\section{Grundlagen der Elektronik} \label{sec:grund}

\subsection{Analog vs. Digital}

Signale haben in der Elektrotechnik eine grosse Bedeutung. Wir unterscheiden zwischen zwei verschiedenen Signalen.

\dfn{Das analoge Signal}{
	Analoge Signale haben kontinuierliche Werte und liefern deshalb unendlich genaue Informationen. \cite{Luisier2024}

	\includegraphics[width=\linewidth]{fig/Fig_1.png} \cite{Luisier2024}
}

\dfn{Das digitale Signal}{
	Digitale Signale bestehen aus diskreten Werten und hängen von der Betrachtungsart ab. \cite{Luisier2024}

	\includegraphics[width=\textwidth]{fig/Fig_2.png} \cite{Luisier2024}
}

In den meisten Fällen interessieren uns die Werte der digitalen Signale da diese ausreichend Daten liefern. Nun stellt sich die Frage welche Auflösung man haben möchte und wie sie dargestellt werden sollen.
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Die Auflösung hängt nach Anwendungsbereich ab. Je nachdem braucht man eine höhere oder eine tiefere Auflösung. Für die Darstellung werden hauptsächlich Bits verwendet.

\dfn{Bit}{
	Ein Bit (binäre Stelle, englisch: Binary digit) kann verwendet werden, um Zustände darzustellen. \cite{Luisier2024}
}

Bits können zwei Zustände haben: 1 und 0. Mehrere Bits hintereinander nennt man Codierung. Das erste Bit wird "Most Significant Bit" (MSB, höchstes Gewicht) genannt, das letzte "Least Significant Bit" (LSB, niedriges Gewicht). Wie tut man nun mit Bits Daten darstellen?
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Bits können verschiedene Zustände annehmen. Diese Zustände können zu bestimmten Daten korrespondieren. Je mehr Bits man hat, desto mehr Daten kann man darstellen. Genauer gesagt kann man die Anzahl Zustände $z$ mit den Anzahl Bits $n$ wie folgt berechnen.

\[
	z = 2 ^{n}
	.\]

\subsection{Strom und Spannung}

In NUS I haben wir das Konzept von Strom und Spannung angeschaut. In der Digitaltechnik werden wir nun diese verwenden, um die Zustände von Bits darzustellen.
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Die Digitaltechnik verwendet zwei verschiedene Methoden, um Bits darzustellen.

\dfn{Darstellung der Bits durch Spannung}{
	Der Zustand vom Bit kann durch die Menge der Spannung bestimmt werden. Ist die Spannung auf High (0.8 - 1 $V$), so hat der Bit den Zustand 1. Hat die Spannung einen Wert von 0 - 0.15 $V$ (Low), so hat der Bit den Zustand 0.

	\includegraphics[width=0.3\textwidth]{fig/Fig_3.png} \cite{Luisier2024}
}

\dfn{Darstellung der Bits durch Schalter}{
	Bits können auch durch Schalter, genauer gesagt durch Relais dargestellt werden. Liegt beim Eingang vom Relais keine Spannung vor, so bleibt der Relais offen und der Zustand vom Bit ist 0. Im umgekehrten Fall schliesst sich der Relais und der Zustand vom Bit ist 1.

	\includegraphics[width=0.8\textwidth]{fig/Fig_4.png} \cite{Luisier2024}
}