Erilainen elektroniikkapiirin suunnitteluprosessi

An elektroninen piiri koostuu erilaisista elektronisista komponenteista, kuten vastuksista, kondensaattoreista, diodeista ja transistoreista, jotka on kytketty johdolla, jonka läpi virta virtaa piirissä. Elektroninen piirisuunnittelu on yleensä suunniteltu ensin leipälaudalle (prototyyppien tekeminen), joka auttaa suunnittelijaa piirin muokkaamisessa ja parantamisessa. Näitä elektronisia piirejä käytetään laskelmissa, tiedonsiirrossa ja signaalivahvistuksissa.

Nykyään komponentit juotetaan sen sijaan, että komponentit yhdistetään langan kautta, yhteenliitäntöihin, jotka ovat luotu piirilevylle (PCB) valmiiden piirien muodostamiseksi.

Elektroninen piirilähestymistapa leipälautalla ja piirilevyllä

Elektroniikan piirien suunnitteluprosessin perusteet

Jokainen elektroninen peruslaite, joka on rakennettu yhdeksi yksiköksi. Ennen digitaalisten piirien keksimistä kaikki yksittäiset transistorit, diodit, vastukset, kondensaattorit ja induktorit olivat luonteeltaan erillisiä. Mikä tahansa piiri tai järjestelmä voi tuottaa suositellun lähdön tulonsa perusteella. Tässä keskustelemme joitain perustietoja elektronisen piirin suunnitteluprosessista. Lue lisää Analogisen piirin ja digitaalisen piirin ero

Analoginen piiri

Analogisten elektronisten piirien mallit ovat sellaisia, joissa virta tai jännite vaihtelee ajan myötä vastaamaan edustettavaa tietoa. Diodit, kondensaattorit, vastukset, transistorit ja johdot ovat analogisen piirin pääkomponentteja. Analogisissa piireissä sähköiset signaalit ottavat jatkuvan arvon, ja nämä piirit on esitetty kaavakuvina, joissa johdot on esitetty viivoilla ja jokainen komponentti on esitetty ainutlaatuisilla symboleilla. Jokaisessa analogisessa piirissä on sarja tai rinnakkainen tai molemmat piirit.

Yksinkertainen analoginen piiri

Digitaaliset piirit

Digitaalisen elektronisen piirin suunnittelu ottaa sähköiset signaalit erillisten arvojen muodossa. Tiedot esitetään nollien ja nollien muodossa. Digitaaliset piirit käyttävät laajasti transistoreita, jotka on kytketty toisiinsa antamaan logiikkaportit, jotka tarjoavat Boolen logiikan funktio . Transistorit on kytketty toisiinsa, jotta saadaan positiivinen palaute salvoissa ja kiikkuissa. Siksi digitaaliset piirit voivat tarjota sekä logiikkaa että muistia, jolloin ne voivat suorittaa laskutoimituksia.

Digitaalinen piiri käyttäen flip-floppeja

Digitaalista virtapiiriä käytetään yleiskäyttöisten laskentapiirien, kuten mikroprosessorien ja sovelluskohtaisten integroitujen piirien, luomiseen.

Kaavamaiset piirikaaviot

TO kaavamainen piirikaavio on komponenttien ja yhteenliitäntöjen esitys piirissä käyttäen standardoituja symboleja käyttämättä komponentin todellista kuvaa. Kytkentäkaavioita käytetään sähkö- ja elektroniikkalaitteiden suunnitteluun, rakentamiseen ja huoltoon.

Kaavamaiset piirikaaviot

Vaikka kaavioita ei ole standardoitu, ne on järjestetty sivulle vasemmalta oikealle ja ylhäältä alas. Kuten signalointipiireissä, antenni on vasemmalla ja kaiutin oikealla. Vastaavasti positiivinen virtalähde sivun yläosassa, maadoitus ja negatiivinen syöttö alaosassa. Relelogiikan linjakaaviot käyttävät myös standardoituja menetelmiä kaaviokaavioiden esittämiseen. Pystysuora virtalähde vasemmalla ja toinen oikealla ja niiden väliin kiinnitetyt komponentit edustavat tikkaita. Siksi sitä kutsutaan myös tikapuiden logiikkakaaviona.

Elektroninen kytkinpiiri

Kytkin on sähkölaite, jota käytetään virran virtauksen keskeyttämiseen piirissä. Nämä ovat olennaisesti binaarilaitteita, jotka ovat joko kokonaan PÄÄLLÄ tai POIS PÄÄLTÄ. PÄÄLLE / POIS-kytkimet ohjaavat piirin työtä ja aktivoivat piirin eri ominaisuuksia.

