Дигитални склопови или дигитална електроника је грана електронике која се бави дигиталним сигналима ради извршавања различитих задатака како би се испунили разни захтеви. Улазни сигнал примењен на ова кола је дигиталног облика, који је представљен у бинарном формату 0 и 1. Ови кругови су дизајнирани помоћу логичке капије попут АНД, ОР, НОТ, НАНАД, НОР, КСОР капија која изводе логичке операције. Ова репрезентација помаже кругу да се пребаци из једног стања у друго ради пружања прецизног излаза. Системи дигиталних кола углавном су дизајнирани да превазиђу недостатак аналогних система који су спорији, а добијени излазни подаци могу садржати грешку.

Шта је дигитални круг?

Дефиниција : Дигитално коло је дизајнирано коришћењем одређеног броја логичких улаза на једном интегрално коло - ИЦ. Улаз у било које дигитално коло је у бинарном облику „0“ и „1“. Излаз добијен на обради сирових дигиталних података је прецизне вредности. Ови кругови могу бити представљени на два начина или комбиновано или секвенцијално.

Основе дигиталних кола

Дизајн дигиталних кола је први пут покренут са дизајном релеји, касније вакуумске цеви, ТТЛ транзистор-транзисторска логика , Одашиљачка логика и ЦМОС логика. Ови дизајни користе велики број логичких капија попут И, ИЛИ, НЕ, итд. Интегрисаних на једној ИЦ. Улаз и излаз дигиталних података представљени су у табела логичке истине и временски дијаграм.

Логички ниво

Дигитални подаци су представљени у логичком формату, односно у „0“ и „1“ формату. Где логика 0 представља да је сигнал низак или „ГНД“, а логика 1 представља сигнал висок или повезан на „ВЦЦ“ напајање као што је приказано доле

Логиц Левел

Табела логичке истине

Табела логичке истине је математички приказ перформанси дигиталног сигнала када се прође кроз дигитални круг. Табела се састоји од 3 колоне, то су сатни сат, улазни ступац и излазни ступац. На пример, логичка табела НОТ гате представљена је на следећи начин

Сигнал сата

Улазна логика

Излазна логика

Хигх

Временски дијаграм

Понашање дигиталног сигнала представљено је у формату временске домене, на пример, ако узмемо у обзир НЕ таблицу истине логичких врата, временски дијаграм је представљен на следећи начин када је сат висок, улаз је низак, а излаз висок. Слично томе, када је улаз висок онда излаз иде низак.

Временски дијаграм

“шта ради жироскоп ”

Капије

Логичка капија је електронска компонента која се имплементира помоћу логичке функције. Капије се обично изводе помоћу диода, транзистора и релеја. Постоје различите врсте логичких капија, И, ИЛИ, НЕ, НАНАД, НИТИ, КСОР. Међу којима су АНД, ИЛИ, НОТ основна врата, а НАНД и НОР универзална врата. Размотримо приказ АНД приказа као доле, који има 2 улаза и један излаз.

И Капија

Сигнал сата	Улазна логика 1	Улазна логика 2	Излазна логика
Хигх	0	0	0
Хигх	0	1	0
Хигх	1	0	0
Хигх	1	1	1

Табела истине И врата

Временски дијаграм капије АНД

Постоји много начина за конструисање дигиталног кола које користи или логичке капије стварањем комбинационе логике, секвенцијалног логичког кола или програмабилним логичким уређајем који користи табеле претраживања или коришћењем комбинације многих ИЦ, итд. Типично су су дизајнирани помоћу комбинационог и секвенцијалног формата кола као што је приказано доле

Комбиновани логички круг

То је комбинација различитих логичких капија попут И, ИЛИ, НЕ. Дизајн комбинационе логике направљен је на такав начин да излаз зависи од тренутног улаза, а логика је независна од времена. Комбинациона логичка кола класификују се у 3 врсте, то су

Комбиновани логички круг

Аритметичке и логичке функције: Аддерс, Одузимачи , Упоредници , ПЛД-а
Преноси података: Мултиплексери, Демултиплексери , Енкодери, декодери
Претварачи кода: Бинарно , БЦД , 7-сегментни.

