Ενα ηλεκτρονικό κύκλωμα αποτελείται από διάφορα ηλεκτρονικά εξαρτήματα όπως αντιστάσεις, πυκνωτές, διόδους και τρανζίστορ που συνδέονται με ένα καλώδιο, μέσω του οποίου ρέει ρεύμα στο κύκλωμα. Ο σχεδιασμός των ηλεκτρονικών κυκλωμάτων είναι γενικά σχεδιασμένος σε ένα breadboard (πρωτότυπο) που βοηθά τον σχεδιαστή για τροποποίηση και βελτίωση του κυκλώματος. Αυτά τα ηλεκτρονικά κυκλώματα χρησιμοποιούνται σε υπολογισμούς, μεταφορά δεδομένων και ενισχύσεις σήματος.
Σήμερα, αντί να συνδέονται τα εξαρτήματα μέσω καλωδίου, τα εξαρτήματα συγκολλούνται στις διασυνδέσεις που είναι δημιουργήθηκε στον πίνακα τυπωμένων κυκλωμάτων (PCB) για να σχηματίσει ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα.
Μια ηλεκτρονική προσέγγιση κυκλώματος σε Breadboard και PCB
Βασικά στοιχεία μιας διαδικασίας σχεδιασμού κυκλώματος ηλεκτρονικών
Κάθε στοιχειώδης ηλεκτρονική συσκευή κατασκευασμένη ως ενιαία μονάδα. Πριν από την εφεύρεση ψηφιακών κυκλωμάτων (IC), όλα τα μεμονωμένα τρανζίστορ, δίοδοι, αντιστάσεις, πυκνωτές και επαγωγείς είχαν διακριτικό χαρακτήρα. Κάθε κύκλωμα ή σύστημα μπορεί να παράγει την προτιμώμενη έξοδο με βάση την είσοδό του. Εδώ συζητάμε μερικές βασικές γνώσεις σχετικά με τη διαδικασία σχεδιασμού ηλεκτρονικών κυκλωμάτων. Επιπλέον, διαβάστε σχετικά Η διαφορά μεταξύ αναλογικού κυκλώματος και ψηφιακού κυκλώματος
Αναλογικό κύκλωμα
Τα αναλογικά σχέδια ηλεκτρονικών κυκλωμάτων είναι εκείνα στα οποία το ρεύμα ή η τάση ποικίλλει ανάλογα με το χρόνο που αντιστοιχεί στις πληροφορίες που αντιπροσωπεύονται. Οι δίοδοι, οι πυκνωτές, οι αντιστάσεις, τα τρανζίστορ και τα καλώδια είναι τα κύρια συστατικά ενός αναλογικού κυκλώματος. Σε αναλογικά κυκλώματα, τα ηλεκτρικά σήματα λαμβάνουν τη συνεχή τιμή και αυτά τα κυκλώματα αντιπροσωπεύονται σε σχηματικά διαγράμματα, όπου τα καλώδια αντιπροσωπεύονται από γραμμές και κάθε στοιχείο αντιπροσωπεύεται από μοναδικά σύμβολα. Κάθε αναλογικό κύκλωμα έχει σειρές ή παράλληλα ή και τα δύο κυκλώματα.
Ένα απλό αναλογικό κύκλωμα
Ψηφιακά κυκλώματα
Ο σχεδιασμός ψηφιακού ηλεκτρονικού κυκλώματος λαμβάνει τα ηλεκτρικά σήματα με τη μορφή διακριτών τιμών. Τα δεδομένα παρουσιάζονται με τη μορφή μηδενικών και μηδενικών. Τα ψηφιακά κυκλώματα χρησιμοποιούν εκτενώς τρανζίστορ, διασυνδεδεμένα για να δημιουργήσουν λογικές πύλες που παρέχουν το συνάρτηση της λογικής Boolean . Τα τρανζίστορ αλληλοσυνδέονται για να παρέχουν τη θετική ανατροφοδότηση όπως χρησιμοποιείται σε μάνδαλα και σαγιονάρες. Επομένως, τα ψηφιακά κυκλώματα μπορούν να παρέχουν λογική και μνήμη, επιτρέποντάς τους να εκτελούν υπολογισμούς.
Ψηφιακό κύκλωμα που χρησιμοποιεί Flip-Flops
Το ψηφιακό κύκλωμα χρησιμοποιείται για τη δημιουργία υπολογιστικών τσιπ γενικής χρήσης όπως μικροεπεξεργαστές και ολοκληρωμένα κυκλώματα ειδικά για εφαρμογές.
