Om te begrijpen “wat is een analoog circuit?”, moeten we hebben begrepen dat het een circuit is dat bestaat uit analoge elektronica om analoge signalen te verwerken en te produceren.
Dit circuit is in staat om continu variabele signalen te produceren met de proportionele relatie tussen spanning of stroomniveau en elektrisch signaal. Dit betekent dat we een analoog signaal kunnen genereren met een verscheidenheid aan schaling.
Wat is analoog circuit ontwerp?
Analoge circuits gebruiken veel vormen van signalen om te verwerken en om te zetten in een elektrisch signaal dat we kunnen lezen en analyseren. Sommige temperatuursensoren kunnen bijvoorbeeld een continu signaal weergeven telkens wanneer ze het resultaat vastleggen.
Elektrische signalen kunnen ons veel informatie geven over spanning, stroom, frequentie, fase en nog veel meer. Deze signalen worden verwerkt via een analoog circuit met fysieke vormen als invoer (licht, drukpositie, geluid, temperatuur en meer).
In tegenstelling tot digitale circuits waarbij een uitgangssignaal slechts twee spanningsniveaus heeft (vertegenwoordigt 0 en 1), produceert het analoge circuit een signaal met elke waarde uit een bepaald bereik en is het uniek om verschillende informatie te leveren. Elk signaal vertegenwoordigt verschillende soorten verschijnselen.
Een temperatuursensor kan worden weergegeven door een elektrisch signaal met een proportionele berekening, bijvoorbeeld één volt kan één graad Celsius vertegenwoordigen. We kunnen het verder naar wens aanpassen door de schaal te wijzigen, bijvoorbeeld tien graden Celsius wordt weergegeven door één volt.
Niet alleen het verschil in de codering informatie met digitale circuits, hun verwerkingsmethode is ook anders. Analoge schakelingen kunnen fungeren als versterker, filter, limiter en andere.
Houd er rekening mee dat het gebruik van een analoge schakeling betekent dat we voorzichtig moeten zijn met de ruisfactor. Hoe groter de ruis, hoe groter de verstoring van onze signaalverwerking en -uitvoer. Aan de andere kant wordt een digitale schakeling niet beïnvloed door de aanwezigheid van ruis tot een bepaald drempelniveau.
Hoe analoge schakelingen te ontwerpen
Analoge circuits zijn doorgaans complexer om te ontwerpen dan digitale circuits. Er zijn meer vaardigheden nodig om een goed analoog circuit te bouwen. Het is opgebouwd uit actieve en passieve componenten zoals weerstand, inductor, condensator, transistor, diode en nog veel meer.
Analoge circuits kunnen AC-circuits of DC-circuits zijn, afhankelijk van hun invoer.
Een analoog circuit werkt puur met analoge signalen, een signaal met continue variabele waarden die een specifieke golf vormen, afhankelijk van hoe we het hebben gebouwd.
Analoge signalen lijken op ons echte fenomeen in vergelijking met digitale circuits. Geluid, licht, trillingen en alle dingen die kunnen worden weergegeven door een golfvorm, zijn allemaal elektromagnetisch spectrum. Dit elektromagnetische spectrum is een analoog iets.
Elk fysiek fenomeen wordt gevoeld en verwerkt met continue golven en dus is het analoge circuit evenredig met de wereld.
Het is heel eenvoudig om een analoog circuit te bouwen met alle bekende elektrische circuit elementen. Het is veel eenvoudiger dan het bouwen van een digitaal circuit met dezelfde componenten. Maar dat betekent niet dat het geen zwakheden heeft.
Als we het over geïntegreerde schakelingen hebben, is een digitaal circuit veel gemakkelijker te bouwen, omdat we digitale componenten hebben leren kennen en hoe we het programmeerbaar kunnen maken. Dit is het nadeel van een analoog circuit, het is niet zo geautomatiseerd als een digitaal circuit.
Analoge circuits zijn ook gevoelig voor ruis in de omgeving. De foutmarge is aanzienlijk hoger vanwege de hogere complexiteit, variabiliteit, beperkte beoordeling van betrouwbaarheid, minder automatisering en er is extra analyse nodig om de fout en ruis te verminderen.
Bekijk het voorbeeld circuit hieronder.
Dit is het meest basale voorbeeld van een operationele versterker, een inverterende versterker. Voordat we een analoog circuit ontwerpen, moeten we klaar zijn met onze analytische vaardigheden.
