Analoge Schaltungen versus digitale Schaltungen
Das Designproblem
Bevor wir die Unterschiede zwischen analogen und digitalen Schaltkreisen feststellen können, müssen wir den Begriff „Schaltkreise“ definieren. Schaltkreise sind geschlossene Pfade, mit denen sich viele Situationen beschreiben lassen. In elektronischen Geräten fließt ein elektrischer Strom durch eine Reihe von elektronischen Bauteilen, die so angeordnet und miteinander verbunden sind, dass ein geschlossener Pfad oder Stromkreis entsteht. Schaltungen können auf verschiedene Arten erstellt werden. Die gebräuchlichste Methode ist die Verwendung einer Leiterplatte oder einer Leiterplatte. Die gedruckte Schaltung bildet die Basis, auf der die elektrischen Komponenten montiert werden.
Eine analoge Schaltung verarbeitet ein Signal anders als eine digitale Schaltung. Die in einer analogen Schaltung unterstützten Operationen können in einer digitalen Schaltung dupliziert werden, es gibt jedoch Unterschiede in der Art und Weise, wie diese Operationen ausgeführt werden. Probleme im Zusammenhang mit Rauschen, Genauigkeit und Design machen die drei Hauptunterschiede zwischen analogen und digitalen Schaltkreisen aus.
Analoge Schaltungen weisen Eigengeräusche oder Störungen auf, die aus verschiedenen Gründen auftreten. Diese Störungen sind immer erheblich, da sie sich in einer tatsächlichen Änderung des Signals und sogar in einem Informationsverlust niederschlagen. Digitale Schaltungen weisen nicht dieselben Rauschprobleme auf. Ihr Design kann es beseitigen. Digitale Schaltkreise erzeugen das Signal an bestimmten Punkten im Schaltkreis neu und beseitigen so Rauschprobleme. Datenkonsistenz kennzeichnet digitale Schaltungen als stabiler.
Die Genauigkeit bezieht sich auf zufällige Schwankungen des elektrischen Stroms in elektrischen Leitern. Analoge Schaltungen bestehen aus Bauteilen mit physikalischen Einschränkungen. Diese Einschränkungen können zufällige Schwankungen verursachen, die zu rauschähnlichen Problemen führen, z. B. zu Informationsverlust. In digitalen Schaltkreisen kann eine höhere Präzision erzielt werden, indem die Anzahl der Stellen, die das Signal darstellen, erhöht wird. Digitale Betriebssysteme arbeiten ohne Beeinträchtigung der Genauigkeit.
Wenn wir analoge Schaltungen mit digitalen Schaltungen gleicher Ausgangsleistung vergleichen, werden wir feststellen, dass es sich um ein physikalisch größeres System handelt. Digitale Schaltkreise sind viel kleiner und verwenden integrierte Schaltkreise oder "Chips", um die gleiche Aufgabe schneller und einfacher als die meisten analogen Schaltkreise auszuführen. Kleiner bedeutet einfacher herzustellen. Kleiner bedeutet auch, dass es einfacher und einfacher ist, es in einem größeren System zu installieren. Analoge Schaltungen werden in der Regel manuell hergestellt, sind teurer in der Herstellung und benötigen nach der Installation mehr Platz.
