מיתוג

מִיתּוּג היא שיטה לשינוי זרימת זרם חשמלי במעגל חשמלי באמצעות מתגים חשמליים.

ישנן דוגמאות יום-יומיות למיתוג ביניהן הדלקת אור בחדר חשוך. על מנת להדליק את האור ניתן לשנות את מצבו של המתג החשמלי ובכך לסגור את המעגל החשמלי ולאפשר לחשמל להפעיל את הנורה. על מנת לכבות את האור, ניתן לשנות פעם נוספת את מצבו של המתג ובכך המעגל החשמלי יפתח, החשמל יפסיק לזרום במעגל והנורה תכבה. בצורה דומה, מתבצע הדבר במערכות מורכבות אף יותר בהן יש להדליק או לכבות רכיבים מסוימים או, לחלופין, להחליף בין שתי רמות מתח – גבוהה ונמוכה. בתחום זה עוסקת תורת המיתוג בחשמל ובאלקטרוניקה. לתורת המיתוג יישומים מרכזיים גם במדעי המחשב, האלקטרוניקה הספרתית והתקשורת האלקטרונית.

מיתוג במעגלים חשמליים

סימול של מתג חשמלי

ברמת המעגל החשמלי, ישנם מספר רכיבים אשר תפקידם הייעודי הוא לשמש כמתגים, החל ממתגים ידניים פשוטים המאפשרים הדלקה או כיבוי של מערכות מסוימות וכלה במערכות מורכבות המשמשות פונקציות בוליאניות-לוגיות.

המתג החשמלי הפשוט ביותר הוא המתג המוכר לכולנו מחיי היום-יום, זהו מתג המיועד לרוב כדי להפעיל ולכבות מכשירי חשמל שונים. המתג אשר נמצא בכל בית ומחובר למערכת התאורה הוא דוגמה טובה לכך. מעבר לשימוש במתג החשמלי הפשוט והידני, לעיתים יש צורך בדרכים נוספות "לנווט" בהן זרם, לשם כך משתמשים ברכיבים אלקטרוניים שונים, ביניהם דיודה, טרנזיסטור ושערים לוגיים.

הדיודה היא רכיב אלקטרוני לא סימטרי המעביר את הזרם החשמלי הזורם דרכו בכיוון אחד בלבד, בתלות באופן חיבורו. הטרנזיסטור הוא רכיב אלקטרוני בעל שלושה הדקים אשר אחד מהם - הדק בשם "הדק הבסיס" - משמש כהדק בקרה אשר "מפעיל" או "מכבה" אותו בהתאם לזרם העובר בו.

בנוסף לשימוש במתגים בסיסיים בעלי שני מצבים - "ON" ו-"OFF", ניתן לבנות מעגלים המממשים פונקציות בולאניות-לוגיות מורכבות יותר. הדבר נעשה באמצעות חיבורם של דיודות וטרנזיסטורים בתצורות מסוימות או על ידי שימוש ברכיבים ייעודיים בשם "שערים לוגיים".

מיתוג במחשבים

עקרון הפעולה של המחשב המודרני כולל שימוש בשני מתחי פעולה (הנקראים "ON" ו-"OFF" או, בכתיב לוגי, '1' (קרי: "אחד לוגי") ו- '0' (קרי: "אפס לוגי") באופן סימבולי). הלכה למעשה, בתוך הרכיבים המרכזיים של המחשב כמו המעבד או האוגר והדלגלג, ישנן כמויות רבות של מתגים מבוססי טרנזיסטורים האחראיים על וויסות מתחי הנתונים, מייצגי המידע. שפת מכונה, השפה בה עובד המחשב, היא בעצם רצף סימנים בבסיס בינארי המבטאים ייצוג ספרתי של מתחי המבוא והמוצא של המעבד כאשר כל '1' מיוצג על ידי מתח גבוה וכאשר כל '0' מיוצג על ידי מתח נמוך.

מיתוג בתקשורת

בשימוש במערכות תקשורת המונים אלקטרוניות ישנו צורך להעביר מספר אותות רב מן המוענים לנמענים, לשם כך נעשה שימוש במערכות מיתוג מתקדמות העושות שימוש בטכנולוגיות שונות.

בטלפונים ישנים, למשל, נעשה בתחילה שימוש במרכזניות אשר ביצעו מיתוג ידני של השיחות אל יעדיהן. בהמשך, עבר עולם הטלפוניה לשימוש בשיטות אלקטרומכניות על מנת לנתב את השיחות וכיום נעשה שימוש בשיטות מיתוג המבוססות על מעגלים ספרתיים.

במערכות של תקשורת ספרתית ישנו לרב צורך לטפל במספר רב מאוד של אותות המקודדים בינארית (דבר זה מתרחש במערכות טלפוניה, טלוויזיה ואינטרנט המשודרים בתקנים ספרתיים, למשל) ומערכות המיתוג הספרתיות מותאמות בהדרגה לצרכים אלה עם פיתוח הטכנולוגיה.

לימודי מיתוג

לרוב, נלמד מקצוע המיתוג במסגרת לימודי אלקטרוניקה ספרתית או במסגרת לימודי אלקטרוניקה בבתי הספר התיכוניים או באוניברסיטאות. במסגרת לימודי מיתוג נלמדים לרוב גם הלוגיקה הבוליאנית וכלים מתמטיים נלווים.

ראו גם

• קשר לוגי
• לוגיקה בוליאנית