Na obwód elektryczny składa się z różnych elementów elektronicznych, takich jak rezystory, kondensator, diody i tranzystory połączone przewodem, przez który w obwodzie płynie prąd. Projekt obwodu elektronicznego jest zwykle projektowany najpierw na płytce prototypowej (prototypowanie), co pomaga projektantowi w modyfikacji i ulepszaniu obwodu. Te układy elektroniczne są wykorzystywane do obliczeń, przesyłania danych i wzmacniania sygnałów.
Obecnie, zamiast łączenia elementów za pomocą drutu, elementy są przylutowywane do połączeń, które są utworzony na płytce drukowanej (PCB), aby utworzyć gotowy obwód.
Podejście z obwodami elektronicznymi na płytce prototypowej i PCB
Podstawy procesu projektowania obwodów elektronicznych
Każde elementarne urządzenie elektroniczne zbudowane jako pojedyncza jednostka. Przed wynalezieniem układów cyfrowych (IC), wszystkie poszczególne tranzystory, diody, rezystory, kondensatory i cewki miały charakter dyskretny. Każdy obwód lub system może generować preferowane wyjście na podstawie swojego sygnału wejściowego. Tutaj omawiamy podstawową wiedzę na temat procesu projektowania obwodów elektronicznych. Przeczytaj również o Różnica między obwodem analogowym a cyfrowym
Obwód analogowy
Konstrukcje analogowych obwodów elektronicznych to takie, w których prąd lub napięcie zmienia się w czasie, aby odpowiadać przedstawianym informacjom. Diody, kondensatory, rezystory, tranzystory i przewody to główne elementy obwodu analogowego. W obwodach analogowych sygnały elektryczne przyjmują wartość ciągłą, a obwody te są reprezentowane na schematach, na których przewody są reprezentowane przez linie, a każdy element jest reprezentowany przez unikalne symbole. Każdy obwód analogowy ma obwody szeregowe lub równoległe lub oba.
Prosty obwód analogowy
Obwody cyfrowe
Projekt cyfrowego obwodu elektronicznego przyjmuje sygnały elektryczne w postaci wartości dyskretnych. Dane są przedstawiane w postaci zer i jedynek. Obwody cyfrowe szeroko wykorzystują tranzystory, połączone ze sobą, tworząc bramki logiczne, które zapewniają funkcja logiki Boole'a . Tranzystory są ze sobą połączone, aby zapewnić dodatnie sprzężenie zwrotne, takie jak używane w zatrzaskach i przerzutnikach. Dlatego obwody cyfrowe mogą zapewniać zarówno logikę, jak i pamięć, umożliwiając im wykonywanie obliczeń.
Obwód cyfrowy wykorzystujący przerzutniki
Obwód cyfrowy jest używany do tworzenia chipów komputerowych ogólnego przeznaczenia, takich jak mikroprocesory i układy scalone do konkretnych zastosowań.
Schematy obwodów
DO schematyczny schemat obwodu to reprezentacja komponentów i połączeń w obwodzie za pomocą znormalizowanych symboli bez użycia rzeczywistego obrazu komponentu. Schematy obwodów służą do projektowania, budowy i konserwacji wyposażenia elektrycznego i elektronicznego.
Schematy obwodów
Chociaż nie jest to ustandaryzowane, schematy są zorganizowane na stronie od lewej do prawej i od góry do dołu. Na przykład w obwodach sygnalizacyjnych antena znajduje się po lewej stronie, a głośnik po prawej. Podobnie dodatni zasilacz u góry strony, z uziemieniem i ujemnym zasilaniem u dołu. Diagramy linii logiki przekaźnika również wykorzystują standardowe metody do przedstawiania schematów. Pionowa szyna zasilająca po lewej stronie i druga po prawej stronie z elementami nawleczonymi między nimi reprezentującymi drabinę. Stąd jest również nazywany schematem logiki drabinkowej.
Elektroniczny obwód przełącznika
Przełącznik to urządzenie elektryczne służące do przerywania przepływu prądu w obwodzie. Są to zasadniczo urządzenia binarne, które są całkowicie WŁĄCZONE lub całkowicie WYŁĄCZONE. Oprócz tego włączniki / wyłączniki sterują pracą obwodu i aktywują różne funkcje obwodu.
Przełączniki to urządzenia mechaniczne z dwoma lub więcej zaciskami, które są podłączone do metalowych styków. Kiedy styki są razem, przełącznik jest zamknięty. W ten sposób prąd płynie i przełącznik jest włączony. Gdy styk jest rozłączony, przełącznik jest otwarty i nie płynie prąd.
Elektroniczny obwód przełącznika
Powyższy obwód pokazuje, w jaki sposób przełącznik służy do sterowania przepływem prądu w żarówce. Poniżej przedstawiono różne przełączniki stosowane w obwodach elektronicznych.
Przełącznik
Przełącznik dwustabilny jest uruchamiany przez dźwignię ustawioną pod kątem w jednym lub kilku położeniach. Dźwignia przesuwa się w górę lub w dół, aby zamknąć lub otworzyć styk. Przykładem przełącznika dźwigniowego są włączniki światła używane w gospodarstwie domowym.
Przełącznik
Wciśnij przycisk przełącznika
Przełącznik przyciskowy jest urządzeniem dwupozycyjnym uruchamianym przyciskiem do otwierania i zamykania styków. Za każdym naciśnięciem przycisku styk zmienia się między otwieraniem a zamykaniem.
Wciśnij przycisk przełącznika
Przełącznik wyboru
Przełączniki wybierakowe są uruchamiane za pomocą pokrętła lub dźwigni w celu wybrania jednej lub dwóch pozycji. Przełącznik wybierakowy może spoczywać w dowolnej pozycji, tak jak przełącznik dwustabilny.
Przełącznik wyboru
Drążek sterowy
Przełącznik joysticka jest wyzwalany przez dźwignię, która może się swobodnie poruszać w więcej niż jednej osi ruchu. Okrąg i kropka na symbolu przełącznika wskazują kierunek ruchu dźwigni joysticka wymagany do wyzwolenia styku. Przełączniki ręczne joysticka służą do sterowania dźwigiem, robotem oraz w grach.
Drążek sterowy
Przełącznik poziomu cieczy
Pływający obiekt jest używany do aktywacji mechanizmu przełączającego, gdy poziom cieczy wzrośnie do ustalonego punktu. Gdy poziom cieczy osiągnie punkt, pływający obiekt zamyka obwód. Ten zamknięty obwód przewodzi, sprawiając, że wykonuje określone zadanie.
Przełącznik poziomu cieczy
Wyłącznik krańcowy siłownika dźwigniowego, przełącznik ciśnienia, przełącznik zbliżeniowy, przełącznik prędkości i przełącznik poziomu jądrowego to różne inne przełączniki stosowane w obwodach elektronicznych.
Projektowanie obwodów elektronicznych
Projektowanie układów elektronicznych obejmuje analizę i syntezę układów elektronicznych. Projektując obwód analogowy lub cyfrowy, projektant powinien być w stanie przewidzieć napięcie i prąd w każdym węźle obwodu. Wszystko obwody liniowe i proste obwody nieliniowe można analizować ręcznie za pomocą obliczeń matematycznych. Podczas gdy oprogramowanie jest używane do analizy złożonych obwodów.
Oprogramowanie do symulacji projektowania obwodów elektronicznych umożliwia programiście bardziej efektywne i dokładniejsze projektowanie obwodów, co dodatkowo zmniejsza czas, koszty i ryzyko związane z opracowywaniem prototypów obwodów.
Symulator płytki drukowanej
Symulator obwodu elektronicznego wykorzystuje modele matematyczne do odtworzenia zachowania rzeczywistego obwodu elektronicznego. Oprogramowanie symulacyjne pozwala na modelowanie działania układu i jest nieocenionym narzędziem analitycznym. Ze względu na ograniczenia płytki prototypowej i drogich narzędzi, takich jak fotomaski do układów scalonych, większość projektu układu scalonego opiera się na symulacji. SPICE to symulator obwodów analogowych. Verilog i VHDL są najbardziej znane z symulacji cyfrowych.
Chociaż symulatory płytek drukowanych ułatwiają tworzenie dużego obwodu, to jednak w procesie symulacji występują pewne złożoności. Podczas wytwarzania projektu występują zmiany procesu, ale symulatory obwodów nie uwzględniają tych zmian. Chociaż różnice są niewielkie, znacząco wpływają na wydajność.
Chodzi o różne procesy projektowania obwodów elektronicznych. Uważamy, że informacje podane w tym artykule są pomocne w lepszym zrozumieniu tej koncepcji. Ponadto wszelkie pytania dotyczące tego artykułu lub pomoc w implementacji Projekty elektroniczne , możesz skontaktować się z nami, komentując w sekcji komentarzy poniżej. Oto pytanie do Ciebie, Co oznacza Digital Circuit?
