Urządzenia elektroniczne, a szczególnie niewielkie urządzenia mobilne (smartfony, tablety) stały się nieodzownym elementem życia codziennego. Żyjemy w erze cyfrowej i nic nie wskazuje na to, by era ta miała się wkrótce zakończyć. Przeciwnie – spodziewamy się, że szybki rozwój najnowszych technologii doprowadzi do opracowania kolejnych innowacyjnych urządzeń, które prędzej czy później trafią do użytku publicznego. Żyjąc w erze cyfrowej, powinniśmy posiadać przynajmniej pobieżną wiedzę na temat tego, czym są układy cyfrowe.

Układy cyfrowe i analogowe

Układy elektroniczne dzielimy na cyfrowe i analogowe. Układy analogowe przetwarzają sygnały o nieskończonej (ciągłej) liczbie poziomów, zaś układy cyfrowe ograniczają przetwarzane sygnały do dwóch poziomów określanych literami lub cyframi. Na oznaczenie poziomu niskiego używa się litery L lub cyfry 0, natomiast poziom wysoki to litera H lub cyfra 1 (to właśnie użycie cyfr 0 i 1 doprowadziło do nazwania tego układu cyfrowym).

Układ cyfrowy posiada pewną liczbę wejść i wyjść, budowany jest w oparciu o bramki logiczne, które realizują elementarne operacje logiczne. Układy cyfrowe realizują swoje operacje zgodnie z algebrą Boole’a i z tego powodu nazywane są też układami logicznymi. W tej chwili, z uwagi na znaczny stopień skomplikowania takich układów, projektuje się je przede wszystkim komputerowo.

Zastosowania układów cyfrowych

Nawet jeśli nasza działalność zawodowa nie ma wiele albo i nic wspólnego z elektroniką, zdajemy sobie sprawę, że technologie cyfrowe wykorzystywane są na szeroką skalę i coraz częściej zastępuje się nimi stosowane dotąd rozwiązania. Układy cyfrowe są wykorzystywane w stosowanych obecnie układach elektronicznych zamiast starszych wersji analogowych. Warto jednak dodać, że nie wszędzie taka zamiana jest możliwa, nie wszędzie zastosowanie układów cyfrowych jest korzystne dla funkcjonalności urządzenia.

Układy cyfrowe są powszechnie stosowane w wielu dziedzinach życia i gospodarki, co oznacza, że spotykamy je zarówno w elektronice domowej, jak i urządzeniach użytku profesjonalnego. Szczególnie dobrze sprawdzają się tam, gdzie konieczne jest przekształcanie sygnałów analogowych w cyfrowe, czyli m.in. w komunikacji, wojskowości czy kryptografii.

Z czego wynika przewaga układów cyfrowych nad analogowymi?

Coraz powszechniejsze stosowanie układów cyfrowych wynika z konieczności dostosowania się do wymagań dzisiejszych użytkowników. Elektronika jest wszechobecna w naszym życiu, ale nie chcemy, by była obecna w jakiejkolwiek formie, a jako urządzenia wydajne i funkcjonalne. Układy cyfrowe są odporne na zakłócenia elektryczne w większym stopniu niż analogowe. Poza tym dają możliwość bezstratnego kodowania i przesyłania informacji, a także uproszczonego zapisywania i przechowywania informacji w formie cyfrowej. Ponadto technologia cyfrowa daje możliwość tworzenia układów programowalnych.