2020年11月10日

ディジタル回路についてちょっと…

まずは、前回の2進数の答えを

答え:1023(10進数で)

2進数を使って、指を立てたら「1」ということにすると、指10本立った状態では、2進数の「1111111111」となるので、これを10進数に変換すると 1023になります。
(ちなみに、3FFとのお答えも頂きました。16進数で表すと、これも正解!)

世の中、「ディジタル化」が叫ばれて、多くの電子機器も「ディジタル化」されていますがそもそも「ディジタル」ってどういう意味で、どうしてディジタル化が進んでいるのでしょうか?

まず、「ディジタル」の意味ですが、語源はラテン語の「指 (digitus)」で、指で数えるように、「連続していない値」という意味ですが、電気的には「0と1」(もしくは電圧が高いか低いか)といった、2つの値だけを使っている回路を指します。

対してアナログは、「切れ目なく連続している」ということで、例えば可変抵抗器を使って、電圧を連続的に変化させるような事を指します。

そこで、ディジタル回路ですが、0か1の信号が入ってきたときに、どちらの信号を出力するかを決める素子の組み合わせでできています。

基本となる素子を論理回路(ゲート)と呼び、下記に示す3種類が「基本論理回路」になります。複雑な論理回路も、元を辿ればすべて、この回路に行き着きます。

それでは、簡単にその仕組みを見ていきましょう。

回路図の部品のような記号が、MIL記号と呼ばれる論理回路(ゲート)を表す記号(回路図の上の部品みたいなもの)です。
真理表というのは、その論理回路(ゲート)がどのような挙動をするかを表にしたものです。

NOTゲート
NOT.png
信号が入ってくると、その逆の信号を出力します(1の信号が来れば0を、0が来れば1を出力します)

ANDゲート
AND.png
2本(以上)の信号線があり、信号線2本の場合は、どちらも1の信号が来た場合だけ、1の信号を出力します。

ORゲート
OR.png
2本(以上)の信号線があり、ANDゲートと違い、どちらかに1の信号が来た場合、1の信号を出力します。
その他、NAND・NOR・XOR・XNOR というゲートもありますが、3種類の「基本論理回路」の組み合わせで構成されています。

ディジタル機器は、パソコン等の複雑な機能を持った機器も基本的にはすべて上記のゲートの組み合わせです(電源等、アナログ部分も残っていたりもしますが・・・)

これまでに書いた内容は、回路技術者には、当たり前の事ばかりですが、知っておけば何かの役に立つ時が来るかもしれませんよ?


記事投稿:池田

posted by towa at 09:22| まめちしき | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする