Digitale Systeme

Auszug

Digitale Systeme bieten gegenüber analog arbeitenden Systemen gewaltige Vorteile:

• Dynamik und Störimmunität: Ohne grossen Aufwand (16 Bit Auflösung wie bei der CD) erreichen digitale Systeme eine Dynamik von 90 dB gegenüber ca. 60–70 dB bei gängigen, nicht hochgezüchteten analogen Schaltungen. Dank der Wertquantisierung und der Codierung sind die zu verarbeitenden Signale weitgehend störimmun (begrenzt durch das Quantisierungsrauschen, Abschnitt 6.10). Dies ermöglicht vielschichtige und komplexe Signalverarbeitungsschritte. Bei einem analogen System hingegen würden die Signale zu stark verrauscht werden.

• Stabilität, Reproduzierbarkeit und Vorhersagbarkeit: Digitale Schaltungen leiden nicht unter Alterung, Drift, Bauteiltoleranzen usw. Sie brauchen bei der Herstellung auch keinen Abgleich, was die Fertigungskosten tief hält. Statt Werte von Komponenten bestimmen numerische Parameter das Systemverhalten. Ein digitales System lässt sich deshalb zwischen Entwurf und Realisierung mit sehr guter Genauigkeit simulieren und damit austesten. Zusammen mit der Flexibilität lässt sich die Entwicklungsphase gegenüber einem analogen System drastisch verkürzen und das Entwicklungsrisiko verkleinern.

• Flexibilität: Die Hardware besteht aus universellen Bausteinen oder sogar universellen Printkarten mit programmierbaren Bausteinen. Die anwendungsspezifischen Eigenschaften einer Schaltung (die oben erwähnten numerischen Parameter) werden durch eine Software bestimmt. Letztere ist einfach und schnell modifizierbar, deshalb lassen sich die Eigenschaften eines Systems nachträglich anpassen (Konfiguration) bzw. im Betrieb ändern (adaptive Systeme, Multi-Mode- und Multi-Norm-Geräte).