디지털 회로 또는 디지털 전자 장치는 다양한 요구 사항을 충족하기 위해 다양한 작업을 수행하기 위해 디지털 신호를 처리하는 전자 장치의 한 분야입니다. 이러한 회로에 적용되는 입력 신호는 0과 1의 이진 언어 형식으로 표현되는 디지털 형식입니다. 이러한 회로는 논리 게이트 논리 연산을 수행하는 AND, OR, NOT, NANAD, NOR, XOR 게이트와 같습니다. 이 표현은 정확한 출력을 제공하기 위해 회로가 한 상태에서 다른 상태로 전환하는 데 도움이됩니다. 디지털 회로 시스템은 주로 느린 아날로그 시스템의 단점을 극복하고 얻은 출력 데이터에 오류가 포함될 수 있습니다.

디지털 회로 란?

정의 : 디지털 회로는 하나의 로직 게이트를 여러 개 사용하여 설계되었습니다. 집적 회로 – IC. 모든 디지털 회로에 대한 입력은 '0'및 '1'이진 형식입니다. 원시 디지털 데이터 처리에서 얻은 출력은 정확한 값입니다. 이러한 회로는 조합 방식 또는 순차적 방식으로 두 가지 방식으로 표현할 수 있습니다.

“소규모 프로젝트를 위한 태양 전지판 ”

디지털 회로 기초

디지털 회로 설계는 처음에는 다음과 같은 설계로 시작되었습니다. 릴레이, 나중에 진공관, TTL 트랜지스터-트랜지스터 로직 , 이미 터 결합 로직 및 CMOS 로직. 이러한 설계는 단일 IC에 통합 된 AND, OR, NOT 등과 같은 많은 논리 게이트를 사용합니다. 디지털 데이터의 입력 및 출력은 논리적 진리표 및 타이밍 다이어그램.

논리적 수준

디지털 데이터는 '0'및 '1'형식의 논리 형식으로 표시됩니다. 로직 0은 신호가 낮거나 'GND'임을 나타내고, 로직 1은 신호가 높거나 'VCC'전원에 연결되었음을 나타냅니다.

논리 수준

논리적 진실 테이블

논리적 진리표는 디지털 회로를 통과 할 때 디지털 신호의 성능을 수학적으로 표현한 것입니다. 테이블은 시계 열, 입력 열 및 출력 열인 3 개의 열로 구성됩니다. 예를 들어, NOT 게이트 로직 테이블은 다음과 같이 표현됩니다.

시계 신호

입력 논리

출력 로직

높은

타이밍 다이어그램

디지털 신호 동작은 시간 도메인 형식으로 표시됩니다. 예를 들어 논리 게이트 진리표가 아닌 경우 클럭이 높을 때 타이밍 다이어그램이 다음과 같이 표시되고 입력이 낮고 출력이 높아집니다. 마찬가지로 입력이 높으면 출력이 낮아집니다.

타이밍 다이어그램

게이츠

논리 게이트는 부울 함수를 사용하여 구현되는 전자 부품입니다. 게이트는 일반적으로 다이오드, 트랜지스터 및 릴레이를 사용하여 구현됩니다. AND, OR, NOT, NANAD, NOR, XOR 등 다양한 유형의 논리적 게이트가 있습니다. 그 중 AND, OR, NOT은 기본 게이트이고 NAND 및 NOR은 범용 게이트입니다. 2 개의 입력과 1 개의 출력이있는 AND 게이트 표현을 아래와 같이 고려해 봅시다.

AND 게이트

시계 신호	입력 로직 1	입력 로직 2	출력 로직
높은	0	0	0
높은	0	1	0
높은	1	0	0
높은	1	1	1

AND 게이트의 진리표

AND 게이트의 타이밍 다이어그램

조합 논리, 순차 논리 회로를 생성하거나 룩업 테이블을 사용하는 프로그래밍 가능한 논리 장치 또는 여러 IC의 조합 등을 사용하여 논리 게이트를 사용하는 디지털 회로를 구성하는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 일반적으로 아래와 같이 조합 및 순차 회로 형식을 사용하여 설계되었습니다.

조합 논리 회로

AND, OR, NOT과 같은 다양한 논리 게이트의 조합입니다. 조합 논리의 설계는 출력이 현재 입력에 의존하고 논리가 시간과 무관하도록 만들어집니다. 조합 논리 회로 3 가지 유형으로 분류됩니다.

조합 논리 회로

산술 및 논리 함수 : 가산기, 감산기 , 비교기 , PLD
데이터 전송 : 멀티플렉서, 디멀티플렉서 , 인코더, 디코더
코드 변환기 : 바이너리 , BCD , 7- 세그먼트.

