DK Science:数字电子

最简单的电子产品,称为模拟电子设备,适用于连续信号?顺利上升和落下的声波通过模拟电路作为平稳上升和下降的电压。数字电子产品有不同的作用。使用抽样在美国,它将信号转换成可以通过电子电路进行数学处理的数字串。

模拟?简单,但风险

记录的摇摆凹槽模拟了原始声波的形状。拾取产生的电波与摆动相同的形状。不幸的是,它忠实地复制了光盘上的所有东西?所以划痕出来就像吵闹的点击一样。

数字的 ?少吵

CD的表面看起来一点也不像原来的声波。在声音被放入CD之前,数字电路将其转换成复杂的?压入塑料中形成一系列凹坑。这种图案可以让CD播放器只播放音乐而不留下划痕。

抽样

在数字电子设备处理信号之前,它必须被转换成数字形式。在采样过程中,被称为模数转换器的电路每秒会对信号进行数千次测量。然后,测量值被转换成二进制形式,这是一种只用两位数字写数字的方式。适合吗?电子开关。

从波到数

数字声音从电路开始,电路样本模拟声音信号每秒约44,000次。需要这种采样速率来捕获原始声波中的最高频率(振动速度)。电路将每个样本的值存储仅为20百万分之一秒?将其转换为二进制形式所需的时间。

编号代码

采样声波中的数字是用二进制码处理的,二进制码只用两位数字。1和0。在电子学中,对应的代码是?on?和? ?。这种形式的样品可以作为脉冲发送。在CD上,样品使用复杂的纠错代码,使CD更抗划痕。

信号处理

取样并不局限于声音。它被用来将照相手机中的图片转换成数字形式。图片被切成数千个小方块样本,称为像素。手机内的一台小型电脑对样本进行处理,生成简化的图片,该图片可以比原始图片更快地发送给其他人。他们的手机会把样本重新变成照片。

电子计算器

没有数字电子产品,袖珍计算器就不可能出现。他们把数字当作是开着或关着的电信号来处理。这是因为他们用晶体管做数学?像其他开关一样只能打开或关闭的电子开关。这种形式的数字可以很容易地被计算器处理。年代逻辑电路产生正确的结果。

逻辑电路

计算机的工作原理是把大问题分解成成千上万个小问题。然后他们一个一个地解决这些小问题,直到工作完成。所有的实际工作都是由逻辑门完成的吗?遵循逻辑规则的电路。每个逻辑门都遵循一个简单的规则,比如只有a和B为真时C才为真。有了足够多的“门”,计算机可以解决任何严格逻辑上的问题。计算机中心数百万个晶体管中的大多数都是逻辑门。

逻辑芯片

数字电路中的大型、复杂芯片通常由较小的逻辑芯片支持。这些设备中的每一个都只包含几个逻辑门。门是由硅表面形成的晶体管和电阻制成的。

逻辑门

逻辑信号打开(1)和关闭(0)以发出True和False。门有任何数量的输入,但只有一个输出。逆变器始终有一个输入。这是逻辑门的两个例子。

和门

仅当所有输入都打开时,输出才会打开。如果其中任何一个关闭,它会关闭。

或门

如果任何一个输入接通,则输出接通。只有当它们都关闭时它才会关闭。

逆变器

只有当输入关闭时,输出才会打开。只有当输入打开时它才会关闭。

传记:戈特弗里德·莱布尼茨,德国,1646-1716

中国古代就有双星系统,但数学家戈特弗里德·莱布尼茨(Gottfried Leibniz)在1703年写了有关双星系统的文章。然而,他主要感兴趣的是它的哲学意义,因为在计算机出现之前,它没有太多的实际用途。莱布尼茨也是微积分的发明者之一,微积分是数学的一个分支,在科学中非常重要。

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