Bilangan Biner
Dalam Elektronika Bilangan biner adalah aliran informasi dalam bentuk nol dan satu yang digunakan oleh komputer dan sistem digital.
Tidak seperti rangkaian linier, atau analog, seperti Penguat (Amplifier) AC, yang memproses sinyal yang terus berubah dari satu nilai ke nilai lain, misalnya amplitudo atau frekuensi, rangkaian digital memproses sinyal yang hanya mengandung dua tingkat atau keadaan tegangan, berlabel, Logika “0 ”Dan Logika“ 1 ”.
Secara umum, logika "1" mewakili tegangan yang lebih tinggi, seperti 5 volt, yang umumnya disebut sebagai nilai TINGGI, sementara logika "0" mewakili tegangan rendah, seperti 0 volt atau ground, dan umumnya disebut sebagai nilai RENDAH.
Kedua tingkat tegangan diskrit yang mewakili nilai digital "1" (satu) dan "0" (nol) biasanya disebut: BInary digiTs, dan dalam rangkaian dan aplikasi/penerapan digital dan komputasional mereka biasanya disebut sebagai BITS biner.
Karena hanya ada dua nilai Boolean yang valid untuk mewakili logika “1” atau logika “0”, membuat sistem menggunakan Bilangan Biner ideal untuk digunakan dalam rangkaian dan sistem digital atau elektronik.
Sistem bilangan biner adalah sistem penomoran Basis-2 yang mengikuti serangkaian aturan yang sama dalam matematika dengan sistem bilangan desimal atau basis-10 yang umum digunakan. Jadi alih-alih kekuatan sepuluh, (10n) misalnya: 1, 10, 100, 1000 dll, bilangan biner menggunakan kekuatan dua, (2n) secara efektif menggandakan nilai dari setiap bit berturut-turut saat berjalan, misalnya: 1 , 2, 4, 8, 16, 32 dll.
Tegangan yang digunakan untuk merepresentasikan rangkaian digital dapat bernilai apa pun, tetapi umumnya dalam sistem digital dan komputer, tegangan tersebut dijaga jauh di bawah 10 volt.
Dalam sistem digital, tesis tegangan disebut "level logika" dan idealnya satu level tegangan menyatakan status "TINGGI", sedangkan level tegangan lain yang berbeda dan lebih rendah mewakili status "RENDAH". Sistem bilangan biner menggunakan kedua kondisi ini.
Bentuk gelombang atau sinyal digital terdiri dari level tegangan diskrit atau khas yang berubah-ubah antara dua status "TINGGI" dan "RENDAH" ini.
Tetapi apa yang membuat sinyal atau tegangan “Digital” dan bagaimana kita dapat mewakili level tegangan “TINGGI” dan “RENDAH” ini. Rangkaian dan sistem elektronik dapat dibagi menjadi dua kategori utama.
Ini adalah rangkaian analog. Output dari Potensiometer bervariasi ketika terminal penghapus diputar menghasilkan jumlah titik tegangan output yang tak terbatas antara 0 volt dan VMAX.
Tegangan output dapat bervariasi baik secara perlahan atau cepat dari satu nilai ke nilai berikutnya sehingga tidak ada perubahan mendadak atau langkah antara dua level tegangan sehingga menghasilkan tegangan output variabel kontinu.
Contoh sinyal analog termasuk suhu, tekanan, tingkat cairan dan intensitas cahaya.
Ketika sakelar diputar dari satu posisi (atau simpul) ke tegangan keluaran selanjutnya, VOUT berubah dengan cepat dalam level tegangan diskrit dan khas yang mewakili kelipatan 1,0 volt pada setiap aksi atau langkah switching, seperti yang ditunjukkan dalam grafik output.
Jadi misalnya, tegangan output akan menjadi 2 volt, 3 volt, 5 volt, dll. Tetapi BUKAN 2.5V, 3.1V atau 4.6V. Level tegangan output yang lebih halus dapat dengan mudah diproduksi dengan menggunakan sakelar multi-posisi dan meningkatkan jumlah elemen resistif dalam jaringan pembagi potensial, sehingga meningkatkan jumlah langkah-langkah pemindahan diskrit.
