ما الذي نحتاجه لفهم الإلكترونيات الرقمية ؟

0



تتعامل الدارات الرقمية في أساسها الرياضي على علم الجبر البولياني أو الجبر المنطقي، وهو مجموع العلاقات الرياضية التي تحكم التوابع المنطقية ( أو الرقمية إن أمكننا القول ) والعبارات المنطقية، بينما في الدارات التماثلية فكنا نعتمد على التوابع الرياضية العادية لتمثيل الإشارات وحالات عمل العناصر ( توابع أسية، توابع لوغاريتمية، كثيرات حدود، .. وغيرها)، وبالتالي، يجدر بنا التعريف بأسس الجبر البولياني وبعض من ألاعيبه الرياضية وتأثيرها على تصميم الدارات وفهمها.

كما علينا أن ندخل إلى نظم العد التي تقابل النظام العشري الذي نستخدمه في الدارات التماثلية، إذ كنا نعبر عن الجهد بأكثر من قيمتين كما أسلفنا، بينما نتعامل في الدارات الرقمية مع خانتين: 0 , 1 .. فهل تقتصر تطبيقات الدارة الرقمية على 0، 1 ؟ ماذا نفعل إن أردنا التعبير عن عملية حسابية أو عدد مثل 9.5 بشكل رقمي وإظهارها على شاشة آلة حاسبة ؟ علينا أن نعود إلى نظام العد الثنائي الذي يربطنا بفضاءي الأعداد : العشري والثنائي، وحتى غيرهما: ست عشري، وثماني..

وأخيراً، علينا أن نعترف بأنه ذات العنصر الذي دخل في بناء غالبية الدارات الإلكترونية التماثلية، يعود إلينا في الدارات الرقمية، إنه الترانزيستور، ولكن حيثما كان يعمل الترانزيستور في منطقة العمل من مخطط عمله كمضخم في الدارات التماثلية، فإنه يعمل في الدارة الرقمية كمفتاح فقط ليعبر عن الصفر أو الواحد، وذلك بعمله في منطقتي الإشباع والقطع من مخططه، ويذكّر الشكل التالي بهاتين المنطقتين:

فلن نكون بحاجة للخوض في معادلات الترانزيستور، وإنما علينا الإبحار بأشكال الدارات المنطقية وتركيباتها المختلفة وطرق التعبير عنها بشكل عملي.