Esistono circuiti elettronici analogici e circuiti elettronici digitali.

Un segnale analogico varia con continuità e può assumere infiniti valori in un intervallo. Un segnale digitale¹⁾ ha un numero finito e prefissato di valori in un intervallo.

Un segnale digitale binario può assumere due soli valori, alto e basso, associati ai valori logici 0 e 1 assegnati ad una cifra binaria detta bit²⁾. Combinando più bit è possibile rappresentare qualunque tipo di informazione, ad esempio interpretando una sequenza di bit come un numero espresso nel sistema di numerazione binario o come un carattere (codice ASCII), ecc.

In molti apparecchi elettronici convivono circuiti digitali e circuiti analogici; ad esempio uno smartphone è sostanzialmente un computer - un dispositivo elettronico digitale - ma contiene anche parti analogiche che servono a interagire con le grandezze fisiche esterne che sono sempre digitali (altoparlante, microfono, ecc.). I circuiti analogici e quelli digitali scambiano informazioni tra loro grazie ai convertitori analogico-digitali (ADC) e digitali-analogici (DAC), come mostrato in figura 1.

La conversione A/D (figura 2) avviene:

• campionando il segnale, ossia prelevandone il valore a intervalli regolari con una determinata frequenza³⁾
• convertendo i valori analogici in digitali codificandoli con un certo numero di bit⁴⁾

La conversione D/A avviene:

• convertendo il dato digitale in un valore analogico (ad esempio una sequenza di bit in un valore di tensione)
• filtrando il segnale per eliminarne la “scalettatura”

I sistemi digitali si classificano in:

• a logica cablata, dove il funzionamento dipende da come è realizzato fisicamente il sistema (ad esempio una calcolatrice)
• a logica programmata, dove il funzionamento dipende dal programma eseguito dal sistema (ad esempio un PLC o un microcontrollore)

I sistemi a logica programmata sono più lenti e più complessi ma molto più flessibili; è possibile cambiarne il funzionamento senza modificare il sistema ma semplicemente eseguendo un programma diverso.

Un'altra distinzione molto importante è quella tra:

• circuiti combinatori, dove il comportamento dipende solo dallo stato degli ingressi
• circuiti sequenziali, il cui comportamento dipende dallo stato degli ingressi ma anche da ciò che è avvenuto prima (hanno memoria)

I circuiti combinatori sono più semplici ma alcuni problemi richiedono una soluzione con circuiti sequenziali (vedi esempio del parcheggio di figura 4 dove è necessario memorizzare il numero di auto presenti per decidere se consentire l'accesso di un'altra auto((oppure si pensi al movimento della cabina di un ascensore quando si preme il bottone di chiamata, oppure a un interruttore che accende e spegne la luce alternativamente ad ogni pressione).

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