbyt wysokiej dokładności przetwarzania sygnału. Do wad urządzeń analogowych należy jednak zaliczyć: małą odporność na zakłócenia, silną zależność od czynników zewnętrznych (temperatura, starzenie się elementów, pola zewnętrzne), a także zniekształcenia podczas transmisji i niską efektywność energetyczną.

Urządzenia analogowe obejmują:

• zasilacz,

• prostownik,

• wzmacniacz,

• komparator,

• falownik fazowy,

• generator,

• mikser,

• multiwibrator,

• wzmacniacz magnetyczny,

• filtr,

• mnożnik analogowy,

• komputer analogowy,

• dopasowanie impedancji itp.

Zobacz też: Filtry antyaliasingowe i stabilizatory napięcia

Cyfrowe urządzenia elektroniczne pracują z sygnałami dyskretnymi. Z reguły taki sygnał cyfrowy składa się z serii impulsów, w których występują tylko dwie wartości - „Fałsz” lub „Prawda” (0 lub 1). W zasadzie urządzenia cyfrowe mogą być realizowane na różnych elementach: przekaźniki elektromagnetyczne, tranzystorów, elementów optoelektronicznych lub mikroukładów.

Nowoczesne układy cyfrowe są zbudowane głównie z elementy logicznei mogą być ze sobą połączone wyzwalaczami i licznikami. Znalazły szerokie zastosowanie w systemach automatyki i robotyki, przyrządach pomiarowych, a także w systemach radiowych i telekomunikacyjnych.

Sygnał cyfrowy jest odporny na zakłócenia, łatwy w obróbce i zapisie, a także przesyłany bez zniekształceń, co daje urządzeniom elektronicznym na tej podstawie niezaprzeczalną przewagę nad urządzeniami analogowymi.

Urządzenia cyfrowe obejmują:

• spust,

• element logiczny,

• lada,

• komparator,

• generator impulsów zegarowych,

• dekoder,

• enkoder,

• multiplekser,

• demultiplekser,

• sumator,

• pół sumator,

• rejestr

• jednostka arytmetyczno-logiczna,

• mikroprocesor,

• mikrokomputer,

• mikrokontroler,

• pamięć itp.

Więcej informacji na temat różnych typów elektronicznych urządzeń cyfrowych: Wyzwalacze, komparatory i rejestry, Liczniki impulsów, enkodery, multipleksery

Jednak urządzenia cyfrowe mają również wady: czasami urządzenie cyfrowe ma większe zużycie energii niż urządzenie analogowe z odpowiednią funkcjonalnością, na przykład telefony komórkowe często wykorzystują interfejs analogowy o niskim poborze mocy do wzmacniania i dostrajania sygnałów radiowych w stacji bazowej.

Niektóre urządzenia cyfrowe są droższe niż urządzenia analogowe. Zdarza się, że zniekształcenie tylko jednej części danych zapisanych cyfrowo prowadzi do zniekształcenia całego bloku informacji.

Zobacz też w tym temacie: Elektronika analogowa i cyfrowa