Kemudian kita dapat melihat bahwa perbedaan utama antara sinyal analog atau kuantitas dan kuantitas digital adalah bahwa kuantitas "Analog" terus berubah seiring waktu sementara kuantitas "Digital" memiliki nilai diskrit (langkah demi langkah). "RENDAH" ke "TINGGI" atau "TINGGI" ke "RENDAH".
Contoh yang baik dari ini adalah peredupan cahaya di rumah Anda yang memvariasikan intensitas cahaya (kecerahan) ke atas atau ke bawah saat diputar antara sepenuhnya-ON (kecerahan maksimum) dan sepenuhnya-OFF, menghasilkan output analog yang bervariasi terus menerus.
Sementara di sisi lain, dengan sakelar lampu yang dipasang di dinding standar, cahayanya "ON" (HIGH) atau "OFF" (LOW) saat sakelar dioperasikan. Hasilnya adalah bahwa tidak ada di antara menghasilkan bentuk output digital ON-OFF.
Beberapa rangkaian menggabungkan sinyal analog dan digital seperti analog ke digital converter (ADC) atau digital ke analog converter (DAC). Bagaimanapun juga, input digital atau sinyal output mewakili nilai angka biner yang setara dengan sinyal analog.
Sebagian besar sistem logika menggunakan logika positif, dalam hal ini logika "0" diwakili oleh nol volt dan logika "1" diwakili oleh tegangan yang lebih tinggi. Misalnya, +5 volt untuk logika TTL seperti yang ditunjukkan.
Secara umum peralihan dari satu tingkat tegangan, "> 0" ke "1" atau "1" ke "0" dibuat secepat mungkin untuk mencegah kegagalan pergantian rangkaian logika.
Dalam standar TTL (transistor-transistor-logika) IC terdapat kisaran batas input dan output yang ditentukan sebelumnya untuk menentukan apa yang sebenarnya merupakan nilai logika “1” dan apa yang merupakan nilai logika “0” seperti yang ditunjukkan di bawah ini.
Kemudian, ketika menggunakan supply +5 volt setiap input tegangan antara 2.0v dan 5v diakui sebagai nilai logika “1” dan setiap input tegangan di bawah 0.8v diakui sebagai nilai logika “0”.
Sementara output dari gerbang logika antara 2.7v dan 5v mewakili nilai logika “1” dan output tegangan di bawah 0.4v mewakili nilai logika “0”. Ini disebut "logika positif" dan digunakan dalam tutorial logika digital ini.
Kemudian angka-angka biner biasanya digunakan dalam rangkaian digital dan komputer dan diwakili oleh logika “0” atau logika “1”.
Sistem penomoran biner paling cocok untuk pengkodean sinyal digital biner, karena hanya menggunakan dua digit, satu dan nol, untuk membentuk angka yang berbeda.
Jadi di bagian ini tentang bilangan biner kita akan melihat bagaimana mengkonversi angka desimal atau basis-10 menjadi angka oktal, angka heksadesimal, dan angka biner.
Jadi dalam tutorial selanjutnya tentang Bilangan Biner dan sistem bilangan biner kita akan melihat konversi bilangan desimal menjadi bilangan biner dan sebaliknya dan memperkenalkan konsep Byte dan Word untuk mewakili bagian-bagian bilangan biner yang jauh lebih besar.
Tidak seperti rangkaian linier, atau analog, seperti Penguat (Amplifier) AC, yang memproses sinyal yang terus berubah dari satu nilai ke nilai lain, misalnya amplitudo atau frekuensi, rangkaian digital memproses sinyal yang hanya mengandung dua tingkat atau keadaan tegangan, berlabel, Logika “0 ”Dan Logika“ 1 ”.
