Šajā rakstā apskatīsim elektronikas pamatus – loģiskos elementus, to apzīmējumus un darbības principus. Par elektronikas pamatelementu var uzskatīt tranzistoru, to uzbūve ir samērā vienkārša un to pielietojums ir ļoti plašs. Tranzistori bieži asociējās ar pastiprinošajām ierīcēm, bet tos ļoti bieži izmanto kā elektroniskus mikroslēdžus kā piemēram mikroprocesoros.
Elektronika būtība apvieno gan [b]analogtehniku[/b], gan [b]cipartehniku[/b].
Analogtehnikā informācija tiek uzskatīta kā fizikāls lielums, mērījumi satur informāciju skaitļu veidā. Par analogu signālu tiek uzskatīts tāds signāls, kurš ierobežotā laika posmā, noteiktā mērapjomā var būt izteikts ar bezgalīgi dažādu vērtību skaitu.
Ciparu tehnikā informatīvie lielumi ir ierobežotā laika posmā, vai noteiktā mērapjomā un var pieņemt galīgi noteiktu vērtību skaitu. Veicot aprēķinus, jāpiebilst, ka analogos signālus apstrādā ar fizikālām likumsakarībām, bet ciparu signālus ar matemātiskām likumsakarībām.
Mūsdienās ļoti izplatītas ir integrālās shēmas, tās ļauj ne tikai samazināt izmaksas, bet arī izmērus, šajā rakstā apskatīsim loģiskos elementus, kas arī ir uzskatāmi kā integrālās shēmas. Pamatā visa elektronika sastāv no pieciem pamat-loģiskajiem elementiem, tos dažādi saslēdziet ir iespējams izveidot dažādas elektroniskas ierīces, vēlāk apskatīsim kā var izveidot kādu no tām.
Kā vienkāršākais un viss biežāk izmantojamais loģiskais elements ir [b]NE[/b]-loģiskais elements (negācija) [b]NOT[/b], sarunvalodā šo elementu sauc par [b]invertoru[/b].
Aplūkojot impulsa diagrammu (laika diagrammu) var redzēt kā ieejas signās tiek “invertēts”, tādējādi izejā padodot pretēju signālu.
Invertors ir vienīgais loģiskais elements, kuram ir tikai viena ieeja, pārējiem elementiem to kā minimums ir divi, toties izeja vienmēr ir viena.
[b]UN[/b]-loģiskais elements (konjunkcija) [b]AND[/b]
Kā redzams impulsu diagrammā, tad izejā loģiskais “1” tiek padots tikai tad, kad abu ieejas signāli ir “1”. Šo elementu izmanto tā sauktajās nosacījuma sistēmās, kad ir nepieciešams atļaut kādu darbību tikai tad, ja ir izpildījušies divi vai vairāki nosacījumi vienlaicīgi.
[b]Vai[/b]-loģiskais elements [b]NOR[/b]
Šis elements darbojas pēc līdzīga principa kā Un-loģiskais elements, tikai kā redzams impulsu diagramma, tad šoreiz sakrītot ieejas signāliem “0”, izejā arī tiek padota “0”. Šos elementu izmanto tāpat nosacījuma sistēmām, tikai ar atšķirību, ka pie nosacījuma, ka signāli sakritīs, tiks veikts pretējs process un izejā tiks padota loģiskā “0”.
[b]Vai-Ne[/b]-loģiskais elements [b]NOR[/b]
Šis elements pēc būtības ir elementa Vai un invertora hibrīds, jo
kā redzams diagrammā, tad pie vienādiem ieejas signāliem, šajā gadījumā “0” izejā tiek padots loģiskais “1”. Kā jau minēju raksta sākumā, visa pamatā ir tranzistori, to var aplūkot principiālajā shēmā
[b]Un-Ne[/b]-loģiskais elements [b]NAND[/b]
tāpat kā Vai-Ne elements, šis ir Un, invertora hibrīds, atiecīgais elements pie vienādiem ieejas signāliem “1” izejā dod loģisko “0”
Nākošajos rakstos aprakstīsim tādas lietas kā trigerus, skaitītājus, taimerus, šifrētājus, kodētājus un skaitīšanas sistēmas. Vēlāk būs arī piemēri kā pašam mājas apstākļos izgatavot kādu elektronisku ierīcu (piemēram elektronisku pulksteni).