아날로그 일렉트로닉스

Analogue electronics
Kennline NTC.pngTermistor sonda.jpg
이 서미스터와 같은 아날로그 전자 부품은 이산 신호(일반적으로 바이너리 코드)를 가진 디지털 전자 제품과 달리 연속 신호로 기능한다.

아날로그 전자 장치(미국 영어: 아날로그 전자 장치)는 신호가 보통 두 단계만 걸리는 디지털 전자 장치와 대조적으로 연속적으로 가변적인 신호를 가진 전자 시스템입니다."아날로그"라는 용어는 신호와 신호를 나타내는 전압 또는 전류 사이의 비례 관계를 나타냅니다.아날로그라는 단어는 그리스어에서 유래했다: "비례"[1]를 뜻하는 [n](아날로그os)로 발음된다.

아날로그 신호

주요 기사:아날로그 신호

아날로그 신호는 매체의 몇 가지 속성을 이용해 신호의 정보를 전달한다.예를 들어 아네로이드 기압계는 바늘의 각도 위치를 신호로 하여 대기압 [2]변화 정보를 전달한다.전기 신호는 전압, 전류, 주파수 또는 총 전하를 변경하여 정보를 나타낼 수 있습니다.정보는 변환기에 의해 다른 물리적 형태(음성, 빛, 온도, 압력, 위치 등)에서 전기 신호로 변환되며, 변환기는 한 유형의 에너지를 다른 유형([3]마이크 등)으로 변환합니다.

신호는 지정된 범위에서 임의의 값을 취하며, 각 고유 신호 값은 서로 다른 정보를 나타냅니다.신호의 변화는 모두 의미가 있으며, 신호의 각 레벨은 그것이 나타내는 현상의 다른 레벨을 나타냅니다.예를 들어, 1V가 섭씨 1도를 나타내도록 신호를 사용한다고 가정합니다.이러한 시스템에서 10V는 10도를 나타내고 10.1V는 10.1도를 나타냅니다.

아날로그 신호를 전달하는 또 다른 방법은 변조를 사용하는 것이다.이 경우 일부 베이스 캐리어 신호에는 그 특성 중 하나가 변경됩니다. 즉, 진폭 변조(AM)는 소스 정보에 의해 사인파 전압 파형의 진폭을 변경하고 주파수 변조(FM)는 주파수를 변경합니다.위상 변조 또는 반송파 신호의 위상 변경과 같은 다른 기법도 사용됩니다.[4]

아날로그 녹음에서 마이크로폰에 부딪히는 음압의 변동은 마이크로폰을 통과하는 전류 또는 마이크로폰을 가로지르는 전압에 대응하는 변동을 일으킨다.음량의 증가는 동일한 파형이나 형태를 유지하면서 전류나 전압의 변동을 비례적으로 증가시킨다.

기계, 공압, 유압 및 기타 시스템에서도 아날로그 신호를 사용할 수 있습니다.

고유 노이즈

아날로그 시스템에는 항상 랜덤 장애 또는 변동인 노이즈가 포함되며, 일부는 원자 입자의 랜덤 열진동에 의해 발생합니다.아날로그 신호의 모든 변화는 중요하기 때문에 모든 장애는 원래 신호의 변화와 같기 때문에 [5]노이즈로 나타납니다.신호가 복사 및 재복사되거나 장거리 전송되면 이러한 랜덤 변화가 더욱 심해지고 신호 열화로 이어집니다.다른 소음원에는 다른 신호로부터의 크로스톡이나 잘못 설계된 컴포넌트 등이 있습니다.이러한 장애는 차폐 및 Low-Noise Amplifier(LNA;[6] 저소음 증폭기)를 사용함으로써 감소합니다.

아날로그 전자제품과 디지털 전자제품의 비교

USB와 같은 디지털 신호는 본질적으로 아날로그 신호입니다.

아날로그 전자제품과 디지털 전자제품에서는 정보가 다르게 인코딩되기 때문에 결과적으로 신호를 처리하는 방식이 다릅니다.증폭, 필터링, 제한 등 아날로그 신호에 대해 수행할 수 있는 모든 연산도 디지털 도메인에서 복제할 수 있습니다.모든 디지털 회로는 아날로그 회로의 규칙을 사용하여 디지털 회로의 동작을 설명할 수 있는 아날로그 회로이기도 합니다.

마이크로일렉트로닉스의 사용은 디지털 기기를 저렴하고 널리 사용할 수 있게 만들었다.

노이즈

아날로그 회로에 대한 노이즈의 영향은 노이즈 레벨의 함수입니다.노이즈 레벨이 클수록 아날로그 신호가 더 많이 교란되어 서서히 사용할 수 없게 됩니다.이 때문에 아날로그 신호는 "정상적으로 실패"한다고 합니다.아날로그 신호에는 여전히 매우 높은 수준의 노이즈와 함께 이해할 수 있는 정보가 포함될 수 있습니다.한편, 디지털 회선은, 특정의 문턱치에 도달할 때까지 노이즈의 존재에 전혀 영향을 받지 않습니다.이 문턱치에 도달하면, 그 시점에서 치명적인 장해가 발생합니다.디지털 전기통신의 경우 오류 검출 및 정정 부호화 방식 및 알고리즘을 사용하여 노이즈 임계값을 증가시킬 수 있습니다.단, 링크의 치명적인 장애가 발생하는 [7][8]시점은 아직 있습니다.