Kytkimet ovat mekaanisia laitteita, joissa on kaksi tai useampia liittimiä, jotka on kytketty metallikoskettimiin. Kun koskettimet ovat yhdessä, kytkin on kiinni. Siten virta kulkee ja kytkin on PÄÄLLÄ. Kun kosketin on erillään, kytkin on auki eikä virtaa virtaa.

Elektroninen kytkinpiiri

Yllä olevat piirit osoittavat, kuinka kytkintä käytetään polttimon virran ohjaamiseen. Alla ovat elektronisissa piireissä käytettävät kytkimet.

Vaihda kytkin

Vaihtokytkintä käytetään yhdellä tai useammalla asennolla kulmassa olevalla vipulla. Vipu kääntyy ylös tai alas koskettimen sulkemiseksi tai avaamiseksi. Kotitalouden valokytkimet ovat esimerkki vaihtokytkimestä.

Vaihda kytkin

Painikekytkin

Painikekytkin on kaksiasentoinen laite, jota käytetään painikkeella koskettimien avaamiseksi ja sulkemiseksi. Aina kun painat painiketta, kosketin vaihtaa avaamisen ja sulkemisen välillä.

Painikekytkin

Valintakytkin

Valintakytkimiä käytetään kiertonupilla tai vivulla yhden tai kahden asennon valitsemiseksi. Valintakytkin voi olla joko missä tahansa asennossaan, kuten vaihtokytkin.

Valintakytkin

Ohjaussauva

Ohjainkytkimen laukaisee vipu, joka voi liikkua vapaasti useammassa kuin yhdessä liikeakselissa. Kytkinsymbolin ympyrä ja pistemerkintä ilmaisevat ohjaussauvan vivun liikkeen suunnan, jota tarvitaan koskettimen käynnistämiseen. Ohjaussauvan käsikytkimiä käytetään nosturin, robotin ja peleissä.

Ohjaussauva

Nestetason kytkin

Kelluvaa esinettä käytetään kytkinmekanismin aktivoimiseen, kun nestetaso nousee kiinteään pisteeseen. Kun nestetaso saavuttaa pisteen, kelluva esine sulkee piirin. Tämä suljettu piiri johtaa, jolloin se suorittaa tietyn tehtävän.

Nestetason kytkin

Vivun toimilaitteen rajakytkin, painekytkin, lähestymiskytkin, nopeuskytkin ja ydintason kytkin ovat useita muita elektronisissa piireissä käytettäviä kytkimiä.

Elektronisen piirin suunnittelu

Elektronisen piirin suunnittelu koostuu elektronisten piirien analysoinnista ja synteesistä. Suunnittelessaan analogista piiriä tai digitaalista piiriä suunnittelijan tulisi pystyä ennustamaan jännite ja virta jokaisessa piirin solmussa. Kaikki lineaariset piirit ja yksinkertaiset epälineaariset piirit voidaan analysoida käsin matemaattisilla laskelmilla. Ohjelmistoa käytetään monimutkaisten piirien analysointiin.

Elektronisen piirin suunnittelusimulaatio-ohjelmiston avulla kehittäjä voi suunnitella piirejä tehokkaammin ja tarkemmin, mikä vähentää edelleen piirien prototyyppien kehittämiseen liittyvää aikaa, kustannuksia ja riskejä.

Piirilevyn simulaattori

Elektroninen piirisimulaattori käyttää matemaattisia malleja toistamaan todellisen elektronisen piirin käyttäytymistä. Simulaatio-ohjelmisto mahdollistaa piirien toiminnan mallintamisen ja on korvaamaton analyysityökalu. Leipälevyn ja kalliiden työkalujen, kuten integroitujen piirien fotosäkeiden, rajoitusten vuoksi suurin osa IC-suunnittelusta perustuu simulointiin. SPICE on analogisten piirien simulaattori. Verilog ja VHDL tunnetaan parhaiten digitaalisista simulaatioista.

Vaikka piirilevysimulaattorit helpottavat suuren piirin kehittämistä, ne tietyt monimutkaisuudet simulointiprosessissa. Prosessi vaihtelee, kun malli valmistetaan, mutta piirisimulaattorit eivät ota huomioon näitä muunnelmia. Vaikka vaihtelut ovat pieniä, ne vaikuttavat merkittävästi tuotokseen.

Kyse on erilaisesta elektroniikkapiirin suunnitteluprosessista. Katsomme, että tässä artikkelissa annetut tiedot auttavat sinua ymmärtämään paremmin tätä käsitettä. Lisäksi kaikki tätä artikkelia koskevat kyselyt tai apua toteutuksessa Sähköiset projektit , voit ottaa meihin yhteyttä kommentoimalla alla olevassa kommenttiosassa. Tässä on kysymys sinulle, Mitä tarkoittaa digitaalinen piiri?