An Электронная схема состоит из различных электронных компонентов, таких как резисторы, конденсатор, диоды и транзисторы, соединенные проводом, через который в цепи протекает ток. Конструкция электронной схемы обычно сначала разрабатывается на макетной плате (прототипирование), что помогает разработчику модифицировать и улучшать схему. Эти электронные схемы используются в вычислениях, передаче данных и усилении сигналов.
В настоящее время вместо того, чтобы соединять компоненты проводом, компоненты припаиваются к межсоединениям, которые создается на печатной плате (PCB), чтобы сформировать законченную схему.
Электронная схема на макетной плате и печатной плате
Основы процесса проектирования электронных схем
Каждое простейшее электронное устройство построено как единое целое. До изобретения цифровых схем (ИС) все отдельные транзисторы, диоды, резисторы, конденсаторы и катушки индуктивности были дискретными по своей природе. Любая схема или система могут выдавать предпочтительный выходной сигнал на основе своего входа. Здесь мы обсуждаем некоторые базовые знания о процессе проектирования электронных схем. Также читайте о Разница между аналоговой схемой и цифровой схемой
Аналоговая схема
Аналоговые электронные схемы - это схемы, в которых ток или напряжение изменяются со временем в соответствии с представляемой информацией. Диоды, конденсаторы, резисторы, транзисторы и провода - основные компоненты аналоговой схемы. В аналоговых схемах электрические сигналы принимают непрерывное значение, и эти схемы представлены в схематических диаграммах, где провода представлены линиями, а каждый компонент представлен уникальными символами. Каждая аналоговая схема имеет последовательную, параллельную или обе цепи.
Простая аналоговая схема
Цифровые схемы
Цифровая электронная схема принимает электрические сигналы в виде дискретных значений. Данные представлены в виде нулей и единиц. Цифровые схемы широко используют транзисторы, соединенные между собой для создания логических вентилей, которые обеспечивают функция булевой логики . Транзисторы соединены между собой для обеспечения положительной обратной связи, которая используется в защелках и триггерах. Следовательно, цифровые схемы могут обеспечивать как логику, так и память, позволяя им выполнять вычисления.
Цифровая схема с использованием триггеров
Цифровая схема используется для создания вычислительных микросхем общего назначения, таких как микропроцессоры и интегральные схемы для конкретных приложений.
Принципиальные электрические схемы
К принципиальная электрическая схема представляет собой представление компонентов и соединений в цепи с использованием стандартизованных символов без использования реального изображения компонента. Принципиальные схемы используются для проектирования, изготовления и обслуживания электрического и электронного оборудования.
Принципиальные электрические схемы
Хотя это не стандартизовано, принципиальные схемы расположены на странице слева направо и сверху вниз. Мол, в сигнальной схеме антенна находится слева, а динамик - справа. Точно так же положительный источник питания вверху страницы, с заземлением и отрицательным источником питания внизу. В линейных схемах релейной логики также используются стандартизированные методы для представления принципиальных схем. Вертикальная шина электропитания слева и другая справа, между которыми натянуты компоненты, представляющие собой лестницу. Следовательно, это также называется диаграммой лестничной логики.
Схема электронного переключателя
Выключатель - это электрическое устройство, используемое для прерывания прохождения тока в цепи. По сути, это двоичные устройства, которые либо полностью включены, либо полностью выключены. Кроме того, выключатели ON / OFF контролируют работу схемы и активируют различные функции схемы.
Выключатели - это механические устройства с двумя или более выводами, которые подключены к металлическим контактам. Когда контакты вместе, переключатель замкнут. Таким образом, ток течет и переключатель включен. Когда контакты разомкнуты, переключатель разомкнут и ток не течет.
Схема электронного переключателя
На схеме выше показано, как переключатель используется для управления током в лампочке. Ниже приведены различные переключатели, используемые в электронных схемах.
Переключить переключатель
Тумблер приводится в действие рычагом, расположенным под углом в одном или нескольких положениях. Рычаг поднимается или опускается для замыкания или размыкания контакта. Выключатели света, используемые в домашнем хозяйстве, являются примером тумблера.
Переключить переключатель
Кнопочный переключатель
Кнопочный переключатель представляет собой двухпозиционное устройство, приводимое в действие кнопкой для размыкания и замыкания контактов. Каждый раз, когда вы нажимаете кнопку, контакт попеременно открывается и закрывается.
Кнопочный переключатель
Переключатель
Селекторные переключатели приводятся в действие поворотной ручкой или рычагом для выбора одного или двух положений. Селекторный переключатель может находиться в любом из своих положений, как тумблер.
Переключатель
Джойстик
Переключатель джойстика приводится в действие рычагом, который может свободно перемещаться по более чем одной оси движения. Обозначение круга и точки на символе переключателя указывает направление движения рычага джойстика, которое необходимо для срабатывания контакта. Ручные переключатели-джойстики используются для управления краном, роботом и в играх.
Джойстик
Реле уровня жидкости
Плавающий объект используется для активации механизма переключения, когда уровень жидкости поднимается до фиксированной точки. Когда уровень жидкости достигает точки, плавающий объект замыкает цепь. Этот замкнутый контур проводит, заставляя его выполнять конкретную задачу.
Реле уровня жидкости
Концевой выключатель рычажного привода, датчик давления, датчик приближения, переключатель скорости и ядерный датчик уровня - это различные другие переключатели, используемые в электронных схемах.
Разработка электронных схем
Проектирование электронных схем состоит из анализа и синтеза электронных схем. При проектировании аналоговой или цифровой схемы разработчик должен уметь прогнозировать напряжение и ток в каждом узле схемы. Все линейные схемы и простые нелинейные схемы могут быть проанализированы вручную с помощью математических вычислений. Пока программное обеспечение используется для анализа сложных схем.
Программное обеспечение для моделирования проектирования электронных схем позволяет разработчику разрабатывать схемы более эффективно и точно, дополнительно сокращая время, стоимость и риски, связанные с разработкой прототипов схем.
Печатная плата Симулятор
В имитаторе электронной схемы используются математические модели для воспроизведения поведения реальной электронной схемы. Программное обеспечение для моделирования позволяет моделировать работу схем и является бесценным инструментом анализа. Из-за ограниченности макета и дорогих инструментов, таких как фотошаблоны для интегральных схем, большая часть дизайна ИС основана на моделировании. SPICE - симулятор аналоговых схем. Verilog и VHDL наиболее известны благодаря цифровому моделированию.
Хотя имитаторы печатных плат упрощают разработку большой схемы, они создают определенные сложности в процессе моделирования. Изменения процесса возникают при изготовлении конструкции, но имитаторы схем не учитывают эти изменения. Хотя вариации невелики, они значительно влияют на результат.
Это все о процессе проектирования различных электронных схем. Мы считаем, что информация, представленная в этой статье, поможет вам лучше понять эту концепцию. Кроме того, любые вопросы по этой статье или помощь в реализации Электронные проекты , вы можете связаться с нами, оставив комментарий в разделе комментариев ниже. Вот вам вопрос, Что подразумевается под цифровой схемой?