디지털 전자제품에서는 정보가 양자화되기 때문에 신호가 일정 범위의 값 안에 있는 한 동일한 정보를 나타냅니다.디지털 회로에서 신호는 각 로직 게이트에서 재생되어 노이즈를 [9][failed verification]줄이거나 제거합니다.아날로그 회로에서는 신호 손실을 증폭기로 재생성할 수 있습니다.그러나 노이즈는 시스템 전체에 걸쳐 누적되며 앰프 자체는 노이즈 수치에 [10][11]따라 노이즈를 추가합니다.

정확

신호의 정밀도에 영향을 주는 요인은 주로 원래 신호에 존재하는 노이즈와 처리에 의해 추가된 노이즈 등 여러 가지가 있습니다(신호 대 잡음 비 참조).구성요소의 샷 노이즈와 같은 기본적인 물리적 제한은 아날로그 신호의 분해능을 제한합니다.디지털 전자제품에서는 신호를 나타내기 위해 추가 숫자를 사용함으로써 추가 정밀도를 얻을 수 있습니다.디지털 조작은 일반적으로 정밀도를 잃지 않고 실행할 수 있기 때문에, 자리수의 실질적인 제한은 아날로그-디지털 변환기(ADC)의 성능에 의해서 결정됩니다.ADC는 아날로그 신호를 받아 일련의 이진수로 변경합니다.ADC는 온도계 또는 광도계 등 간단한 디지털 디스플레이 장치에 사용할 수 있지만 디지털 녹음 및 데이터 수집에도 사용할 수 있습니다.그러나 디지털 신호를 아날로그 신호로 변경하기 위해 디지털-아날로그 변환기(DAC)가 사용됩니다.DAC는 일련의 이진수를 아날로그 신호로 변환합니다.일반적으로 디지털 증폭기와 [12]필터를 제어하는 데 사용될 수 있는 DAC는 op-amp의 게인 제어 시스템에 있습니다.

설계의 어려움

아날로그 회로는 일반적으로 설계하기가 어려우며,[13] 개념화하기 위해서는 동등한 디지털 시스템보다 더 많은 기술이 필요합니다.이것이 디지털 시스템이 아날로그 장치보다 더 보편화된 주요 이유 중 하나입니다.아날로그 회로는 보통 수작업으로 설계되며 프로세스는 디지털 시스템에 비해 훨씬 덜 자동화됩니다.2000년대 초반부터 소프트웨어를 사용하여 아날로그 설계를 정의할 수 있는 플랫폼이 개발되어 시제품 제작 속도가 빨라졌습니다.그러나 디지털 전자 장치가 실제 세계와 상호작용하려면 항상 아날로그 [14]인터페이스가 필요합니다.예를 들어, 모든 디지털 무선 수신기는, 수신 체인의 제1 스테이지로서 아날로그 프리앰프를 가지고 있습니다.

회로 분류

아날로그 회로는 저항기, 콘덴서 및 인덕터로 구성된 완전히 수동적일 수 있습니다.액티브 회로에는 트랜지스터와 같은 액티브 소자도 포함되어 있습니다.기존 회로는 일괄된 요소, 즉 개별 구성요소로 제작되었습니다.그러나 다른 방법은 전송로의 일부로부터 구축된 분산 소자 회로입니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ Concise Oxford dictionary (10 ed.). Oxford University Press Inc. 1999. ISBN 0-19-860287-1.
  2. ^ Plympton, George Washington (1884). The aneroid barometer: its construction and use. D. Van Nostran Co. aneroid barometer.
  3. ^ Singmin, Andrew (2001). Beginning Digital Electronics Through Projects. Newnes. p. 9. ISBN 0-7506-7269-2. Signals come from transducers...
  4. ^ Miller, Mark R. (2002). Electronics the Easy Way. Barron's Educational Series. pp. 232–239. ISBN 0-7641-1981-8. Until the radio came along...
  5. ^ Hsu, Hwei Piao (2003). Schaum's Outline of Theory and Problems of Analogue and Digital Communications. McGraw-Hill Professional. p. 202. ISBN 0-07-140228-4. The presence of noise degrades the performance of communication systems.
  6. ^ Carr, Joseph J. (2000). Secrets of RF circuit design. McGraw-Hill Professional. p. 423. ISBN 0-07-137067-6. It is common in microwave systems...
  7. ^ Richard Langton Gregory, Even Odder Perceptions, P. 161, Psychology Press, 1994 ISBN 0415061067.
  8. ^ Robin Blair, Digital Technics in Broadcasting Transmission, 페이지 34, Focial Press, 2002, ISBN 0240805089.
  9. ^ Chen, Wai-Kai (2005). The electrical engineering handbook. Academic Press. p. 101. ISBN 0-12-170960-4. Noise from an analog (or small-signal) perspective...
  10. ^ Jon B. Hagen, 무선 주파수 전자제품: Circuits and Applications, 203, Cambridge University Press, 1996 ISBN 0521553563.
  11. ^ Jonathan Davidson, James Peters, Brian Gracely, Voice Over IP Fundamentals, Cisco Press, 2000 ISBN 1578701686.
  12. ^ Scherz, Paul (2006). Practical electronics for inventors. McGraw-Hill Professional. p. 730. ISBN 0-07-145281-8. In order for analog devices... to communicate with digital circuits...
  13. ^ "Clocks - Digital and Analog". www.mathsisfun.com. Retrieved 2020-12-18.
  14. ^ Williams, Jim (1991). Analog circuit design. Newnes. p. 238. ISBN 0-7506-9640-0. Even within companies producing both analog and digital products...