Διαγράμματα σχηματικού κυκλώματος
ΠΡΟΣ ΤΗΝ σχηματικό διάγραμμα κυκλώματος είναι η αναπαράσταση εξαρτημάτων και διασυνδέσεων σε ένα κύκλωμα χρησιμοποιώντας τυποποιημένα σύμβολα χωρίς τη χρήση της πραγματικής εικόνας του στοιχείου. Τα κυκλώματα χρησιμοποιούνται για το σχεδιασμό, την κατασκευή και τη συντήρηση του ηλεκτρικού και ηλεκτρονικού εξοπλισμού.
Διαγράμματα σχηματικού κυκλώματος
Αν και δεν είναι τυποποιημένο, τα σχηματικά διαγράμματα οργανώνονται σε μια σελίδα από αριστερά προς τα δεξιά και από πάνω προς τα κάτω. Όπως, στο κύκλωμα σηματοδότησης, η κεραία είναι προς τα αριστερά και το ηχείο προς τα δεξιά. Ομοίως, η θετική τροφοδοσία στο πάνω μέρος της σελίδας, με γείωση και αρνητική τροφοδοσία στο κάτω μέρος. Τα διαγράμματα λογικής γραμμής ρελέ χρησιμοποιούν επίσης τυποποιημένες μεθόδους για την απεικόνιση σχηματικών διαγραμμάτων. Μια κάθετη ράγα τροφοδοσίας στα αριστερά και μια άλλη στα δεξιά με τα εξαρτήματα να είναι δεμένα μεταξύ τους και αντιπροσωπεύουν μια σκάλα. Ως εκ τούτου, καλείται επίσης ως διάγραμμα λογικής σκάλας.
Ηλεκτρονικό κύκλωμα διακόπτη
Ένας διακόπτης είναι μια ηλεκτρική συσκευή που χρησιμοποιείται για να διακόψει τη ροή του ρεύματος στο κύκλωμα. Πρόκειται ουσιαστικά για δυαδικές συσκευές οι οποίες είτε είναι εντελώς ΕΝΕΡΓΗ ή εντελώς ΑΝΕΝΕΡΓΕΣ Εκτός από τους διακόπτες ON / OFF ελέγχει την εργασία ενός κυκλώματος και ενεργοποιεί διαφορετικά χαρακτηριστικά του κυκλώματος.
Οι διακόπτες είναι οι μηχανικές συσκευές με δύο ή περισσότερους ακροδέκτες που συνδέονται με τις μεταλλικές επαφές. Όταν οι επαφές είναι μαζί, ο διακόπτης είναι κλειστός. Έτσι, οι τρέχουσες ροές και διακόπτες είναι ΟΝ. Όταν η επαφή διαχωρίζεται, ο διακόπτης είναι ανοιχτός και δεν ρέει ρεύμα.
Ηλεκτρονικό κύκλωμα διακόπτη
Το παραπάνω κύκλωμα δείχνει πώς χρησιμοποιείται ο διακόπτης για τον έλεγχο της ροής ρεύματος στον λαμπτήρα. Παρακάτω είναι οι διάφοροι διακόπτες που χρησιμοποιούνται στα ηλεκτρονικά κυκλώματα.
Διακόπτης εναλλαγής
Ο διακόπτης εναλλαγής ενεργοποιείται από έναν μοχλό υπό γωνία σε μία ή περισσότερες θέσεις. Ο μοχλός γυρίζει προς τα πάνω ή προς τα κάτω για να κλείσει ή να ανοίξει την επαφή. Οι διακόπτες φωτισμού που χρησιμοποιούνται στο νοικοκυριό είναι το παράδειγμα ενός διακόπτη εναλλαγής.
Διακόπτης εναλλαγής
Διακόπτης μπουτόν
Ο διακόπτης μπουτόν είναι μια συσκευή δύο θέσεων που ενεργοποιείται με ένα κουμπί για άνοιγμα και κλείσιμο των επαφών. Κάθε φορά που πατάτε το κουμπί, η επαφή εναλλάσσεται μεταξύ ανοίγματος και κλεισίματος.
Διακόπτης μπουτόν
Διακόπτης επιλογής
Οι διακόπτες επιλογής ενεργοποιούνται με περιστροφικό κουμπί ή μοχλό για να επιλέξετε μία ή δύο θέσεις. Ο διακόπτης επιλογής μπορεί είτε να ακουμπά σε οποιαδήποτε από τις θέσεις τους όπως ο διακόπτης εναλλαγής.
Διακόπτης επιλογής
Χειριστήριο
Ένας διακόπτης χειριστηρίου ενεργοποιείται από έναν μοχλό ελεύθερο να κινείται σε περισσότερους από έναν άξονες κίνησης. Ο συμβολισμός κύκλου και κουκκίδων στο σύμβολο διακόπτη υποδεικνύει την κατεύθυνση της κίνησης μοχλού χειριστηρίου που απαιτείται για την ενεργοποίηση της επαφής. Οι διακόπτες χειρός Joystick χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο γερανού, ρομπότ και παιχνιδιών.
