Electrónica analógica

El mundo de la electrónica gira en torno a los circuitos eléctricos, los elementos digitales y las ciencias aplicadas interconectadas. Todos estos componentes pueden ser etiquetados principalmente como digitales, analógicos o una mezcla de cada uno. Sin embargo, aquí nos ocuparemos de los fundamentos de la electrónica analógica.

¿Qué es la electrónica analógica?

definición de electrónica analógica

O electrónica analógica es un departamento de electrónica que ofrece con repetidas alertas variables. Se utiliza ampliamente en herramientas de radio y audio, junto con diferentes propósitos las alertas de localización se derivan de los sensores analógicos antes de ser transformadas en alertas digitales para su almacenamiento y posterior procesamiento. Aunque el circuitos digitales se piensan en una parte dominante del mundo tecnológico actual, algunos de los elementos más elementales de un sistema digital son literalmente de naturaleza analógica.

Para conocer la idea, esbocemos primero la frase «Analógico«.

¿Qué es lo analógico?

analógico

Analógico significa constante y real. El mundo en el que vivimos es analógico por naturaleza, lo que significa que está lleno de infinitas potencialidades. La cantidad de olores que oleremos, la cantidad de sonidos que oiremos o la cantidad de colores con los que pintaremos; cada cosa es infinita. Las personas que trabajan en la disciplina de la electrónica analógica se ocupan principalmente de aparatos y circuitos analógicos.

Por ejemplo, si construimos un circuito y cuenta valores como 1, 2, 3, 3, 4 y 5; los valores no suelen ser infinitos ni estables. En cambio, si el circuito cuenta como 1,00000, 1,00001, 1,00002, 4,99999, 5,00000, la cantidad de conocimiento puede ser infinita.

Características de la electrónica analógica

características de la electrónica analógica

Ruido

El impacto del ruido en un circuito analógico es una representación de la etapa de ruido. Cuanto más alto sea el nivel de ruido, más se perturba la señal analógica, que regularmente se convierte en mucho menos utilizable. Debido a estas alertas analógicas se dice que «fallan con gracia». Las alertas analógicas pueden, no obstante, incluir información inteligible a niveles de ruido muy excesivos. Sin embargo, los circuitos digitales no suelen verse afectados por la presencia de ruido hasta que se alcanza un umbral de seguridad, a partir del cual fallan de forma catastrófica. En el caso de las telecomunicaciones digitales, es posible ampliar el piso de ruido con el uso de esquemas de codificación y algoritmos de detección y corrección de errores. Incluso entonces, puede haber un grado de fallo catastrófico del hipervínculo.

En la electrónica digital, como la información está cuantificada, mientras la señal se mantenga dentro de un rango de valores, representa la misma información. En los circuitos digitales, la señal se regenera en cada puerta lógica, reduciendo o eliminando el ruido. En los circuitos analógicos, la pérdida de señal se puede regenerar con amplificadores. Sin embargo, el ruido es acumulativo en todo el sistema y el propio amplificador aumentará el ruido según su determinación de ruido.

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Precisión

Hay varias cosas que influyen en la precisión de una señal, principalmente la corriente de ruido dentro de la señal única y el ruido añadido por el procesamiento. Los límites del cuerpo elemental, similares al ruido de disparo parcial, restringen la decisión de las alertas analógicas. En la electrónica digital, la precisión extra se obtiene utilizando dígitos adicionales para caracterizar la señal. La restricción sensible de la variedad de dígitos se decide por la eficacia del convertidor analógico-digital (ADC), ya que las operaciones digitales pueden realizarse a menudo con falta de precisión. El ADC toma una señal analógica y la convierte directamente en una colección de números binarios.

