Pada akhir bab ini, pelajar dapat:
· membezakan di antara kuantiti digital dan kuantiti analog
· memahami kelebihan dan kekurangan sistem digital
· mengetahui kepentingan dan aplikasi sistem digital dalam bidang sains dan teknologi
1.1 Kuantiti Analog dan Digital
Litar elektronik boleh dibahagikan kepada dua kategori, iaitu digital dan analog. Litar digital
menggunakan kuantiti digital manakala litar analog menggunakan kuantiti analog. Apakah pula
yang dimaksudkan dengan kuantiti digital dan analog?
Kuantiti analog mempunyai nilai yang berterusan (continuous). Sebagai contoh, katakan suhu
bilik sedang meningkat dari 25 ke 26 darjah Celsius. Peningkatan suhu ini tidak berlaku dengan
serta merta, sebaliknya meningkat secara berterusan mengikut masa. Oleh itu, suhu tersebut boleh
mengambil sebarang nilai di antara 25 dan 26 darjah. Nilai yang diambil adalah tidak terhad
(infinite). Selain daripada suhu, kuantiti analog yang lain adalah seperti masa, tekanan, jisim,
jarak dan lain-lain. Boleh dikatakan hampir kesemua kuantiti dalam dunia yang nyata ini adalah
dalam bentuk analog.
Kuantiti digital mempunyai nilai yang diskrit. ‘Diskrit’ merujuk kepada satu urutan atau siri
nombor berangka yang terhad (finite). Contohnya, masa yang dipaparkan pada jam digital adalah
dalam bentuk digit, biasanya dua digit untuk jam, dua digit minit dan dua digit saat. Maka, masa
yang dicatatkan akan diwakili oleh enam digit ini sahaja. Justeru itu, nilai ini adalah terbatas
kerana masa yang lebih kecil daripada sesaat tidak boleh diwakilkan. Walaupun masa sebenarnya
adalah kuantiti analog tetapi telah menjadi kuantiti digital apabila dihasilkan oleh jam digital.
Kejituan nilai digital boleh ditingkatkan dengan menambah bilangan digit untuk mewakili sesuatu
kuantiti.
1.2 Sistem Digital dan Analog
Sistem yang memproses atau memanipulasi data dalam bentuk analog disebut sebagai sistem
analog. Contoh sistem analog adalah penguat audio dan perakam pita magnetik. Rajah 1.1
menunjukkan skematik ringkas sistem penguat suara. Suara manusia yang ditujukan ke arah
mikrofon ditukarkan ke isyarat voltan melalui ‘transducer’ yang terdapat pada mikrofon. Voltan
ini berubah mengikut amplitud dan frekuensi suara. Isyarat berterusan yang lemah ini
kemudiannya dikuatkan secara linear menggunakan penguat sebelum disalirkan ke pembesar
suara. Isyarat voltan akhirnya ditukar semula kepada suara yang lebih kuat amplitudnya.
Rajah 1.1 Sistem analog – sistem penguat suara2
Sistem yang memproses atau memanipulasi data dalam bentuk digital disebut sebagai sistem
digital. Antara sistem digital yang utama adalah komputer digital dan kalkulator. Ada sesetengah
sistem mempunyai kedua-dua litar analog dan digital. Dalam sistem seperti ini, penukar
(converter) diperlukan. Terdapat dua jenis penukar iaitu penukar analog-ke-digital (ADC) dan
penukar digital-ke-analog (DAC).
Sistem digital mempunyai banyak kelebihan berbanding sistem analog. Antaranya ialah:
· lebih mudah untuk direkabentuk,
· penyimpanan data boleh dibuat dengan mudah,
· data yang dihasilkan lebih jitu dan tepat,
· operasi boleh diprogram,
· kurang dipengaruhi oleh hingar.
Namun, sistem ini juga mempunyai beberapa kelemahan. Contohnya:
· tidak menggambarkan keadaan sebenar kerana hampir kesemua kuantiti adalah dalam
bentuk analog,
· memerlukan satu dan adakalanya kedua-dua penukar untuk memproses isyarat dalam
bentuk analog dan digital. Ini akan merumitkan rekabentuk litar dan menambahkan kos
pembuatan.
1.3 Aplikasi Sistem Digital
Sistem digital adalah cabang amat penting dalam elektronik. Kegunaannya merangkumi pelbagai
bidang seperti:
· Pengiraan (Computing)
Dua mesin pengiraan utama adalah komputer digital dan kalkulator. Secara ringkasnya,
komputer menerima data dan arahan (instructions) dalam bentuk nombor. Untuk
memudahkan pertukaran nombor kepada isyarat yang difahami oleh litar elektronik,
maka sistem nombor asas dua digunakan.
· Komunikasi
Litar elektronik dalam mesin faksimile, telefon mudah alih, sistem radar dan antena,
serta penggunaan satelit di angkasa lepas adalah beberapa contoh penggunaan sistem
digital dalam bidang komunikasi.
· Instrumentasi
Kesemua jenis alat pengukuran dan pengawasan digital adalah di bawah bidang ini.
Sebagai contoh, oskiloskop digital, penganalisa spektrum, dan pengukur voltan digital.
· Kawalan Automasi
Kawalan ke atas peluru berpandu ‘pintar’, mesin dan robot dalam pembuatan sesuatu
produk, dan lif, kesemuanya memerlukan sistem digital.
No comments:
Post a Comment