Secara umum, logika "1" mewakili tegangan yang lebih tinggi, seperti 5 volt, yang umumnya disebut sebagai nilai TINGGI, sementara logika "0" mewakili tegangan rendah, seperti 0 volt atau ground, dan umumnya disebut sebagai nilai RENDAH.
Kedua tingkat tegangan diskrit yang mewakili nilai digital "1" (satu) dan "0" (nol) biasanya disebut: BInary digiTs, dan dalam rangkaian dan aplikasi/penerapan digital dan komputasional mereka biasanya disebut sebagai BITS biner.
Biner Bit dari Nol dan Satu
Karena hanya ada dua nilai Boolean yang valid untuk mewakili logika “1” atau logika “0”, membuat sistem menggunakan Bilangan Biner ideal untuk digunakan dalam rangkaian dan sistem digital atau elektronik.
Sistem bilangan biner adalah sistem penomoran Basis-2 yang mengikuti serangkaian aturan yang sama dalam matematika dengan sistem bilangan desimal atau basis-10 yang umum digunakan. Jadi alih-alih kekuatan sepuluh, (10n) misalnya: 1, 10, 100, 1000 dll, bilangan biner menggunakan kekuatan dua, (2n) secara efektif menggandakan nilai dari setiap bit berturut-turut saat berjalan, misalnya: 1 , 2, 4, 8, 16, 32 dll.
Tegangan yang digunakan untuk merepresentasikan rangkaian digital dapat bernilai apa pun, tetapi umumnya dalam sistem digital dan komputer, tegangan tersebut dijaga jauh di bawah 10 volt.
Dalam sistem digital, tesis tegangan disebut "level logika" dan idealnya satu level tegangan menyatakan status "TINGGI", sedangkan level tegangan lain yang berbeda dan lebih rendah mewakili status "RENDAH". Sistem bilangan biner menggunakan kedua kondisi ini.
Bentuk gelombang atau sinyal digital terdiri dari level tegangan diskrit atau khas yang berubah-ubah antara dua status "TINGGI" dan "RENDAH" ini.
Tetapi apa yang membuat sinyal atau tegangan “Digital” dan bagaimana kita dapat mewakili level tegangan “TINGGI” dan “RENDAH” ini. Rangkaian dan sistem elektronik dapat dibagi menjadi dua kategori utama.
- Rangkaian Analog - Rangkaian analog atau Linear menguatkan atau merespons level tegangan yang terus berubah yang dapat bergantian antara nilai positif dan negatif selama periode waktu tertentu.
- Rangkaian Digital - Rangkaian digital menghasilkan atau merespons terlalu dua level tegangan positif atau negatif yang berbeda yang mewakili level logika “1” atau level logika “0”.
Output Analog
Contoh sederhana perbedaan antara rangkaian analog dan rangkaian digital ditunjukkan di bawah ini:Representasi Output Analog
Ini adalah rangkaian analog. Output dari Potensiometer bervariasi ketika terminal penghapus diputar menghasilkan jumlah titik tegangan output yang tak terbatas antara 0 volt dan VMAX.
Tegangan output dapat bervariasi baik secara perlahan atau cepat dari satu nilai ke nilai berikutnya sehingga tidak ada perubahan mendadak atau langkah antara dua level tegangan sehingga menghasilkan tegangan output variabel kontinu.
Contoh sinyal analog termasuk suhu, tekanan, tingkat cairan dan intensitas cahaya.
Output Digital
Dalam contoh rangkaian digital ini, penghapus potensiometer telah digantikan oleh sakelar putar tunggal yang dihubungkan secara bergantian ke setiap persimpangan rantai resistor seri, membentuk jaringan pembagi potensial base.Ketika sakelar diputar dari satu posisi (atau simpul) ke tegangan keluaran selanjutnya, VOUT berubah dengan cepat dalam level tegangan diskrit dan khas yang mewakili kelipatan 1,0 volt pada setiap aksi atau langkah switching, seperti yang ditunjukkan dalam grafik output.