El ADC se puede utilizar en aparatos digitales de fácil manejo, por ejemplo, termómetros o medidores blandos, pero también se puede utilizar en la grabación digital de sonido y en la adquisición de información. Sin embargo, un convertidor digital-analógico (DAC) se utiliza para transformar una señal digital en una señal analógica. Un DAC toma un conjunto de números binarios y los convierte en una señal analógica. No es raro descubrir un DAC dentro del sistema de gestión de adquisiciones de un amplificador operacional, que cuando se invierte puede utilizarse para regular amplificadores y filtros digitales.

Cuestión de diseño

Los circuitos analógicos son a veces más difíciles de diseñar y requieren más capacidad que las técnicas digitales comparables para conceptualizarlos. Ésta es una de las principales razones por las que las técnicas digitales se han extendido más que los aparatos analógicos. Un circuito analógico suele diseñarse a mano, y el método está mucho menos automatizado que el de las técnicas digitales.

Desde principios de la década de 2000, se han desarrollado algunas plataformas que permiten perfilar el diseño analógico mediante un programa informático, lo que permite crear prototipos antes. Sin embargo, si una máquina digital tiene que interactuar con el mundo real, siempre querrá una interfaz analógica. Por ejemplo, todo receptor de radio digital tiene un preamplificador analógico como etapa principal dentro de la cadena de recepción.

Alertas analógicas

electrónica analógica

Antes de seguir con las alertas analógicas, percibiremos lo fácil que es una señal. En electrotecnia, las alertas son principalmente porciones que varían en el tiempo (a menudo de tensión o presentes). Así que cuando hablamos de una señal, significa que hablamos de unos voltajes que cambian con el tiempo.

Las alertas se entregan entre dispositivos para adquirir o enviar información dentro del tipo de audio, vídeo o información codificada. La transmisión se realiza mediante cables o por aire a través de ondas de radiofrecuencia. Por ejemplo, las alertas de audio se transfieren desde la tarjeta de audio de un ordenador al sistema de audio, mientras que las alertas de información entre una tableta y un router Wi-Fi se transmiten por el aire.

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O alertas analógicas utiliza los atributos del medio para transmitir la información de la señal. Por ejemplo, un barómetro aneroide utiliza el lugar angular de una aguja para transmitir las modificaciones de la tensión atmosférica. Las alertas toman cualquier valor de un valor determinado y cada señal de valor denota una información totalmente diferente. Cada fase de la señal significa una fase distinta del fenómeno y cualquier cambio dentro de la señal es crítico.

Es bastante sencillo averiguar si un gráfico de señal es analógico o digital o no. El primero es limpio y estable, mientras que el segundo es de canto y parece estar dentro del tipo de cuadrados escalonados. A continuación se muestra un gráfico de señal analógica que representa el cambio de tensión con el cambio de tiempo.

gráfico de la señal analógica

Circuitos analógicos

O circuitos analógicos puede perfilarse como una mezcla de amplificadores operacionales, resistencias, condensadores y diferentes elementos digitales primarios. Estos circuitos pueden ser tan sencillos como una mezcla de dos resistencias para hacer un divisor de tensión o estar elegantemente construidos con muchos elementos. Estos circuitos pueden atenuar, amplificar, aislar, modificar, distorsionar la señal e incluso convertir la señal única en una señal digital.

circuito analógico

Estos circuitos son difíciles de diseñar y requieren una gran precisión en comparación con los circuitos digitales. Los circuitos de moda no suelen ser totalmente analógicos, ya que hoy en día los circuitos analógicos pueden utilizar métodos digitales o de microprocesador para aumentar su eficacia. Estos circuitos se conocen como circuitos de señal mixta.

Hay dos tipos de circuitos analógicos, los pasivos y los vivos, donde los primeros no devoran energía eléctrica mientras que los segundos sí.

Electrónica analógica y digital

analógico vs digital

Probablemente la diferencia más importante entre la electrónica analógica y la digital es que en la primera la experiencia interpreta los datos en impulsos eléctricos de varias amplitudes, mientras que la segunda interpreta los datos directamente en un formato binario de 0 y 1, en el que cada bit representa dos amplitudes distintas.

