Electronică digitală

1.Suportul matematic al tehnicii numerice

§1. Semnale numerice şi dispozitive numerice

Obiectul de studiu al tehnicii numerice reprezintă semnalele numerice şi dispozitivele numerice .

Semnalul – reprezintă un proces fizic utilizat pentru transmiterea informaţiei. Orice semnal dispune de parametri informativi şi parametri neinformativi. Există două categorii de semnale :

• Semnale analogice – se caracterizează prin faptul că valoarea parametrului informativ poate lua un şir continuu de valori (fig.1).

Fig. 1. Forma semnalului analogic

• Semnale numerice – se caracterizează prin faptul că valoarea parametrului informativ poate lua un şir discret de valori (vezi Fig. 2a,b).

Fig. 2 a, b. Forma semnalului digital

Un caz particular al semnalelor numerice sunt semnalele binare, care pot lua doar două valori: nivelul jos şi nivelul înalt.

Semnalele sunt utilizate pentru transmiterea informaţiei. Există trei metode de transmitere a informaţiei prin intermediul utilizării semnalelor binare:

1. Metoda potenţială – unde cu ajutorul unui semnal poate fi transmis 1 bit şi informaţia transmisă are două stări posibile 0 sau 1 (vezi fig.3). Semnalul este static.

Fig.3. Forma semnalului transmis prin metoda potenţială

2. Metoda impulsurilor, adică informaţia este transmisă cu ajutorul impulsurilor dreptunghiulare.

Fig. 4. Forma semnalului transmis prin metoda impulsurilor

3. Metoda dinamică – se utilizează la transmiterea informaţiei la distanţe mari printr-un canal. Semnalul se transmite sub formă de pachete de semnale.

Fig. 5. Forma semnalului transmis prin metoda dinamică

Semnalele numerice se utilizează în dispozitive numerice.

Dispozitivele numerice – reprezintă dispozitive radioelectronice destinate pentru prelucrarea semnalelor numerice în conformitate cu un anumit algoritm. Toate dispozitivele numerice pot fi divizate în două categorii:

I. Dispozitive numerice cu structură fixă – acestea sunt aşa dispozitive numerice la care algoritmul de prelucrare a informaţiei este determinat de structura internă a dispozitivului.

II. Dispozitive numerice programabile – acestea sunt aşa dispozitive numerice la care algoritmul de prelucrare a informaţiei este determinat de programul utilizatorului.

§2. Funcţiile logice elementare

Suportul matematic al tehnicii numerice îl prezintă algebra logică (booleană). Algebra logică operează cu astfel de noţiuni ca variabile şi funcţii. Spre deosebire de algebra obişnuită variabilele şi funcţiile algebrei logice pot primi numai două valori: 0 şi 1.

Toate funcţiile logice se împart în 2 categorii:

1. Funcţii logice elementare – sunt funcţii logice ce conţin o singură operaţie logică.

2. Funcţii logice compuse – sunt funcţii logice ce conţin mai multe operaţii logice.

2.1. Modurile de definire ale funcţiilor logice

Se cunosc următoarele moduri de definire ale funcţiilor logice:

a) Forma algebrică a funcţiei – prezintă o expresie algebrică ce constă din operaţii logice:

b) Metoda tabelelor de adevăr – funcţia logică se defineşte sub forma unei tabele ce conţine toate combinaţiile posibile ale variabilelor de intrare şi valorile funcţiei care le corespund:

y=f(x1,x2)

O tabelă de adevăr completă va conţine 2n combinaţii, unde n – numărul de variabile de intrare.