De toekomst is digitaal, een “marketing” onderwerp voor velen van ons. Het voegt waarde toe aan apparaten, maar is het ook echt beter?
Het antwoord is JA, en we zullen op deze pagina uitleggen waarom.
Analoge elektronische schakelingen werken met analoge (continue) spanningen en analoge (continue) stromen. In deze schakelingen bestaat informatie in elektrische spanningen en stromen. Dus zelfs de kleinste verandering in spanning of stroom betekent dat de gegevens in het signaal veranderen.
De temperatuur van het circuit en, als gevolg daarvan, de gegenereerde ruis spelen een belangrijke rol in het gedrag van stromen en spanningen. Temperatuurverschillen bepalen de parameters van veel elektronische componenten in analoge schakelingen. De karakteristieken van het circuit zullen dus veranderen met de omgevingstemperatuur. Dat geldt ook voor de spanningen en stromen die de informatie overbrengen.
Bij de ontwikkeling van een analoog circuit gaat het erom hoe je veranderingen in de karakteristieken binnen de specificaties houdt. Stel je voor dat je een analoog filter maakt. Zal de afsnijfrequentie stabiel zijn? Het antwoord is NEE omdat de afsnijfrequentie iets zal variëren met de temperatuur. De uitdaging voor de ontwikkelaar is om de schakeling zo stabiel mogelijk te maken voor deze temperatuurveranderingen.
In een analoog systeem bestaat de informatie uit spanningen en stromen.
Spanning en stroom zijn gevoelig voor verandering omdat de elektronische componenten temperatuurafhankelijk zijn.
Als de spanningen en stromen veranderen door de temperatuur, zal de informatie-inhoud ook veranderen door de temperatuur!
Een digitaal filter gebruikt bijvoorbeeld de discrete waarden (samples) en verwerkt ze met een wiskundig algoritme dat draait op een Digital Signal Processor (DSP). Welke temperatuurverandering de processor ook ondergaat. Het algoritme blijft draaien, levert dezelfde karakteristieken en de filterkarakteristieken veranderen niet. Algoritmen of computerprogramma’s zijn onafhankelijk van temperatuur!
Bovendien, als je met digitale spanningen werkt, kunnen de spanning en stromen licht variëren zoals in analoge schakelingen, maar een “0” blijft een “0” en een “1” blijft een “1”. Deze onafhankelijkheid van temperatuur en ruis maakt digitale elektronica zoveel beter in de moderne elektronica. Het is duidelijk dat de toekomst digitaal is en dat het gebruik van analoge schakelingen alleen aan de rand van het circuit zal gebeuren (van analoog naar digitaal en van digitaal naar analoog).
Digitaal heeft echter een nadeel. Het gebruik van een DSP zal enige vertraging introduceren. Een algoritme uitvoeren betekent het stap voor stap behandelen. Elke stap zal een bepaalde tijd in beslag nemen, dus zal het signaal aan de uitgang vertraagd zijn ten opzichte van de ingang.
Het geeft ons een antwoord op de vraag waarom het zo lang heeft geduurd voordat we deze fantastische digitale schakelingen konden gebruiken. Het aantal elektronische componenten dat we tegenwoordig op een siliciumchip kunnen integreren is veel groter dan 40 jaar geleden. Kleinere onderdelen op een chip kunnen veel sneller zijn (ladingen van kleinere elektronen kunnen sneller van toestand veranderen). Bovendien verbruiken de kleinere onderdelen minder stroom. Dit is essentieel geworden voor mobiele apparaten zoals DAB(+)-ontvangers.
Stel je voor dat je een draagbare mobiele DAB(+)-ontvanger hebt met een korte batterijduur. Niemand zou die kopen. We willen de batterijen niet om de paar dagen vervangen!
DAB(+) zou niet mogelijk zijn zonder onze reuzensprong in snellere elektronica (High Integrated Density). DAB(+)-apparaten ontwikkelen met standaardcomponenten zou nooit lukken vanwege de temperatuurinstabiliteit van de elektronische circuits met hoge complexiteit die nodig zijn voor DAB(+). We kunnen zeggen dat DAB(+) echt een product is van elektronische evolutie.