1-1.ĐẠI LƯỢNG SỐ VÀ ĐẠI LƯỢNG TƯƠNG TỰ

Mạch điện tử có thể được chia thành 2 loại, số và tương tự. Điện tử số bao gồm những đại lượng có giá trị rời rạc, và điện tử tương tự bao gồm những đại lượng có giá trị liên tục. Mặc dù bạn sẽ nghiên cứu về cơ sở kĩ thuật số trong sách này, nhưng bạn cũng cần nghiên cứu thêm về điện tử tương tự bởi vì nhiều ứng dụng cần cả hai loại; và sự tác động qua lại giữa số và tương tự cũng rất quan trọng.

Sau khi hoàn thành phần này bạn sẽ có thể:

§ Định nghĩa tương tự

§ Định nghĩa số

§ Giải thích sự khác nhau giữa những đại lượng tương tự và số

§ Phát biểu ưu điểm của số so với tương tự

§ Cho ví dụ về những đại lượng số và tương tự được dùng trong điện tử như thế nào

Đại lượng tương tự là đại lượng có những giá trị liên tục. Đại lượng số là những đại lượng có giá trị rời rạc. Hầu như mọi đại lượng mà chúng ta đo được trong tự nhiên đều có dạng tương tự. Chẳng hạn, nhiệt độ không khí thay đổtrên một khoảng liên tục. Trong một ngày nào đó, nhiệt độ không thay đổi từ 70⁰ đến 71⁰ một cách tức thời mà đi qua một khoảng các giá trị liên tục giữa chúng. Nếu bạn vẽ đồ thị nhiệt độ của một ngày mùa hè điễn hình, bạn sẽ có một đường cong trơn, liên tục tương tự như đường cong trong hình 1-1. Những ví dụ khác về đại lượng tương tự là thời gian, áp suất, khoảng cách và âm thanh.

Thay vì vẽ đồ thị nhiệt độ trên một trục thời gian liên tục, giả sử bạn chỉ lấy nhiệt độ đọc được sau mỗi giờ. Bấy giờ bạn đã lấy mẫu những giá trị biễu diễn nhiệt độ tại những điểm rời rạc theo thời gian (mỗi giờ) trong một chu kì 24 giờ, như được chỉ trong hình 1-2. Như vậy là bạn đã chuyển một đại lượng tương tự sang một dạng mà bây giờ có thể được số hóa bằng cách biểu diễn mỗi giá trị được lấy mẫu bằng một mã số. Cần nhớ rằng hình 1-2 tự nó chưa phải là biểu diễn số của đại lượng tương tự.

Ưu điểm của số Biễu diễn số có những ưu điểm nhất định so với biễu diễn tương tự trong những ứng dụng điện tử. Chẳng hạn như, dữ liệu số có thể được xử lí và được truyền một cách hiệu quả hơn và đáng tin cậy hơn. Tương tự, dữ liệu số cũng có những ưu điểm lớn khi cần được lưu trữ. Chẳng hạn, âm nhạc khi được chuyển sang dạng số có thể được lưu trữ gọn hơn và được sản xuất lại chính xác và rõ ràng hơn khi nó được lưu trữ dưới dạng tương tự. Nhiễu (những dao động điện áp không mong muốn) gần như không ảng hưởng nhiều đến dữ liệu số.

Hệ thống điện tử tương tự

Loa phóng thanh được dùng để khuếch đại âm thanh sao cho nhiều người có thể nghe được, là một ví dụ đơn giản về ứng dụng của điện tử tương tự. Đồ thị cơ bản trong hình 1-3 minh họa sóng âm thanh đó, về bản chất nó là tương tự và được thu bởi một microphone, sau đó được chuyển sang dạng điện áp tương tự nhỏ được gọi là tín hiệu audio. Điện áp này thay đổi liên tục khi âm lượng và tần số của âm thanh thay đổi và nó được đưa tới bộ khuếch đại tuyến tính. Đầu ra của bộ khuếch đại tạo lại điện áp đầu vào nhưng tăng lên rồi đưa tới loa. Loa chuyển tín hiệu audio được khuếch đại thành dạng sóng âm thanh có âm lượng lớn hơn âm thanh ban đầu được thu bởi microphone.

Một hệ thống dùng phương pháp số và tương tự

Đầu đọc đĩa CD là một ví dụ về hệ thống có sử dụng cả mạch tương tự và mạch số. Sơ đồ khối được đơn giản hóa trong hình 1-4 minh họa nguyên lí cơ bản. Âm nhạc ở dạng số được lưu trữ trên đĩa CD. Một hệ thống quang học sử dụng điode laser thu dữ liệu số từ sự quay của đĩa và chuyển nó tới bộ chuyển đổi số sang tương tự (DAC)

DAC chuyển dữ liệu số thành tín hiệu tương tự, nó chính là sự sản xuất lại về mặt điện âm nhạc ban đầu. Tín hiệu này được khuếch đại và được đưa tới loa cho bạn. Khi ghi nhạc vào đĩa CD, một quá trình về cơ bản ngược lại với quá trình được mô tả ở đây dùng bộ chuyển đổi tương tự sang số (ADC) được thực hiện.

CÂU HỎI PHẦN 1-1

1.Định nghĩa analog.

2.Định nghĩa digital.

3.Giải thích sự khác nhau giữa đại lượng số và đại lượng tương tự.

4. Cho ví dụ về một hệ thống tương tự và một hệ thống là sự kết hợp của cả tương tự và số. Nêu tên hệ thống chỉ toàn là số.