Los circuitos electrónicos están formados por sistema digital y sistema analógico.
Los conceptos de sistema analógico y sistema digital hacen referencia a las dos categorías en las que se clasifican los circuitos electrónicos. A continuación presentamos las diferencias entre estos dos sistemas, definiciones, conceptos y ejemplos para que puedas compartir con tus familiares y allegados.
| Sistema Digital | Sistema Analógico | |
| Definición | Es una combinación de dispositivos diseñadas para manipular cantidades físicas o información que estén representados en forma digital. | Es cuando las magnitudes de la señal se representan mediante variables continuas. |
| Ventajas |
Precisión-Diseño-Estabilidad-Eficiencia
|
Fidelidad-Rapidez instantánea-Mayor economía |
| Desventajas | Alteración- Ancho de banda (Mayor)-Conversión | Varias dificultades técnicas-Degradación de la señal-Menos tolerancia al ruido |
Sistema Analógico y Sistema Digital
Un sistema digital es una combinación de dispositivos diseñados para manipular cantidades físicas o información que se encuentre representada en forma digital, es decir que sólo puede tomar valores discretos.
Un sistema analógico es aquel cuales señales pueden admitir valores infinitos que pueden variar de forma continua, los datos que forman parte de la naturaleza son de origen analógicos, la temperatura, la distancia, el sonido, voltaje, imágenes, etc.
La principal diferencia entre sistema digital y sistema analógico radica en que el primero es más preciso y la información se puede almacenar de manera más eficiente y en mayor cantidad que en un sistema analógico.
Un sistema digital es cualquier dispositivo a la generación, transmisión, procesamiento o almacenamiento de señales digitales, también un sistema digital es una combinación de dispositivos diseñado para manipular cantidades físicas o información que estén representadas en forma digital, es decir que sólo puedan tomar valores discretos.
La mayoría de las veces éstos dispositivos son electrónicos, pero pueden ser mecánicos, magnéticos o neumáticos.Para el análisis y la síntesis de sistemas digitales binarios se utiliza como herramienta el álgebra de Boole. Los sistemas digitales pueden ser de 2 tipos:
- Sistemas Digitales Combinacionales: Son aquellos en que la salida del sistema sólo depende de la entrada presente, por lo tanto no necesita módulos de memoria, ya que la salida no depende de entradas previas.
- Sistema Digitales Secuenciales: La salid depende de la entrada actual y de las entradas anteriores, ésta clase de sistemas necesitan elementos de memoria que recojan la información de la historia pasada del sistema.
Para la implementación de los circuitos digitales se utilizan puertas lógicas (AND, OR, NOT) y transistores. Estas puertas siguen el comportamiento de algunas funciones booleanas.
Un Sistema es Analógico cuando cuando las magnitudes de la señal se representan mediante variables continuas, ésto es análogas a las magnitudes que dan lugar a la generación de ésta señal. Un sistema analógico contiene dispositivos que manipulan cantidades físicas representada en forma analógica, en un sistema de éste tipo, las cantidades varían sobre un intervalo continuo de valores. Así una magnitud analógica es aquella que toma valores continuos.
La mayoría de las cosas que se pueden medir cuantitativamente aparecen en la naturaleza en forma analógica, un ejemplo de eso es la temperatura.
Señal Analógica
Una Señal Analógica es un voltaje o corriente que varía suave y continuamente, una onda senoidal, es una señal analógica de una sola frecuencia, los voltajes de la voz y del video son señales analógicas que varían de acuerdo con el sonido o variaciones de la luz que corresponden a la información que se está transmitiendo.
Señal Digital
Las señales digitales en contraste con las analógicas, no varían en forma continua, sino que cambian en pasos o en incrementos discretos y la mayoría de las señales digitales utilizan códigos binarios o de dos estados.
Ventajas de los Circuitos Digitales
Existen varias razones para dar preferencia a los circuitos digitales sobre los circuitos analógicos.
Reproducibilidad de resultados:
Cualquier circuito digital siempre reproducirá exactamente los mismos resultados, las salidas de un circuito analógico varían con la temperatura.
Facilidad de diseño:
El diseño digital es lógico, no se necesitan habilidades matemáticas especiales y el comportamiento de los pequeños circuitos lógicos puede visualizarse mentalmente sin tener laguna idea especial acerca del funcionamiento de capacitores, transistores u otros dispositivos que requieren del cálculo para regularse.
