ما در دنیایی زندگی می کنیم که دارای ماژول خروجی آنالوگ است به عنوان مثال برای اینکه بخواهید یک شی را رنگ کنید رنگ های بی نهایت وجود دارد. ما تعداد نامحدود تن صدا رو می شنویم و تعداد نامحدود بو را استشمام می کنیم. سیگنال ها و وسایل دیجیتال محدود می باشند. یعنی این سیگنال ها و وسایل دیجیتال می توانند مجموعه محدودی مقادیر را داشته باشند. لذا هر چیزی بی نهایت نیست. اشیایی که در دنیای واقعی وجود دارند می توانند به صورت دیجیتال و آنالوگ، داده هایی را جمع آوری کنند. پروژه الکترونیک باید قابلیت تعامل با آنالوگ و دنیای واقعی را داشته باشد. از اجزای دیجیتالی می توان به ریزپردازنده ها و رایانه ها اشاره کرد. برخی از قطعات الکترونیکی وجود دارند که به صورت دو زبانه می باشند اما بعضی دیگر اینطور نبوده و فقط قابلیت درک یکی از آن دو را دارند. از تفاوت های ماژول خروجی آنالوگ، می توان به شکل امواج ماژول خروجی آنالوگ اشاره کرد. همانطور که می دانیم شکل امواج آنالوگ به صورت منظم و پیوسته است اما شکل امواج دیجیتال فرق کرده و به شکل مربعی و پله ای می باشد.
سيگنال چيست؟
سیگنال مقادیر متغیری بوده که می تواند اطلاعات را منتقل کنند. در مهندسی برق مورد استفاده قرار می گیرند و مقداری که متغیر باشد ولتاژ و جریان است. لذا در تعریف سیگنال باید بگوییم که ولتاژ های متغیر با زمان هستند. البته شکل سیگنال هایی که با هدف دریافت اطلاعات یا ارسال اطلاعات در بین دستگاه های مختلف و گوناگون جابجا می شوند می تواند به صورت های مختلفی مانند صوتی یا ویدیو و داده ها باشند. سیگنال ها با استفاده از سیم ها جابجا می شوند، اما قابلیت عبور از طریق RF یا همان امواج فرکانس رادیویی را در هوا دارند. همانطور که از نام سیگنال های صوت مشخص است در بین کارت صدای رایانه و بلندگو منتقل می شوند. برخلاف آن سیگنال های داده در بین مودم وای فای و تبلت منتقل می شوند. شیوه انتقال سیگنال های داده از طریق هوا است، لذا فرق اساسی با یکدیگر دارند.
برای مطالعه درایو زیمنس کلیک کنید.
نمودارهای سیگنال آنالوگ
همانطور که می دانید سیگنال در طول زمان متغیر می باشد به همین دلیل رسم بر روی نمودار انجام می گیرد که محور افقی آن زمان محور ایکس و ولتاژ قرار دارد. بر روی محور عمودی نیز محور y، وجود دارد. سیگنال آنالوگ یا دیجیتال را بر روی یک نمودار شرح می دهند چرا که نمودار ساده ترین راه برای شناسایی آن می باشد. لذا برای شناسایی سیگنال آن را بر روی نمودار مشاهده می کنند. همانطور که اشاره کردیم در محور افقی زمان وجود دارد و محور زمان کاملا پیوسته و صاف است. اشاره کنیم که ممکن است سیگنال ها یک محدوده ختم شوند ، یعنی محدود به کمترین حالت و بیشترین حالت باشند. تعداد نامحدود از سیگنال در این محدوده قرار می گیرد. به عنوان مثال ولتاژ آنالوگ خروجی پریز دیوار را در نظر بگیریم و ولتاژ آنالوگ را می تواند بین منفی 120V، و مثبت 120V قرار داشته باشد.
