home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Programmer 7500 / MAX_PROGRAMMERS.iso / PROGRAMS / UTILS / HAMRADIO / HAMBONE.ZIP / DGI.CHP < prev    next >
Encoding:
Text File  |  1990-09-15  |  7.4 KB  |  181 lines
  1.  
  2.  
  3.        █▀███▀██▀▀▀▀▀██▀▀▀▀▀█
  4.        █ ███ ██ ███ ██ █ █ █
  5.        █ ▀▀▀ ██ ▀▀▀ ██ █ █ █
  6.        █ ███ ██ ███ ██ ███ █             DIGITAL ELECTRONICS
  7.        ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  8.             │    ┌──┐       ┌───┐
  9.             ├──┐ │  │ ├──┐  ├───┘
  10.             │  │ └──┘ │  │  └───┘
  11.             └──┘         └
  12.  
  13.  
  14. While  transistors  still have many useful purposes and  are 
  15. widely  used,   the electronics industry  is  continuing  to 
  16. develop around DIGITAL circuitry. No longer are TUBES (as we 
  17. knew  them)   being  used  in  modern  devices.   There  are 
  18. exceptions,   however,   in  large power tubes  used  in  RF 
  19. applications. 
  20.  
  21. DIGITAL LOGIC is a term that describes the overall design of 
  22. a device in which "on"  and "off"  are the keywords - not... 
  23. AMPLIFICATION. 
  24.  
  25. For our discussion the following exists:
  26.  
  27.         +VCC = LOGIC 1 or +5 VDC
  28.         -VCC = LOGIC 0 or 0 VDC
  29.  
  30. It  is  DIGITAL  because  it deals with events that  can  be 
  31. defined or characterized by DIGITS or INTEGERS,  in contrast 
  32. with LINEAR (analog) systems that have an infinite number of 
  33. levels  that  may be encountered.  It is  LOGIC  because  it 
  34. follows mathematical laws that PREDICTABLY follow a CAUSE. 
  35.  
  36. If  you  remember in the HAM BONE chapter on AMPLIFICATION - 
  37. There,  we were talking about a LINEAR relationship  between 
  38. an INPUT and an OUTPUT.  For example,  a  light dimmer and a 
  39. microphone/amp  only  change  AMPLITUDE  -  in  a   directly 
  40. proportional  relationship  to the INPUT.  It is  constantly 
  41. fluxuating  to  match  the frequencies  of  your  voice  and 
  42. therefore doesn't change it too much. 
  43.  
  44. However,  in DIGITAL circuitry,  the only thing that matters 
  45. is that we TURN ON and TURN OFF "gates"  as we require.   It 
  46. isn't  much more complicated than an ordinary light  switch. 
  47. It's either ON or OFF at any given time.  That means,   that 
  48. the voltage at a particular point and time is either +VCC or 
  49. -VCC. 
  50.  
  51. "How  in the world can you make a digital amplifier?",   you 
  52. ask.  "If all DIGITAL circuits can do is either turn ON  and 
  53. turn  OFF  then  how can it detect the FREQUENCIES  in  your 
  54. voice?" 
  55.  
  56. It's  really pretty easy as you will discover  in  this  HAM 
  57. BONE chapter. 
  58.  
  59. One of the "keys"  to understanding DIGITAL electronics will 
  60. lay  in the SPEED at which circuits work.  Even though it is 
  61. hardly more complicated than a simple light switch, you can, 
  62. with digital circuitry,  turn on and off the switch millions 
  63. of  times each second.  During the "states"  of ON and  OFF, 
  64. electrical pulses can be "stored"  or otherwise manipulated. 
  65. This  makes  it  possible  to SAMPLE a  series  of  "states" 
  66. rapidly, time and time again. 
  67.  
  68. In   analog   amplification,   the  signal   is   constantly 
  69. fluctuating  in  amplitude  and  frequency.   In  a  digital 
  70. amplifier,  we can SAMPLE this constant change so many times 
  71. per  second  that  a recreation of the  original  signal  is 
  72. "almost" identical with the original signal. But, not quite. 
  73. For most applications it is, however, extremely good and all 
  74. factors  of  distortion can be eliminated making  the  "new" 
  75. digital  sample appear even better than the original  analog 
  76. signal. 
  77.  
  78. Suppose that we have an analog signal that looks like this...
  79.  