Flexibilidad y funcionalidad:
Una vez que un problema se ha reducido en forma digital, podrá resolverse utilizando un conjunto de pasos lógicos en el espacio y el tiempo.
Programabilidad:
Usted probablemente ya esté familiarizado con las computadoras digitales y la facilidad con que se puede diseñar, escribir y depurar programas para las mismas.
Velocidad:
Los dispositivos digitales de la actualidad son muy veloces, esto significa que un dispositivo puede producir más resultados por segundos.
Economía:
Los circuitos digitales pueden proporcionar mucha funcionalidad en un espacio pequeño, los circuitos que se emplean de manera repetitiva pueden fabricarse en masa a un costo muy bajo.
Avance tecnológico constante:
Cuando se diseña un sistema digital, casi siempre se sabe que habrá una tecnología más rápida, más económica o en todo caso, una tecnología superior para el mismo caso por poco tiempo.
Ventajas del procesado digital de señales frente al analógico
Existen muchas razones por las que el procesado digital de una señal analógica puede ser preferible al procesado de la señal directamente en el dominio analógico. Primero, un sistema digital programable permite flexibilidad a la hora de reconfigurar las operaciones de procesado digital de señales sin más que cambiar el programa. La reconfiguración de un sistema analógico implica habitualmente el rediseño del Hardware, seguido de la comprobación y verificación para ver que opera correctamente.
También desempeña un papel importante al elegir un formato del procesador de señales la consideración de la precisión. Las tolerancias en los componentes de los circuitos analógicos hacen que para el diseñador del sistema sea extremadamente difícil controlar la precisión de un sistema de procesado analógico de señales.
En cambio, un sistema digital permite un mejor control de los requisitos de precisión.El método de procesado digital también posibilita la implementación de algoritmos de procesado de señal más sofisticados, generalmente es muy difícil realizar operaciones matemáticas precisas sobre señales en formato analógico.
Ventajas y desventajes de los sistemas analógicos
Podemos resumir que las ventajas son:
- Instantaneidad
- Economía
- Fidelidad
Y las desventajas son:
- Ruido
- Degradación
- Dificultades técnicas
Ventajas y desventajas de los sisemas digitales
Resumimos las ventajas:
- Eficiencia
- Menos tamaño
- Diseño
- Precisión
- Estabilidad
Mientras que las desventajas serían:
- Alteración
- Ancho de banda
- Conversión
Ejemplos de sistemas analógicos que se han vuelto digitales
Fotografía:
El incremento en la densidad de los microcircuitos de memoria digital ha permitido el desarrollo de cámaras digitales que graban una imagen como una matriz de 640 x 480 , esta gran cantidad de datos puede ser comprimida en un formato denominado JPEG y reducirse a un tamaño tan pequeño como el equivalente al 5% de su tamaño original de almacenamiento dependiendo de la cantidad de detalle de la imagen.
Grabaciones de Video:
Un disco versátil digital de varios usos, DVD, almacena video en formato digital altamente comprimido denominado MPEG-2, éste estándar codifica una pequeña fracción de los cuadros individuales de video en un formato comprimido como el JPEG.
Grabaciones de Audio:
El ejemplo perfecto es el CD que graba en toda su capacidad 73 minutos, que contiene hasta seis mil millones de bits de información.
Carburadores de Automóviles:
En la actualidad los automóviles están controlados por microprocesadores integrados. Diversos sensores electrónicos y electromecánicos convierten las condiciones de la máquina en números que el microprocesador puede examinar para determinar como controlar el flujo de gasolina y oxígeno hacia el motor. La salida del microprocesador es una serie de números variante en el tiempo que activa a transductores electromecánicos que a su vez controlan la máquina.
El sistema Telefónico:
En la actualidad muchos negocios y oficinas contienen servicio combinados de voz digital con tráfico digital sobre una sola red de datos de protocolo de internet.
Semáforos:
Para controlar los semáforos se utilizaban temporizadores electromecánicos que habilitaban la luz verde para cada uno. En la actualidad se da uso a microprocesadores y pueden controlar los semáforos de modo que maximicen el flujo vehicular.
Efectos Cinematográficos:
En la actualidad, los efectos especiales tanto sea de naves, insectos u otras escenas se sintetizan por completo haciendo uso de computadoras digitales.