Gelukkig kan het analyseren van een analoog circuit efficiënt worden gedaan met onze bekende elektrische circuit analyse, zoals de wet van Ohm, de wetten van Kirchhoff, knooppunt spanning, mesh stroom en nog veel meer.
Wat is het verschil tussen analoge en digitale schakelingen?
Zelfs met de populariteit van digitale circuits worden analoge circuits nog steeds gebruikt in veel industriële sectoren zoals vermogenselektronica, biomedische techniek, telecommunicatie en instrumentatie zoals elektrische metingen.
Een analoog circuit is een elektrisch circuit dat een signaal gebruikt en produceert dat continu varieert van nul tot maximale spanning naar het circuit. Dit is het fundamentele verschil met een digitaal circuit waarbij het binaire signalen gebruikt, 0 of 1.
Als een analoog circuit continu nul spanning tot maximale spanningstoevoer kan produceren, kan een digitaal circuit alleen 0 of maximale spanningstoevoer produceren. Met een digitaal circuit kunnen we True (1) en False (0) logische programma’s genereren.
Hoe je analoog circuit ontwerp leert
Als we echt willen leren hoe we een analoog circuit ontwerpen, moeten we ons vertrouwd maken met het belangrijke analoge geïntegreerde circuit. Het is een operationele versterker of kortweg op amp. Dit onderdeel is zeer veelzijdig en kan worden gebruikt om veel verschillende analoge circuits te bouwen op basis van de configuratie.
Bekijk het onderstaande circuit.
De driehoek is de op-amp en op basis van de configuratie is dit een niet-inverterende op-amp. De invoer wordt niet geïnverteerd, omdat deze wordt geleverd aan de positieve aansluiting, terwijl de negatieve aansluiting wordt geleverd door feedback van de uitvoer.
Daartegenover zal een inverterende op-amp de invoer golfvorm omkeren met een eenvoudige aanpassing van het bovenstaande voorbeeld. Bekijk het onderstaande circuit.
De invoer wordt geleverd aan de negatieve terminal, dus wordt deze omgekeerd op basis van onze configuratie van de resterende componenten.
Operationele versterker kan verder worden uitgewerkt in:
- Summing versterker
- Differentie versterker
- Cascade versterker
- Integrator versterker
- Differentiator versterker
- En nog veel meer.
Met meer geavanceerde studie en analyse kunnen we zelfs circuitfilters eenvoudiger maken met een operationele versterker, als een actief filter.
De echte vraag is, is een analoog circuit langzamer?
Veelgestelde vragen
Wat is een analoog circuit?
Een analoog circuit is een circuit dat is opgebouwd uit een paar componenten en een paar eenvoudige IC’s. Een analoog circuit is verbonden met sensorapparaten om invoer signalen van de omgeving te ontvangen. Dit signaal wordt verwerkt en gepresenteerd.
Waar worden analoge circuits gebruikt?
De toepassingen van analoge circuits zijn vrij breed, zoals actieve filters, oscillatoren en modulatoren. Deze toepassingen zijn erg handig om continue signalen in realtime te verwerken. Buiten deze toepassingen kunnen we analoge circuits gebruiken als batterijlader, vermogensomvormer en spanningsregelaar.
Wat is het verschil tussen een analoog en een digitaal circuit?
Een analoog circuit is een elektrisch circuit dat een signaal gebruikt en produceert dat continu varieert van nul tot de maximale voedingsspanning van het circuit. Dit is het fundamentele verschil met een digitaal circuit, waarbij het binaire signalen gebruikt, 0 of 1.
Waarom hebben we analoge circuits nodig?
Zelfs als analoge circuits en digitale circuits heel verschillend zijn, kunnen we analoge circuits gebruiken om het analoge signaal te verwerken dat verder wordt ontvangen en verwerkt door het digitale circuit. Sommige basiselementen zoals weerstand, inductor, condensator, transistor en operationele versterker kunnen een digitaal circuit enorm helpen.
Is analoog AC of DC?
Als we naar de ingangen kijken, wordt het analoge circuit meestal gebruikt met DC-spanning. Het signaal wordt voornamelijk weergegeven in DC-spanningsniveau. Maar analoge circuits kunnen worden gebruikt in AC-spanning voor communicatieapparaten, terwijl analoge circuits in DC-spanning worden gebruikt als signaaloverdracht.