Цифровой сигнал

Цифровой сигнал – это сигнал, который может принимать только одно из двух установленных значений.

Физическая природа сигнала может быть самой различной. Сигналами могут считаться, например, появление на выходе преобразователя напряжения или давления воздуха определённой величины, включение лампы или звонка, нажатие кнопки, срабатывания электромагнитного реле и другие изменения в электрической цепи. При этом обязательно надо, чтобы имелось два различных состояния некоторой физической величины, моделирующие истинность и ложность логических высказываний.

Примеры таких состояний:

1) Напряжения +5 В и +0,4 В;

2) Сила тока 20 мА и 1мА

3) Лампа горит или нет

4) Кнопка нажата или нет и т.п.

В большинстве схем преобразователей с электрической природой сигнала принято, что появление на выходе электрической цепи напряжения в пределах от +2,4 В до 5 В соответствует появлению сигнала, равного1 (высокий уровень цифрового сигнала), если же напряжение не превышает +0,5 В, то сигнал принимают равным 0 (низкий уровень цифрового сигнала). Уровни напряжений между +0,5 В и +2,4 В считают неопределёнными.

U Высокий уровень цифрового сигнала

5B

Низкий уровень цифрового сигнала

0B

t (время)

 

В преобразователе, работающем на пневматической основе, входы и выходы являются трубками, по которым соответственно в элемент подаётся и из него выходит воздух. Если давление в трубке А равно 1 атм, то можно считать, что на вход А подана 1. Если же давление в трубке А равно 0,5 атм, то это означает, что на вход А подан 0.

 

Всякое устройство ЭВМ, Выполняющее некоторое действие над цифровыми сигналами, можно рассматривать как функциональный преобразователь, на входы которого с помощью цифровых сигналов подаются исходные двоичные числа (значения аргументов функций), а на выходах мы получаем новые двоичные числа (тоже в виде цифровых сигналов) – значения функций, реализующих указанное действие для этих аргументов.

X₁ F₁(X₁,…X_n)

X₂ F₂(X₁,…X_n)

…

X_n F_n(X₁,…X_n)

 

Преобразователь, который, получая сигналы об истинности отдельных высказываний, обрабатывает их и в результате выдает значение логического отрицания, логической суммы или логического произведения этих высказываний, называется логическим элементом.

 

Логический элемент «НЕ» (инвертор)