اصول اساسی
بهره برداری از دستگاه های الکترونیکی بستگی به خاصیت بنیادی ای از ماده به نام بار الکتریکی دارد . دو نوع بار الکتریکی وجود دارد: مثبت و منفی. اتم شامل هر دو نوع بار الکتریکی می باشد : ذراتی با بار مثبت ( پروتون ) و ذراتی با بار منفی ( الکترون ) .در دستگاه های الکتریکی یک نیروی الکتریکی، یا ولتاژ، ایجاد می شود که باعث می شود ذرات الکتریکی به حرکت درآیند.
حرکت ذرات باردار، جریان الکتریکی نامیده می شود. در دستگاه های الکترونیکی و در بسیاری از دستگاه های الکتریکی دیگر، در حال حاضر متشکل از یک جریان الکترون و در دیگر دستگاه های الکتریکی، مانند باتری، جریان متشکل از یک جریان یونی (اتم فاقد و یا بیش از یک الکترون دارد) می باشد.
در اغلب دستگاه های غیرالکترونیکی، برق ، انر‍‍ژی را برای اهدافی مانند حرارت یا نور و یا برای به حرکت درآوردن موتورهای الکتریکی تامین می کند. در اکثر دستگاه های الکترونیکی، برق برای نشان دادن و انتقال برخی از انواع داده ها استفاده می شود. اطلاعات ممکن است ساده باشند ، مانند هشدار دادن درب خودرو باز است، یا ممکن است پیچیده باشد، مانند صداهای تولید شده توسط یک گروهی از آلات موسیقی. تغییرات ولتاژ و جریان که باعث نشان دادن اطلاعات می شوند را سیگنال های الکتریکی می نامند.
دستگاه های الکترونیکی آنالوگ با تغییر پیوسته سیگنال های الکتریکی کار می کنند. این سیگنال ها به طور معمول برای نشان دادن مقادیری که به طور مداوم تغییر می کنند، استفاده می شوند. به عنوان مثال امواج رادیویی که در رادیو AM استفاده می شوند که به طور مداوم دارای تغییر دامنه هستند و بیانگر گام های مختلف و میزان بلندی صدا هستند، و سیگنال های تلویزیون هم بطور مداوم فرکانس های مختلفی را برای نشان دادن روشنایی و تاریکی یک تصویر به کار می برند.
دستگاه های الکترونیکی دیجیتال با توالی سیگنال هایی پالس مانند کار می کنند. این سیگنال ها کدهایی هستند برای نمایش اعداد، که به طور ویژه آن ها را برای عملیاتی که نیاز به محاسبات عددی دارند، به عنوان یک کامپیوتر دیجیتال مفید می سازند. در بسیاری از دستگاه های الکترونیکی دیجیتال، یک سری از مقادیر عددی می توان برای نشان دادن یک مقدار به طور دائم در حال تغییر، استفاده کرد. به عنوان مثال، صدای ضبط شده بر روی یک دیسک فشرده صوتی، به صورت دیجیتالی ثبت شده است.
نمودار مسیر جریان الکتریکی یا ولتاژ، متییر با زمان را شکل موج می نامند. سیگنال های آنالوگ به طورکلی شکل موج متغیری به نام شکل موج سینوسی دارند در صورتی که سیگنال های دیجیتال به طور کلی شکل موج مستطیلی دارند و دارای افزایش و کاهش ناگهانی بین دو سطح هستند.
در کل سیستم های الکترونیکی برای تشخیص انواع مختلف سیگنال ها طراحی شده اند که پس از تشخیص، این سیگنال ها را تغییر داده و یا سیگنال های جدیدی براساس سیگنال های قبلی تولید کنند. به عنوان مثال، یک سنسور لوح فشرده، تغییرات را در نور منعکس شده از سطح یک دیسک دوار تشخیص می دهد. استفاده از این اطلاعات منجر به ساخت یک جریان الکتریکی شد که باعث دوباره ایجاد شدن صدا توسط گوشی و یا بلندگو می شود.
یکی از مهم ترین توابع انجام شده توسط سیستم های الکترونیکی تشدید و یا تقویت سیگنال ضعیف است. در یک سیستم صدا، به عنوان مثال، یک سنسور لوح فشرده تنها یک سیگنال ضعیف تولید می کند. از طریق تقویت، سیستم می تواند سیگنال های بسیار قوی ترمورد نیاز گوشی و یا بلندگو تولید کند.
دیگر فعالیت های مهم انجام شده توسط سیستم های الکترونیکی شامل اصلاح، تبدیل جریان متناوب به جریان مستقیم می شود. نوسان، تولید انواع مختلف شکل موج های منظم از یک جریان مستقیم و عملیات های تعویض توابع منطقی نامیده می شوند.
