Différence entre l’électronique numérique et analogique

 électronique numérique : Qu’est-ce que l’électronique numérique et le système binaire ?

Bonjour à nos chers abonnés, bienvenue dans le premier article qui sera votre passerelle vers l’apprentissage de l’électronique sous tous ses aspects. Cet article vous donnera une idée préliminaire pour comprendre l’électronique numérique, qui est l’un des domaines les plus importants dérivés du vaste domaine de l’électronique. Nous étudierons l’électronique numérique en détail dans les prochains articles, mais pour le moment, je vous fournirai une introduction générale à ce sujet et ses principales branches que nous explorerons à l’avenir. 

Qu’est-ce que le domaine de l’électronique ?

L’électronique est une science fondamentalement basée sur l’électricité, et par conséquent, on peut dire que le domaine de l’électronique est l’étude des circuits électriques. Pour mieux comprendre le concept, il faut savoir ce qu’est l’électricité. L’électricité est le mouvement des électrons dans les matériaux métalliques tels que l’or, l’argent et le cuivre, qui contiennent des électrons libres, c’est-à-dire des électrons capables de se déplacer d’un atome à un autre. Ainsi, l’électronique est le contrôle de la trajectoire et du mouvement des électrons ou, en d’autres termes, le contrôle de la trajectoire du courant électrique à travers un ensemble d’éléments et de composants électriques appelés composants électroniques, tels que les résistances, les condensateurs, les diodes, les transistors et les amplificateurs opérationnels...

Différence entre l’électronique numérique et analogique

La science de l’électronique est un vaste domaine englobant plusieurs branches, parmi lesquelles les plus importantes sont l’électronique analogique et l’électronique numérique. Alors, quelle est la différence entre les deux ?

Pour comprendre l’électronique numérique, il est nécessaire de comprendre l’électronique analogique. Commençons par revoir la définition générale de l’électronique. Nous avons dit que l’électronique est le contrôle de la trajectoire et du mouvement du courant électrique ou des signaux électriques. Le type, la nature et les valeurs de ces signaux électriques déterminent la différence entre l’électronique numérique et analogique. En ce qui concerne l’électronique analogique, c’est une branche qui étudie les signaux électriques avec de nombreuses valeurs positives et négatives, englobant diverses mesures telles que le courant, la tension, la charge, la résistance et l’inductance.Les circuits de l’électronique analogique contiennent plusieurs composants électroniques, tels que des résistances, des diodes et des inductances...

Quant à l’électronique numérique, la situation est complètement différente car ses circuits électroniques contiennent des éléments appelés circuits intégrés, qui sont principalement composés de portes logiques qui forment la base de l’électronique numérique. En ce qui concerne les signaux électriques, il n’y a que deux valeurs de tension : la première est zéro, ou 0 volt, que nous représentons avec le chiffre 0 ; la seconde est une valeur de tension positive, généralement 5 volts, que nous représentons avec le chiffre 1. Ces deux chiffres, 0 et 1, forment le système binaire que nous étudierons en détail en électronique numérique, car il est considéré comme le langage de l’électronique numérique.

Les débuts de l’électronique numérique

Historiquement, il y avait trois raisons principales à l’émergence et au développement de l’électronique numérique : la première était les tentatives des scientifiques d’inventer une calculatrice alimentée par l’électricité. La deuxième raison était la guerre, car les armées cherchaient à crypter les messages et aussi à décrypter les messages ennemis. La troisième raison était le développement du secteur industriel, qui est devenu entièrement dépendant de l’électricité, créant un besoin urgent d’électronique pour faciliter le contrôle et la gestion des machines industrielles.

l’état logique

Si nous commençons par le secteur industriel, nous avons des moteurs électriques et, comme nous le savons, un moteur électrique a deux états : soit il fonctionne et est donc connecté à l’électricité, soit il est arrêté, c’est-à-dire déconnecté de l’électricité. La même chose s’applique à une ampoule, qui a deux états : allumé ou éteint. Si nous voulons contrôler le moteur et l’électricité grâce à l’électronique, nous aurons besoin d’un système qui comprenne deux états, celui qui parfois fournit de l’électricité et parfois la coupe. En d’autres termes, nous avons besoin d’un système électronique qui traite deux valeurs électriques pour faire fonctionner un composant avec deux états opérationnels, et c’est exactement le principe de l’électronique numérique.

Branches de l'électronique numérique

Les électroniques numériques constituent un vaste domaine qui se divise en plusieurs branches. Nous avons deux sections principales en ce qui concerne l’électronique numérique, qui sont: logique combinatoire et logique séquentielle

Pour distinguer entre ces deux sections, il faut étudier chaque section, mais comme nous sommes encore au début et que nous n’avons pas approfondi l’étude de l’électronique numérique, je vais clarifier la différence entre elles de manière simplifiée. Initialement, on peut distinguer entre la logique combinatoire et la logique séquentielle dans la manière de dessiner le circuit électronique et, plus précisément, la manière de connecter les entrées et les sorties.

Fondamentalement, tout circuit électronique a des entrées et des sorties. Pour la logique combinatoire, les sorties ne sont pas directement connectées aux sorties, c’est-à-dire qu’elles sont indépendantes en termes de connexion par les fils, mais elles sont liées par des portes logiques. En revanche, dans la logique séquentielle, les sorties sont directement connectées aux sorties, de sorte que certaines sorties se transforment en entrées dans le même circuit électronique. Vous pouvez observer l’image ci-dessous pour clarifier l’idée :

système binaire

Comme je l’ai mentionné plus tôt, l’une des raisons de la création de l’électronique était les tentatives des scientifiques d’inventer une calculatrice électrique. Par conséquent, il était nécessaire de convertir les nombres compris par les humains en signaux électriques qui pouvaient être contrôlés pour effectuer des opérations mathématiques. Par conséquent, nous avons un nouveau système de numérotation différent du système décimal connu des humains, qui est basé sur deux valeurs : zéro et un. 0 représente l’absence de courant électrique, et 1 représente la présence de courant électrique. Ainsi, nous avons le système binaire.

Applications de l’électronique numérique

L’électronique numérique est aussi une vaste science avec de nombreuses applications que nous étudierons en détail. Comme nous l’avons mentionné précédemment, l’électronique numérique est basée sur le système binaire, qui est appelé langage machine ou langage informatique. Nous savons que les deux composants les plus importants d’un ordinateur sont le processeur et la mémoire, et ce sont précisément les deux applications les plus importantes de l’électronique numérique. L’électronique numérique nous permet de convertir des informations du monde réel en informations numériques qui peuvent être stockées dans des mémoires, qui sont des circuits intégrés conçus et fabriqués grâce à l’électronique numérique, et nous étudierons cette branche en détail.

De même, les circuits responsables du traitement et du contrôle des données numériques stockées dans les mémoires sont conçus à partir de l'électronique numérique. C'est le cas, par exemple, des processeurs, des microcontrôleurs et des automates programmables (API).