Sin embargo, hay opciones de atributos particulares que definen claramente la distinción entre electrónica analógica y digital. Echemos un vistazo a estas facetas clave:

ComponentesAnalógicoDigital
OlasDotado de ondas sinusoidalesSe denota por las ondas cuadradas
FirmaSigno firme que representa las medidas del cuerpoSeñal discreta que representa una señal de tiempo discreto generada por modulación digital
Transmisión de conocimientosTema del deterioro atribuible al ruidoResistente al ruido con el deterioro
Banda anchaConsume mucho menos ancho de bandaConsume ancho de banda adicional
ReminiscenciaGuardado en el tipo de señal de ondaAlmacenado como un bit binario
EnergíaExtrae buena energíaConsigue una energía insignificante
ImpedanciaBaja impedanciaOrden excesivo de 100 megaohmios
ErroresLos dispositivos analógicos tienen errores de comentario apreciablesLos dispositivos digitales están libres de errores de comentario

Cuándo utilizar circuitos y elementos analógicos

Como hemos dicho antes, los elementos analógicos son probablemente el tipo más primario de elementos, mientras que los elementos digitales se utilizan ampliamente en los aparatos actuales. Cada rama es independiente e importante en su propio método, por lo que vamos a detallar ciertos ejemplos en los que los elementos y circuitos analógicos pueden ser mucho mejores.

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Filtrado de la señal: cuando se trata de una señal constante, se necesita un filtro analógico constante para eliminar todo el material de contenido frecuencial potencialmente indeseable. Comparado con un filtro digital, es mucho más sencillo de utilizar y los precios son mucho más bajos.

Exceso de energíamientras que la medición y la gestión digitales pueden ser útiles para las técnicas de alta energía, un cambio de señal digital de 0 a 400V podría no ser suficientemente respetuoso con el medio ambiente. La naturaleza continua de la capacidad de suministro en las técnicas de CA y CC requiere elementos analógicos, ya que son más robustos y caracterizados.

Antes del A/D y después del D/Apara modificar entre la información constante y la discreta, las técnicas híbridas quieren convertidores de analógico a digital y de digital a analógico, pero de acuerdo con el teorema de Nyquist, la frecuencia de muestreo debe ser al menos dos veces la frecuencia de la mejor parte de la frecuencia contenida en la señal. Luego, para ajustarse al concepto, cualquier señal incluida inadvertidamente dentro de la señal única puede filtrarse para eliminar el ruido después del muestreo.

Como la señal por sí sola no es digital, la única posibilidad es filtrar la señal con una unidad analógica. Cuando termines de trabajar una señal digitalmente y la conviertas de nuevo en analógica, todo el procesamiento deberá realizarse de nuevo con elementos y circuitos analógicos.

Sensoreslos sensores convierten la información del mundo real en información que puede ser reconocida por un PC o un sistema integrado. Normalmente, los datos no son accesibles en el mundo real, sino que los sensores crean primero una señal analógica y luego la convierten en alertas digitales. A diferencia de las técnicas de alta tensión, los sensores tienen una amplitud baja y necesitan un acondicionamiento de la señal para aumentar su valor y aprovechar mejor la variación total de un ADC (convertidor analógico-digital).

Conclusión

El camino hacia la electrónica analógica va a ser testigo de una mezcla de elementos analógicos y digitales dentro del oficio. La electrónica analógica proporciona un diseño realmente elegante con muchos elementos y funcionaría con éxito como impulso del mundo digital. Con los métodos, procesos y subsistemas analógicos, las técnicas digitales de moda carecerían de técnica de potencia, entrada y salida. Se dice que el camino hacia lo analógico es ahora más brillante que nunca. La experiencia digital de la moda desempeñará una posición cada vez más vital dentro de la alta calidad y el número de vidas. La posición de lo analógico no hará más que aumentar a medida que las personas se vayan alejando de la experiencia más reciente.

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