디지털
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digit 의 형용사로 사람의 손가락에서 수를 셀 때 1,2,3,4,...9와 같이 확연히 구분되고 중간값이 없다. 이렇게 수를 세는 것은 discrete(이산)이라고 함
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임의의 시간에서 값이 최소값의 정수배로 되어 있고, 그 이외의 중간값을
취하지 않음 -
디지털 신호에서는 0과 1의 신호 두가지 상태
논리 회로
입력된 데이터를 판단하여 출력을 결정하는 전기회로
논리 회로를 구성하는 소자를 게이트(gate)라고 함
디지털 논리 회로 (Digital logic circuit)
입력된 이진수의 데이터를 판단하여 출력을 결정하는 전기 회로
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입력된 이진 데이터가 홀수이면 1을 출력하고, 입력된 이진 데이터가 짝수이면 0을 출력하는 회로
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4명 중에서 3명 이상이 찬성하면 파란 등이 켜지고, 그 외에는 빨간 등이 켜지는 회로(다수결 판단 회로)
지금은 별 것 아닌 것 처럼 보이지만, 아날로그 시대에는 이러한 논리 회로를 표현 하는 것은 매우 어려웠다.
아날로그(Analog)
연속적인 값,
소리, 온도, 입력, 빛의 세기 등 대부분의 물질적인 양들
이진 디지털 신호 (binaray / digital signal)
디지털 시스템에서 0과 1로 모든 값을 표현함
사람은 10진수를 사용하고 컴퓨터는 2진수를 사용함
2진수를 사람이 더 쉽게 알아 볼 수 있는 것이 16진수임
0101 0010 0100 1001 0100 (2진수)
사람이 읽기 쉽게 4자리씩 잘라서 읽어보면 다음과 같이 표현할 수 있다.
5 / 2 / 4 /9 /4 (16진수)
디지털 게이트(digital gate)
입력을 논리적으로 판단하여 출력을 결정할 수 있는 소자
gate는 출력을 내보내거나 안 내보내는 것이 마치 문을 열었다 닫았다 하는 것과 같다는 의미에서 게이트라고 함.
디지털에서 사용하는 변수는 참/거짓 두가지만 가질 수 있음
장점
신호가 뚜렷이 구별되는 값으로 나타내므로 신뢰도가 높음
출력이 숫자로 효시되므로 측정 오차가 없어 정확도가 높음
회로의 제작이 쉽고 경제성이 높음
저렴한 비용으로 저장할 수 있음
잡음에 강하고 손실이 거의 없음
대량 생산/복제가 가능하다.
단점
자료를 0과 1로 저장하기 때문에 사람이 판독하기 어려움
디지털 신호를 아날로그 신호로 변화하기 회로가 복잡함.
펄스 코드 변조 (PCM : Pulse Code Modulation)
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아날로그 데이터를 표본화(sampling, 일정한 시간 간격으로 검출)하여
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PAMP(Pulse Amplitude Modulation)신호로 만든 후 양자화(반올림)
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부호화(코드,이진화) 단계를 거쳐 디지털 신호를 만듬
주기 = 1/주파수
주기 1회전 걸리는 시간
주파수 1초 동안의 회전수
샤논의 표본화 이론
어떤 신로를 그 신호가 가지는 최고 주파수의 2배 이상으로 채집하면, 채집된 신호는 원래 신호가 가지는 모든 정보를 포함함
LED (Light Emitting Diode)
다이오드 중에 빛을 내는 다이오드가 LED이다.
전류가 +에서 -쪽으로 흐르면 아름다운 불빛을 내는 전자 소자 : (발광 다이오드)
만든 색에 따라 빛의 생이 빨간, 녹색, 파랑등 여러 종류가 있음
일반적으로 긴 다리가 +, 짧은 다리가 -
일반 꼬마 전구와 다른 점은 극성이 있다는 것(건전지를 반대로 연결하면 불이 꺼짐
디지털 회로에선 입출력을 쉽게 볼 수 있게 사용함
LED 동작 원리
P형에 전원의 +가 연결되고, N형에 전원의 - 가 연결된 상태를 순반향으로 전원이 연결 되었을 시 + 전자와 -전자의 원활한 흐름으로 전류가 순조롭게 잘 흐르면서 빛을 발함
그런데, P형의 전원의 -가 연결되고 N형의 전원의 +가 연결된 상태를 역방향으로 전원 연결 되었을 시에는 전류가 흐르지 못함.
이렇듯 반도체(Semi condunctor) : 입력된 전원의 상태에 따라 전류가 흐르는 도체 상태일 수도 있고, 전류가 흐르지 못하는 부도체 상태일 수도 있는 물질
V = IR
저항 : 전류의 세기 조절 : 큰 전류가 흘러 LED가 손상되는 것을 방지
PAM - 막대 그래프
1초에 4000번 변화한다는 뜻 입니다.
표본화 정리
MUTISIM(www.ni.com)
구 버젼(강의버젼 참조, 10버젼) 받을 것.
디지털 스위치와 아날로그 스위치 구별하고 NOT gate 는 0일 들어오면 1로 역전해서 발광다이오드에 불이 들어옵니다.