Секвенцијални круг

Дизајн секвенцијално коло разликује се од комбинационог кола. У секвенцијалном колу излазна логика зависи и од садашњих и од прошлих улазних вредности. Такође се састоји од меморијског елемента који чува обраду и обрађене податке. Секвенцијални кругови су класификовани у 2 типа,

Синхрони круг
Асинхрони круг

Неки од примера секвенцијалних кола су јапанке, сатови , бројачи итд.

Дијаграм секвенцијалног кола

Дизајн дигиталних кола

Дигитални склопови се могу дизајнирати на следеће начине

Коришћење секвенцијалног представљања система и комбинованог представљања система
Коришћење математичких метода смањењем логичких алгоритама вишка као К-мапа , Булова алгебра , КМ алгоритам, бинарни дијаграми одлучивања итд.
Коришћење машина за проток података које се састоје од регистара и аутобуси или жица. Подаци се преносе између различитих компонената помоћу сабирница и регистара. Ове машине су дизајниране на језицима за опис хардвера попут ВХДЛ или Верилог .
Рачунар је логичка машина за пренос регистра опште намене дизајнирана помоћу а микропрограм и микросеквенцијски процесор.

Питања дизајна дигиталних кола

Будући да су дигитални склопови грађени са аналогним компонентама попут отпорника, релеја, транзистора, диода, јапанки итд. Потребно је напоменути да ове компоненте не утичу на понашање сигнала или података током рада дигиталног кола. Следе питања дизајна која се обично уочавају,

Проблеми попут кварова могу се појавити због неодговарајућег дизајна система
Неправилна синхронизација различитог тактног сигнала доводи до метастабилности у колу
Дигитални склопови више пута израчунавају због високе имуности.

Примери дигиталних кола

Следе примери дигиталних кола

Мобилни телефони
Радио
Калкулатори итд.

Предности

Следе предности

Тачност и програмабилност су високи
Лако се чувају дигитални подаци
Имуно на буку
Многа дигитална кола могу се интегрисати на једну ИЦ
Веома флексибилан
Висока поузданост
Велика брзина преноса
Изузетно сигурно.

Мане

Следе недостаци

Они раде само на дигиталним сигналима
Троши више енергије од аналогних кола
Одвођење топлоте је више
Високи трошкови.

Апликације

Следе апликације

“транзистор са ефектом поља осетљив на јоне ”

ФАК

1). За шта се користе дигитални склопови?

Дигитални склопови се користе за извођење логичких логичких операција.

2). Како функционише дигитално коло?

Дигитално коло ради са дискретним сигналима, који су представљени у бинарном облику 0 и 1.

3). Које су основне компоненте дигиталног кола?

Основне компоненте дигиталних кола су јапанке, диоде, транзистори, капије итд.

4). Од чега је направљено коло?

Електронско коло се састоји од великог броја пасивних и активних компонената које су повезане помоћу проводних жица.

5). Наведите неколико примера активних и пасивних компоненти?

Примери активних компоненти су диоде, ИЦ, триодне вакуумске цеви итд.
Примери пасивних компоненти су отпорник, кондензатор, пригушница, трансформатор итд.

6). Зашто користимо отпорник у круговима?

У колу користимо отпорник како бисмо контролисали проток струје.

Електронско коло се састоји од великог броја пасивних и активних компонената које су повезане помоћу проводних жица. Њих двоје врсте кола то су аналогно коло и дигитално коло. Улаз у аналогни круг је непрекидни променљиви сигнал који даје информације о сигналу попут струје, напона итд. Улазни сигнал дигиталног кола је у дискретном формату временске домене, који је представљен у „0“ и „1“. Пружа снагу сигнала, однос шума, слабљење итд. Својства дигиталног сигнала. Главна предност употребе дигиталних кола је та што их је лако применити и разумети.