Χειριστήριο
Διακόπτης στάθμης υγρού
Ένα αιωρούμενο αντικείμενο χρησιμοποιείται για την ενεργοποίηση του μηχανισμού διακόπτη όταν η στάθμη υγρού ανέρχεται σε σταθερό σημείο. Όταν η στάθμη υγρού φτάσει σε ένα σημείο, το πλωτό αντικείμενο κλείνει το κύκλωμα. Αυτό το κλειστό κύκλωμα διεξάγει, κάνοντάς το να εκτελεί τη συγκεκριμένη εργασία.
Διακόπτης στάθμης υγρού
Διακόπτης ορίου ενεργοποιητή μοχλού, διακόπτης πίεσης, διακόπτης εγγύτητας, διακόπτης ταχύτητας και διακόπτης στάθμης πυρηνικής ενέργειας είναι διάφοροι άλλοι διακόπτες που χρησιμοποιούνται σε ηλεκτρονικά κυκλώματα.
Σχεδιασμός Ηλεκτρονικού Κυκλώματος
Ο σχεδιασμός ηλεκτρονικών κυκλωμάτων αποτελείται από ανάλυση και σύνθεση ηλεκτρονικών κυκλωμάτων. Κατά τον σχεδιασμό ενός αναλογικού κυκλώματος ή ψηφιακού κυκλώματος, ο σχεδιαστής θα πρέπει να μπορεί να προβλέπει την τάση και το ρεύμα σε κάθε κόμβο του κυκλώματος. Ολα γραμμικά κυκλώματα και απλά μη γραμμικά κυκλώματα μπορεί να αναλυθεί με το χέρι χρησιμοποιώντας μαθηματικούς υπολογισμούς. Ενώ το λογισμικό χρησιμοποιείται για την ανάλυση των σύνθετων κυκλωμάτων.
Το λογισμικό προσομοίωσης σχεδιασμού ηλεκτρονικού κυκλώματος επιτρέπει στον προγραμματιστή να σχεδιάζει κυκλώματα πιο αποτελεσματικά και με ακρίβεια, μειώνοντας περαιτέρω τον χρόνο, το κόστος και τον κίνδυνο που ενέχει η ανάπτυξη των πρωτοτύπων κυκλώματος.
Προσομοιωτής κυκλώματος
Ο προσομοιωτής ηλεκτρονικού κυκλώματος χρησιμοποιεί μαθηματικά μοντέλα για να αναπαράγει τη συμπεριφορά ενός πραγματικού ηλεκτρονικού κυκλώματος. Το λογισμικό προσομοίωσης επιτρέπει τη μοντελοποίηση της λειτουργίας κυκλώματος και είναι ένα πολύτιμο εργαλείο ανάλυσης. Λόγω του περιορισμού της πλακέτας ψωμιού και των ακριβών εργαλείων, όπως φωτοσυσκευές για ολοκληρωμένα κυκλώματα, το μεγαλύτερο μέρος του σχεδιασμού IC βασίζεται στην προσομοίωση. Το SPICE είναι ο προσομοιωτής αναλογικών κυκλωμάτων. Τα Verilog και VHDL είναι πιο γνωστά για τις ψηφιακές προσομοιώσεις.
Αν και οι προσομοιωτές πλακέτας κυκλώματος διευκολύνουν την ανάπτυξη ενός μεγάλου κυκλώματος, έχουν συγκεκριμένες πολυπλοκότητες στη διαδικασία προσομοίωσης. Οι παραλλαγές της διαδικασίας εμφανίζονται όταν κατασκευάζεται ένα σχέδιο, αλλά οι προσομοιωτές κυκλωμάτων δεν λαμβάνουν υπόψη αυτές τις παραλλαγές. Αν και οι παραλλαγές είναι μικρές, επηρεάζουν σημαντικά την έξοδο.
Αυτό αφορά τη Διαδικασία Σχεδιασμού Διαφόρων Κυκλωμάτων Ηλεκτρονικών. Θεωρούμε ότι οι πληροφορίες που δίνονται σε αυτό το άρθρο είναι χρήσιμες για την καλύτερη κατανόηση αυτής της έννοιας. Επιπλέον, τυχόν απορίες σχετικά με αυτό το άρθρο ή οποιαδήποτε βοήθεια στην εφαρμογή Ηλεκτρονικά έργα , μπορείτε να επικοινωνήσετε μαζί μας σχολιάζοντας την παρακάτω ενότητα σχολίων. Εδώ είναι μια ερώτηση για εσάς, Τι σημαίνει ψηφιακό κύκλωμα;