순차 회로

의 디자인 순차 회로 조합 회로와 다릅니다. 순차 회로에서 출력 로직은 현재 및 과거 입력 값에 따라 달라집니다. 또한 처리 및 처리 된 데이터를 저장하는 메모리 요소로 구성됩니다. 순차 회로는 두 가지 유형으로 분류됩니다.

동기 회로
비동기 회로

순차 회로의 예 중 일부는 플립 플롭, 시계 , 카운터 등

순차 회로도

디지털 회로 설계

디지털 회로는 다음과 같은 방식으로 설계 할 수 있습니다.

순차 시스템 표현 및 조합 시스템 표현 사용
다음과 같은 논리적 중복 알고리즘을 줄여 수학적 방법을 사용합니다. K- 맵 , 부울 대수 , QM 알고리즘, 이진 결정 다이어그램 등
레지스터로 구성된 데이터 흐름 기계 사용 버스를 또는 와이어. 데이터는 버스와 레지스터를 사용하여 다양한 구성 요소간에 전달됩니다. 이러한 기계는 다음과 같은 하드웨어 설명 언어를 사용하여 설계되었습니다. VHDL 또는 Verilog .
컴퓨터는 다음을 사용하여 설계된 범용 레지스터 전송 논리 기계입니다. 마이크로 프로그램 및 마이크로 시퀀서 프로세서.

디지털 회로 설계 문제

디지털 회로는 저항, 릴레이, 트랜지스터, 다이오드, 플립 플롭 등과 같은 아날로그 구성 요소로 구축되기 때문에 이러한 구성 요소는 디지털 회로 작동 중 신호 또는 데이터의 동작에 영향을주지 않습니다. 다음은 일반적으로 관찰되는 디자인 문제입니다.

시스템의 부적절한 설계로 인해 글리치와 같은 문제가 발생할 수 있습니다.
다른 클록 신호의 부적절한 동기화는 회로의 준 안정성을 유발합니다.
디지털 회로는 높은 노이즈 내성으로 인해 더 많이 계산합니다.

디지털 회로 예

다음은 디지털 회로의 예입니다.

휴대 전화
라디오
계산기 등

장점

다음은 장점입니다

정확도와 프로그래밍 가능성이 높습니다.
디지털 데이터 저장 용이
소음에 대한 내성
단일 IC에 많은 디지털 회로를 통합 할 수 있습니다.
매우 유연함
높은 신뢰성
높은 전송률
매우 안전합니다.

단점

다음은 단점입니다.

디지털 신호에서만 작동합니다.
아날로그 회로보다 더 많은 에너지를 소비합니다.
열 방출이 더
고비용.

응용

다음은 응용 프로그램입니다

“아날로그 및 디지털 신호 정의 ”

ADC – 아날로그-디지털 변환기
DAC – 디지털-아날로그 변환기
신호 발생기
CRO
에 스마트 카드 등

자주 묻는 질문

1). 디지털 회로는 무엇에 사용됩니까?

디지털 회로는 부울 논리 연산을 수행하는 데 사용됩니다.

2). 디지털 회로는 어떻게 작동합니까?

디지털 회로는 0과 1의 이진 형태로 표현되는 이산 신호와 함께 작동합니다.

삼). 디지털 회로의 기본 구성 요소는 무엇입니까?

디지털 회로의 기본 구성 요소는 플립 플롭, 다이오드, 트랜지스터, 게이트 등입니다.

4). 회로는 무엇으로 구성되어 있습니까?

전자 회로는 도선을 사용하여 연결된 여러 수동 및 능동 구성 요소로 구성됩니다.

5). 능동 및 수동 구성 요소의 몇 가지 예를 들으시겠습니까?

능동 부품의 예로는 다이오드, IC, 3 극 진공관 등이 있습니다.
수동 부품의 예로는 저항기, 커패시터, 인덕터, 변압기 등이 있습니다.

6). 회로에 저항을 사용하는 이유는 무엇입니까?

전류 흐름을 제어하기 위해 회로에 저항을 사용합니다.

전자 회로는 도선을 사용하여 연결된 여러 수동 및 능동 구성 요소로 구성됩니다. 그들은 둘이다 회로 유형 그들은 아날로그 회로와 디지털 회로입니다. 아날로그 회로에 대한 입력은 전류, 전압 등과 같은 신호 정보를 제공하는 연속 가변 신호입니다. 디지털 회로 입력 신호는 '0'및 '1'로 표시되는 개별 시간 영역 형식입니다. 디지털 신호의 신호 강도, 노이즈 비율, 감쇠 등의 속성을 제공합니다. 디지털 회로 사용의 주요 이점은 구현 및 이해가 쉽다는 것입니다.