Qualcuno potrebbe spiegare perché i computer sono costruiti per funzionare con alimentazione CC anziché CA.
È possibile realizzare un computer che funziona con CA, anche in teoria?
( Capisco che non sarebbe possibile utilizzare i diodi)
Qualcuno potrebbe spiegare perché i computer sono costruiti per funzionare con alimentazione CC anziché CA.
È possibile realizzare un computer che funziona con CA, anche in teoria?
( Capisco che non sarebbe possibile utilizzare i diodi)
I computer rappresentano tutto con bit, e normalmente questo significa un intervallo di tensione per 0 e un altro intervallo di tensione per 1. Se davvero volessi usare AC per rappresentare direttamente in qualche modo i bit, non saresti in grado di fare affidamento sulla tensione nel solito modo, poiché per definizione la tensione CA è in continua evoluzione.
Tuttavia, potresti giocare con fase o frequenza. Considera l'idea di utilizzare la fase. È possibile definire una fase di "riferimento" con un oscillatore, quindi uno 0 potrebbe essere AC con la fase che corrisponde al riferimento e 1 sarebbe AC fuori fase di 180 gradi. (o viceversa) Ma subito dovresti vedere il problema anche con questo: mentre puoi dire qual è lo stato di un bit DC praticamente istantaneamente, con questi bit AC ipotetici, dovresti aspettare una porzione significativa di un ciclo per dire che tipo di bit avevi. Quindi dovresti eseguire la tua fase di riferimento a una frequenza molto alta per ottenere prestazioni anche mediocri. Se provassi a utilizzare frequenze diverse per i bit, la situazione sarebbe altrettanto grave o peggiore.
Sarebbe interessante provare a implementare un paio di porte logiche in questo modo, ma solo come curiosità accademica.
I computer salvano lo stato salvando la tensione di un ingresso (spesso generato internamente) sull'ultimo fronte di salita. Con la tensione CC, in termini più semplici, salvano gnd come 0 logico (falso) e pwr come 1 logico (vero).
Se ignoriamo la complessità di far funzionare i transistor con una CA potenza di ingresso. ogni volta che hai salvato lo stato, dovresti sapere qual era il valore di pwr in quell'istanza. Diciamo che lo clock quando il pwr è -2V, il prossimo orologio potrebbe essere 4 V, ora hai bisogno di più di un semplice comparatore per determinare se il -2V era a terra con rumore, o logica vera in quel momento.
In secondo luogo, la fisica dei transistor non gradirebbe questo. Vedo la tua dichiarazione, non sarebbe possibile usare diodi, i transistor sono diodi, solo puntati l'uno contro l'altro con un'abilitazione per consentire una corrente di dispersione molto più alta.
Per favore fatemi sapere se c'è qualcosa Ho bisogno di aggiungere per dare più senso a questo.
Potresti usare AC con un certo numero di fasi discrete per rappresentare i numeri (dai un'occhiata alla modulazione CQAM sui modem analogici)
Questo ti permetterebbe di usare trasformatori per implementare porte logiche. (amplificatori magnetici!)
L'AC ad alta frequenza non sarebbe efficiente in CMOS, quindi non sarebbe scalabile a un numero impressionante di porte. (e cosa useresti per un cancello in un semiconduttore ??)
ma un principio simile può essere utilizzato con la luce. Puoi usare la luce laser e un insieme discreto di fasi per rappresentare i numeri. È una tecnica interessante.
Non così eccezionale con l'elettricità CA.
Sì, ma non sarebbe il computer come sappiamo. Esistono già alcune implementazioni di questi che utilizzano i relè. È facile creare una logica digitale (AND, OR, NOT) utilizzando i relè in modo simile a noi usiamo i transistor. Utilizzando i relè non sei preoccupato per il flusso di corrente, ma solo per la sua presenza o assenza. I bit sono rappresentati per lo stato del relè: attivo o meno.
Il problema principale è che con i relè non c'è quasi spazio per la miniaturizzazione, il che significa che un semplice microprocessore a 4 bit occuperebbe quasi un'intera stanza.
Ecco alcuni computer alternativi accademici, ma completamente funzionali:
http://web.cecs.pdx.edu/~harry/Relay/
Questo è un computer con relè CC a 3 bit, ma può essere facilmente modificato in relè CA
http://www.electronixandmore.com/project/relaycomputertwo/index.html
Un altro computer DC relay, con molti video
La logica di recupero dell'energia reversibile utilizza l'alimentazione CA, ma a questo punto penso che sia per lo più teorico.
Le moderne tecniche di costruzione dei semiconduttori richiedono generalmente che i transistor N siano fisicamente sopra un substrato che sia almeno negativo quanto loro (*), i transistor P siano sopra un "pozzetto" che è positivo quanto i transistor e che i pozzetti per i transistor P non essere più negativo del substrato su cui poggiano i transistor N. Questi requisiti richiedono effettivamente un potenziale di tensione CC tra i pozzetti del transistor P e il substrato. Sebbene sia possibile alimentare tutti i circuiti attivi con CA e utilizzare un'alimentazione a corrente minima per polarizzare il substrato e i pozzetti del transistor P, avere un circuito di questo tipo è in grado di mantenere lo stato durante la parte 'off' di un ciclo CA richiederebbe che avesse condensatori interni il cui comportamento fosse prevedibile. Dato che ci sono capacità parassite imprevedibili tra i transistor e il substrato / i pozzetti su cui si trovano, ottenere un comportamento affidabile sarebbe difficile.
Ci sono alcune tecniche interessanti per i contatori alimentati in CA e cose che utilizzano transistor discreti, ma tali approcci sarebbero incompatibili con le efficienze di progettazione dei chip che condividono sottostato e pozzi tra molti transistor.
(*) aggiunto per promemoria In realtà, si può farla franca con transistor che sono circa 0,7 volt oltre la tensione del substrato.