سیگنال های دیجیتال
سیگنال های دیجیتال در مورد مقادیری که ممکن است وجود داشته باشند مجموعه محدودی را در اختیار دارند. تعداد مقادیر در این مجموعه می تواند متفاوت باشد. به عنوان مثال می تواند ما بین یک یا دو عدد بزرگی که بی نهایت نیستند وجود داشته باشد. اما سیگنال های دیجیتال در بین دو مقدار قرار دارد و از این دو مقدار می توانیم به صفر و ۵ ولت اشاره کنیم. شکل نمودار زمانی این سیگنال ها به صورت موج است و شبیه به امواج مربعی هستند.شکل ظاهری ممکن است از دور و نزدیک متفاوت باشد به عنوان مثال ممکن است از دور تابع موج زیر آنالوگ باشد اما از نزدیک شکل فرق کرده و سیگنال سعی در تقریب زدن مقادیر دارد. همانطور که اشاره کردیم این مورد تفاوت بین امواج ماژول خروجی آنالوگ و دیجیتال می باشد. اما توجه داشته باشید که همه سیگنال های صوتی و تصویری که وجود دارند برای ماژول خروجی آنالوگ، نبوده و سیگنال های استانداردی مانند hdmi وجود دارند که برای ویدیو و صوت هستند.
مدار آنالوگ و دیجیتال
این سوال پیش می آید که ماژول خروجی آنالوگ چیست یا به طور کلی آنالوگ چیست. در مورد ماژول خروجی آنالوگ در پی ال سی (PLC)، باید اشاره کنیم که به اکثر قطعات اصلی الکترونیکی مانند ترانزیستور ها و خازن ها و سلف ها، دیوید ها، تقویت کننده های عملیاتی و غیره آنالوگ می گویند. این قطعات به طور ذاتی آنالوگ می باشند. مدارهایی که با ترکیب این قطعات ساخته می شوند آنالوگ هستند. در مورد ماژول خروجی آنالوگ Analoge output module یا مدار های آنالوگ باید اشاره کنیم که یک ترکیب پیچیده خازن ها و مقاومت ها و غیره هستند. البته مدار آنالوگ طرح های مختلفی با اجزای ظریف و زیاد داشته و ممکن است طراحی آن ساده باشد.
ترکیب آنالوگ و دیجیتال
توجه داشته باشید که مشاهده ی قطعات ماژول خروجی آنالوگ و دیجیتال در کنار یکدیگر امری نرمال است. میکرو کنترلرهای دیجیتالی وجود دارند که دارای مدار داخلی بوده و همین موضوع باعث شده است تا قابلیت ارتباط برقرار کردن با مدارهای آنالوگ را داشته باشند. یک مبدل آنالوگ را در نظر بگیرید که به دیجیتال ای دی سی، اجازه اتصال به سنسور آنالوگ مانند سنسورهای دما را به میکروکنترلر می دهد و هدف آن نیز خواندن ولتاژ آنالوگ است. مبدل دیجیتال به آنالوگ با رواج کمتر برای زمانی که نیاز به تولید صدا است به میکروکنترلر این اجازه را می دهد که به تولید ولتاژ های آنالوگ بپردازد که در این صورت بسیار مفید می باشد.
ما در این مطلب در مورد ماژول خروجی آنالوگ، و سیگنال و مدار ها و نمودارهای مربوط به آنالوگ صحبت کردیم. از تفاوت ها بین مدار آنالوگ و دیجیتال می توان به شکل آنها اشاره کرد چرا که شکل امواج آنالوگ به صورت منظم و پیوسته بوده اما شکل امواج دیجیتال به صورت پله ای و مربعی است. سیگنال به مقادیر متغیری می گویند که قابلیت منتقل کردن اطلاعات را دارند. به طور کلی در تعریف سیگنال باید اشاره کنیم که سیگنال ها ولتاژ های متغیر با زمان هستند و شکل سیگنال می توانند با توجه به دریافت اطلاعات یا ارسال اطلاعات به صورت صوتی و ویدیو و داده باشد. سیگنال ها با استفاده از سیم جا به جا می شوند اما قابلیت عبور با استفاده از امواج فرکانس رادیویی را نیز دارند . شیوه انتقال سیگنال داده از طریق هوا است و در بین مودم وای فای و تبلت منتقل می شوند.