วันอาทิตย์ที่ 25 พฤษภาคม พ.ศ. 2557

ดิจิตอล


(ดิจิตอล)  
              การเป็นการอธิบายเทคโนโลยีอีเล็คโทรนิคส์ที่ใช้สร้าง เก็บ และประมวลข้อมูลในลักษณะ 2 สถานะ คือ บวก (positive) และไม่บวก (non-positive) บวก (positive) แสดงด้วย เลข 1 และไม่บวก (non-positive) แสดงด้วย เลข 0 ดังนั้น ข้อมูลส่งผ่าน หรือเก็บด้วยเทคโนโลยีดิจิตอล เป็นการแสดงด้วยข้อความของ 0 และ 1 แต่ละค่าของตำแหน่งสถานะเหล่านี้ เป็นการอ้างแบบ binary digital

          ก่อนหน้าเทคโนโลยีดิจิตอล การส่งผ่านอีเล็คโทรนิคส์ถูกจำกัดด้วยเทคโนโลยีอะนาล๊อก ซึ่งนำส่งข้อมูลเป็นสัญญาณอีเลคโทรนิคส์ โดยอาศัยการเปลี่ยนแปลงของความถี่ หรือความสูงซึ่งเพิ่มเข้าสู่คลื่นตัวนำที่ให้ความถี่ การส่งผ่านการกระจาย และโทรศัพท์แบบดั้งเดิม ใช้เทคโนโลยีอะนาล็อค เทคโนโลยีดิจิตอล ได้รับการใช้ในตัวกลางการสื่อสารทางกายภาค เช่นการส่งผ่านด้วยดาวเทียม และไฟเบอร์อ๊อปติค โมเด็มใช้ในการแปลงสัญญาณโทรศัพท์ ให้เป็นสารสนเทศดิจิตอล สำหรับเครื่องคอมพิวเตอร์

 การแสดงค่าแบบอนาลอก

             ในการแทนค่าแบบอนาลอก ปริมาณจะแสดงด้วย แรงดันหรือ กระแสไฟฟ้า หรือ อาจแทนด้วยการเคลื่อนที่ของเข็มมิเตอร์ที่แปรผันตามค่าของปริมาณนั้นๆ อย่างต่อเนื่อง (Proportional) ตัวอย่างเช่น การเบี่ยงเบนของเข็มในมาตราวัดความเร็วของรถยนต์สัมพันธ์กับความเร็วของตัวรถยนต์เอง ตัวอย่างอื่นๆ เช่น แรงดันไฟฟ้าจากไมโครโฟนเปลี่ยนแปลงตามความดันเสียงที่ได้รับ
            ปริมาณอนาลอกมีลักษณะประจำตัวคือ ปริมาณอนาลอกสามารถเปลี่ยนแปลงได้อย่างต่อเนื่องในช่วงหนึ่งๆ

การแสดงค่าแบบดิจิตอล

    ในการแทนค่าแบบดิจิตอล ปริมาณจะแทนด้วย สัญลักษณ์ ตัวเลข (Digit) ที่ไม่แปรค่าต่อเนื่องกับปริมาณที่สนใจนั้นๆ เช่น นาฬิกาดิจิตอลที่แสดงเป็นตัวเลข ซึ่งเวลาเปลี่ยนไปอย่างต่อเนื่องแต่ นาฬิกาเปลี่ยนค่าในรูปนาทีหรือวินาทีอย่างไม่ต่อเนื่อง (Discrete) เป็นช่วงๆ
ดังนั้นเราอาจแยกความแตกต่างระหว่างอนาลอกกับดิจิตอลได้ดังนี้
Analog ≡ Continuous
Digital ≡ Discrete (step by step)
จากธรรมชาติของดิจิตอลที่มีค่าเป็นช่วงจึงทำให้อ่านค่าได้ไม่สับสน ในขณะที่อนาลอกต้องมีการตีความ

 ระบบดิจิตอล
                     ระบบดิจิตอลจะเป็นการรวมอุปกรณ์ที่ออกแบบสำหรับการทำงานกับข้อมูลเชิงตรรกะ (Logic) หรือ ปริมาณทางกายภาพที่มีรูปแบบเป็นดิจิตอล นั่นคือปริมาณที่มีค่าไม่ต่อเนื่อง อุปกรณ์เหล่านี้มักเป็นวงจรอิเล็กทรอนิกส์ แต่อุปกรณ์ทางกล อุปกรณ์ทางแม่เหล็ก หรือ อุปกรณ์ลม ก็สามารถเป็นอุปกรณ์ดิจิตอลได้เช่นกัน ระบบดิจิตอลที่คุ้นเคยกันดี ได้แก่ ดิจิตอลคอมพิวเตอร์ เครื่องคิดเลข ระบบโทรศัพท์ เป็นต้น

            ข้อดีของระบบดิจิตอลเมื่อเทียบกับระบบอนาลอกได้แก่
1. ระบบดิจิตอลมักออกแบบได้ง่าย
2. จัดเก็บข้อมูลได้ง่าย
3. เที่ยงตรง (Accuracy) และแม่นยำ (Precision) กว่า เนื่องจากระบบอนาลอกจะมีความแม่นยำไม่เกินตัวเลขสามถึงสี่หลัก เพราะ ค่าแรงดันหรือกระแสไฟฟ้าในระบบอนาลอกขึ้นอยู่กับค่าอุปกรณ์ในวงจรและถูกรบกวนได้จากการแกว่งแบบซุ่ม หรือสัญญาณรบกวน (Noise) ในขณะที่ดิจิตอลสามารถเพิ่มความแม่นยำได้ตามจำนวนหลักตัวเลขที่ต้องการโดยการเพิ่มจำนวนวงจรเข้าไป
4. การดำเนินการทางดิจิตอลสามารถโปรแกรมได้ ระบบดิจิตอลสามารถออกแบบได้ง่ายกว่า โดยการเก็บชุดคำสั่งที่เรียกว่า โปรแกรม
5. ระบบดิจิตอลทนต่อการรบกวนจากสัญญาณรบกวน
6. วงจรดิจิตอลจำนวนมากๆ สามารถผลิตบนวงจรรวม (IC) ได้ง่าย เนื่องจาก ระบบอนาลอกมีความยุ่งยากในการสร้างเป็นตัวไอซี เพราะ ตัวเก็บประจุขนาดใหญ่ ความต้านทานที่มีความแม่นยำสูง ตัวเหนี่ยวนำ และหม้อแปลงไม่สามารถสร้างบนแผ่นซิลิกอนได้

           ข้อจำกัดของระบบดิจิตอล
ปัญหาใหญ่ที่สำคัญของระบบดิจิตอลคือ “โลกของความเป็นจริง มักเป็นอนาลอก” เพราะธรรมชาติของปริมาณทางกายภาพเป็นอนาลอก ตัวอย่างเช่น อุณหภูมิ ความดัน ตำแหน่ง ความเร็ว ระดับของเหลว อัตราการไหล ฯลฯ แต่คนเรามักประมาณปริมาณเหล่านี้เป็นดิจิตอล
เพื่อใช้ประโยชน์จากระบบดิจิตอล เมื่อต้องยุ่งเกี่ยวกับอินพุท เอาต์พุตที่เป็นอนาลอก เรามีขั้นตอนที่ต้องทำดังนี้
1. แปลงปริมาณอนาลอกเป็นดิจิตอล
2. ประมวล หรือดำเนินการในรูปของดิจิตอล
3. แปลงผลดิจิตอลเอาต์พุตที่ได้กลับมาเป็นปริมาณอนาลอก

ไม่มีความคิดเห็น:

แสดงความคิดเห็น