  80.    ╒═══════════════════════════════════════════════════╕
  81.    │ │+   .             .             .                │
  82.    │ │   . .           . .           . .               │
  83.    │ │  .   .         .   .         .   .              │
  84.    │ │ .     .       .     .       .     .             │
  85.    │ ├────────.─────.───────.─────.───────.──────────  │
  86.    │ │         .   .         .   .         .   .       │
  87.    │ │          . .           . .           . .        │
  88.    │ │           .             .             .         │
  89.    │ │-                                                │
  90.    ╘═══════════════════════════════════════════════════╛
  91.  
  92. Now,  in order to SAMPLE this signal digitally,  all we need 
  93. to  do  is  determine how many time we want  to  sample  the 
  94. signal.  Obviously, the more times that we can "sample"  it, 
  95. the better our digital "copy" will be. 
  96.  
  97. Look at the next "scope" display.
  98.  
  99.  
  100.    ╒═══════════════════════════════════════════════════╕
  101.    │ │+   .             .             .                │
  102.    │ │   .│.           .│.           . .               │
  103.    │ │  .│││.         .│││.         .   .              │
  104.    │ │ .│││││.       .│││││.       .     .             │
  105.    │ ├────────.─────.───────.─────.───────.──────────  │
  106.    │ │         │││││         │││││         .   .       │
  107.    │ │         .│││.         .│││.          . .        │
  108.    │ │          .│.           .│.            .         │
  109.    │ │-          .             .                       │
  110.    ╘═══════════════════════════════════════════════════╛
  111.  
  112. The  vertical  lines  represent the "points"  at  which  the 
  113. signal  is  being sampled.  Digital circuits assign  numeric 
  114. values  to the individual sample points.  As the signal goes 
  115. POSITIVE   we  can  assign  a  number  to  the  value   that 
  116. corresponds to the amplitude of the analog signal.  Perhaps, 
  117. a number like 0000111. Then,  as the signal goes NEGATIVE we 
  118. can assign another number. Perhaps, 1110000. We might end up 
  119. with a bunch of numbers that look like this... 
  120.  
  121.  
  122.         0000001
  123.         0000011
  124.         0000111     Positive Values (+)
  125.         0001111
  126.         ─────────────────────────────────────
  127.         1111110
  128.         1111100     Negative Values (-)
  129.         1111000
  130.         1110000
  131.  
  132.  
  133. Each number represents a different value that corresponds to 
  134. a  different  amplitude  of  the  original  ANALOG   signal. 
  135. Instead,   of the constantly fluctuating values,  we end  up 
  136. with a good "sample"  or representation of what the original 
  137. signal looked like.  Then we can use the numbers to recreate 
  138. the  signal.  As you can see,  the more samples we can take, 
  139. the  more apt the numeric representation will correspond  to 
  140. the original. 
  141.  
  142. Converting   NUMBERS   back   into  an  analog   signal   is 
  143. accomplished with a DIGITAL to ANALOG (DA)  device.  Getting 
  144. the  numbers  from an ANALOG signal is accomplished  with  a 
  145. ANALOG to DIGITAL (AD) device. 
  146.  
  147. As   we   said,   digital  circuits  use   devices   called, 
  148. appropriately enough,  INTEGRATED CIRCUITS. A  single IC can 
  149. contain many thousands of individual transistors etched onto 
  150. a   silicon  substrate  no  larger  than  your   fingernail. 
  151. Designers,   draw large MAPS of what they want their circuit 
  152. to look like and how they want it to behave.  Then,  through 
  153. photography and other sophisticated techniques,  they reduce 
  154. the larger schematic to a tiny fraction of the original size 
  155. and ETCH it on silicon. 
  156.  
  157. The  BASIC digital devices are called names that  relate  to 
  158. their BOOLEAN mathmatic counterpart.  For example, AND,  OR, 
  159. NOR,   NAND  and  NOT are terms that are  used  to  describe 
  160. individual  IC  devices.  And,  once again,  all that  these 
  161. switches can do is turn ON or OFF or detect a +VCC and  -VCC 
  162. voltage level. 
  163.  
  164. An "OR" device has 2 inputs and a single output.
  165.  
  166.                 ┌─────┐
  167.            A ───┼     │
  168.            B ───┼     ├─── out
  169.                 └─────┘
  170. If  either A (input)  or B (input)  is +VCC then the  output 
  171. will be +VCC. EITHER/OR logic. 
  172.  
  173. An "AND" device is the same with a major exception. Both A & 
  174. B  must  be  "HIGH"   in order for the output  to  be  +VCC. 
  175. Otherwise, the output will be "LOW" or -VCC. 
  176.  
  177. Press ESCape to return to the main menu.
  178.  
  179.  
  180.  
  181.