Jadi misalnya, tegangan output akan menjadi 2 volt, 3 volt, 5 volt, dll. Tetapi BUKAN 2.5V, 3.1V atau 4.6V. Level tegangan output yang lebih halus dapat dengan mudah diproduksi dengan menggunakan sakelar multi-posisi dan meningkatkan jumlah elemen resistif dalam jaringan pembagi potensial, sehingga meningkatkan jumlah langkah-langkah pemindahan diskrit.
Representasi Output Digital
Kemudian kita dapat melihat bahwa perbedaan utama antara sinyal analog atau kuantitas dan kuantitas digital adalah bahwa kuantitas "Analog" terus berubah seiring waktu sementara kuantitas "Digital" memiliki nilai diskrit (langkah demi langkah). "RENDAH" ke "TINGGI" atau "TINGGI" ke "RENDAH".
Contoh yang baik dari ini adalah peredupan cahaya di rumah Anda yang memvariasikan intensitas cahaya (kecerahan) ke atas atau ke bawah saat diputar antara sepenuhnya-ON (kecerahan maksimum) dan sepenuhnya-OFF, menghasilkan output analog yang bervariasi terus menerus.
Sementara di sisi lain, dengan sakelar lampu yang dipasang di dinding standar, cahayanya "ON" (HIGH) atau "OFF" (LOW) saat sakelar dioperasikan. Hasilnya adalah bahwa tidak ada di antara menghasilkan bentuk output digital ON-OFF.
Beberapa rangkaian menggabungkan sinyal analog dan digital seperti analog ke digital converter (ADC) atau digital ke analog converter (DAC). Bagaimanapun juga, input digital atau sinyal output mewakili nilai angka biner yang setara dengan sinyal analog.
Tingkat Logika Digital
Di semua rangkaian elektronik dan komputer, hanya dua level logika yang diizinkan untuk mewakili satu status. Level-level ini disebut sebagai logika 1 atau logika 0 , TINGGI atau RENDAH, Benar atau Salah, ON atau OFF.Sebagian besar sistem logika menggunakan logika positif, dalam hal ini logika "0" diwakili oleh nol volt dan logika "1" diwakili oleh tegangan yang lebih tinggi. Misalnya, +5 volt untuk logika TTL seperti yang ditunjukkan.
Representasi Nilai Digital
Secara umum peralihan dari satu tingkat tegangan, "> 0" ke "1" atau "1" ke "0" dibuat secepat mungkin untuk mencegah kegagalan pergantian rangkaian logika.
Dalam standar TTL (transistor-transistor-logika) IC terdapat kisaran batas input dan output yang ditentukan sebelumnya untuk menentukan apa yang sebenarnya merupakan nilai logika “1” dan apa yang merupakan nilai logika “0” seperti yang ditunjukkan di bawah ini.
Tingkat Tegangan Input & Output TTL
Kemudian, ketika menggunakan supply +5 volt setiap input tegangan antara 2.0v dan 5v diakui sebagai nilai logika “1” dan setiap input tegangan di bawah 0.8v diakui sebagai nilai logika “0”.
Sementara output dari gerbang logika antara 2.7v dan 5v mewakili nilai logika “1” dan output tegangan di bawah 0.4v mewakili nilai logika “0”. Ini disebut "logika positif" dan digunakan dalam tutorial logika digital ini.
Kemudian angka-angka biner biasanya digunakan dalam rangkaian digital dan komputer dan diwakili oleh logika “0” atau logika “1”.
Sistem penomoran biner paling cocok untuk pengkodean sinyal digital biner, karena hanya menggunakan dua digit, satu dan nol, untuk membentuk angka yang berbeda.
Jadi di bagian ini tentang bilangan biner kita akan melihat bagaimana mengkonversi angka desimal atau basis-10 menjadi angka oktal, angka heksadesimal, dan angka biner.
Jadi dalam tutorial selanjutnya tentang Bilangan Biner dan sistem bilangan biner kita akan melihat konversi bilangan desimal menjadi bilangan biner dan sebaliknya dan memperkenalkan konsep Byte dan Word untuk mewakili bagian-bagian bilangan biner yang jauh lebih besar.