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Digitaltechnik

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Digitaltechnik Artikel

Die Digitaltechnik beschäftigt sich mit der Umsetzung von analogen in digitale Signale und umgekehrt (ADU/DAU), sowie mit der Verarbeitung von digitalen Signalen.

Vorteile der digitalen Signalverarbeitung gegenüber der analogen Technik liegen, neben den kleineren Kosten der Bauteile aufgrund der hohen Integrierbarkeit und vereinfachten Entwicklung, vor allem in der höheren Flexibilität. Mit Hilfe von speziellen Signalprozessorenen oder Computern können Schaltungen in Software realisiert werden. Dadurch lassen sich Funktionen sehr schnell an veränderte Anforderungen anpassen. Außerdem sind äußerst komplexe Algorithmen einfach anwendbar, die analog ca. mit extremem Aufwand oder gar nicht realisierbar wären.

Spezielle Entwicklerwerkzeuge (CAE) und Beschreibungssprachen wie VHDL oder Verilog unterstützen Ingenieure bei der schnellen Entwicklung neuer Anwendungen und Schaltungen.

Digitale Schaltungen bestehen hauptsächlich aus Logikelementen, wie AND, NAND, NOR, OR, NOT und anderen, mit denen digitale ja - nein Informationen miteinander verknüpft werden, z. B. zu Zählern oder Flipflops. Komplexere Anwendungen sind Prozessoren.

Theoretisch reicht eine einzige Art von Gattern aus (Nand oder Nor), um alle anderen logischen Funktionen zu bilden.

Zusätzlich zu logischen Funktionen enthalten digitale Schaltungen auch zeitabhängige Bestandteile und können taktgesteuert oder zustandsgesteuert sein. Sie arbeiten dabei synchron oder asynchron.

Enthält eine digitale Schaltung lediglich Logikelemente, so spricht man von einem Schaltnetz. Werden zusätzlich Speicher benutzt, handelt es sich um ein Schaltwerk oder auch Automaten.

Ein Mikrocontroller oder Prozessor besteht hauptsächlich aus diesen Logikelementen und wird über einen Datenbus mit Speichern und anderen Baugruppen erweitert. Eine zeitlich gestaffeltes Ausführen von Logikverknüpfungen ist möglich. Diese können fest verdrahtet oder programmiert sein.

Bei der Digitaltechnik wird meist das Dualsystem zugrunde gelegt. Es gibt aber auch Möglichkeiten, andere Systeme als Grundlage zu benutzen.

Buch-Tipp: Analoge Schaltungen Eine komplette Zusammenfassung Analoge Schaltungstechnik scheint für manche ein alter Hut zu sein, dessen Berechtigung verleugnet wird. Aber gerade die analoge Technik ist ein wichtiges Hilfsmittel für verschiedene Anwendungen. Wer das erkannt hat, wird hier in jedem Fall fündig werden. Es handelt sich um eines der vollständigsten Werke zum...

Literatur

  1. Manfred Seifart und Helmut Beikirch, "Digitale Schaltungen", Verlag Technik, 5. Auflage, Berlin 1998
  2. Peter Pernards, "Digitaltechnik Bd. I -- Grundlagen, Entwurf, Schaltungen", Hüthig Verlag, 4. Auflage, Heidelberg 2001
  3. Richard G. Lyons, "Understanding Digital Signal Processing", Prentice Hall PTR, 1997 (Aktuell 8. Nachdruck 2001)
  4. Peter J. Ashenden, "The Designer's Guide to VHDL", Morgan Kaufmann, 2. Auflage 2001
  5. U. Tietze und Ch. Schenk, "Halbleiter-Schaltungstechnik", Springer Verlag, 12. Auflage, 2002, ISBN 3-540-42849-6
Buch-Tipp: Analysis 1 Vielleicht das beste Buch zur Analysis I, jedenfalls mit Lösungen Analysis ist die Theorie der Grenzprozesse, meist Differential- und Integralrechnung, hier mit einer reellen oder komplexen Variablen. Das Buch ist sehr angenehm zu lesen. Je mehr man schon weiß, umso angenehmer natürlich, dann ist es fast wie ein Lesebuch. Besonders geeignet halte...

Weblink

ELektronik-KOmpendium.de Digitaltechnik von A bis Z (http://www.elektronik-kompendium.de/cgi-bin/index.cgi?dir=dig)


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