Ein elektronische Schaltung besteht aus verschiedenen elektronischen Komponenten wie Widerständen, Kondensatoren, Dioden und Transistoren, die durch einen Draht verbunden sind, durch den Strom in der Schaltung fließt. Das Design der elektronischen Schaltung wird im Allgemeinen zuerst auf einem Steckbrett entworfen (Prototyping), das dem Konstrukteur bei der Modifikation und Verbesserung der Schaltung hilft. Diese elektronischen Schaltungen werden für Berechnungen, Datenübertragung und Signalverstärkungen verwendet.
Anstatt die Komponenten über einen Draht zu verbinden, werden heutzutage Komponenten an die Verbindungen gelötet, die es sind auf der Leiterplatte erstellt (PCB), um eine fertige Schaltung zu bilden.
Ein elektronischer Schaltungsansatz auf Steckbrett und Leiterplatte
Grundlagen eines Entwurfsprozesses für elektronische Schaltungen
Jedes elementare elektronische Gerät, das als eine Einheit aufgebaut ist. Vor der Erfindung digitaler Schaltungen (ICs) waren alle einzelnen Transistoren, Dioden, Widerstände, Kondensatoren und Induktivitäten diskreter Natur. Jede Schaltung oder ein System kann die bevorzugte Ausgabe basierend auf ihrer Eingabe erzeugen. Hier diskutieren wir einige Grundkenntnisse über den Entwurfsprozess elektronischer Schaltungen. Lesen Sie weiter über Der Unterschied zwischen analoger und digitaler Schaltung
Analoge Schaltung
Analoge elektronische Schaltungsentwürfe sind solche, bei denen sich Strom oder Spannung mit der Zeit ändern, um der dargestellten Information zu entsprechen. Dioden, Kondensatoren, Widerstände, Transistoren und Drähte sind die Hauptkomponenten einer analogen Schaltung. In analogen Schaltungen nehmen elektrische Signale den kontinuierlichen Wert an, und diese Schaltungen werden in schematischen Diagrammen dargestellt, wobei Drähte durch Linien dargestellt werden und jede Komponente durch eindeutige Symbole dargestellt wird. Jede analoge Schaltung hat Reihen- oder Parallelschaltungen oder beide Schaltungen.
Eine einfache analoge Schaltung
Digitale Schaltungen
Das Design digitaler elektronischer Schaltungen nimmt die elektrischen Signale in Form diskreter Werte auf. Die Daten werden in Form von Nullen und Einsen dargestellt. Digitale Schaltungen verwenden in großem Umfang Transistoren, die miteinander verbunden sind, um Logikgatter zu erstellen, die die Funktion der Booleschen Logik . Transistoren sind miteinander verbunden, um die positive Rückkopplung bereitzustellen, wie sie in Latches und Flip-Flops verwendet wird. Daher können digitale Schaltungen sowohl Logik als auch Speicher bereitstellen, so dass sie Berechnungen durchführen können.
Digitale Schaltung mit Flip-Flops
Digitale Schaltungen werden verwendet, um Allzweck-Computerchips wie Mikroprozessoren und anwendungsspezifische integrierte Schaltungen zu erstellen.
Schematische Schaltpläne
ZU schematischer Schaltplan ist die Darstellung von Komponenten und Verbindungen in einer Schaltung unter Verwendung standardisierter Symbole ohne Verwendung des tatsächlichen Bildes der Komponente. Schaltpläne werden für die Konstruktion, den Bau und die Wartung der elektrischen und elektronischen Geräte verwendet.
Schematische Schaltpläne
Obwohl es nicht standardisiert ist, sind die schematischen Diagramme auf einer Seite von links nach rechts und von oben nach unten angeordnet. Wie bei Signalschaltkreisen befindet sich die Antenne links und der Lautsprecher rechts. Ebenso positive Stromversorgung oben auf der Seite, Masse und negative Stromversorgung unten. Relaislogik-Liniendiagramme verwenden auch standardisierte Methoden zur Darstellung schematischer Diagramme. Links eine vertikale Stromversorgungsschiene und rechts eine andere, zwischen denen die Komponenten eine Leiter darstellen. Daher wird es auch als Kontaktplanlogik bezeichnet.
Elektronischer Schaltkreis
Ein Schalter ist ein elektrisches Gerät, mit dem der Stromfluss im Stromkreis unterbrochen wird. Dies sind im Wesentlichen binäre Geräte, die entweder vollständig EIN oder vollständig AUS sind. Außerdem steuern EIN / AUS-Schalter die Arbeit eines Schaltkreises und aktivieren verschiedene Merkmale des Schaltkreises.
Schalter sind mechanische Geräte mit zwei oder mehr Anschlüssen, die mit den Metallkontakten verbunden sind. Wenn die Kontakte zusammen sind, ist der Schalter geschlossen. Somit fließt der Strom und der Schalter ist auf ON. Wenn der Kontakt getrennt ist, ist der Schalter geöffnet und es fließt kein Strom.
Elektronischer Schaltkreis
Die obige Schaltung zeigt, wie der Schalter verwendet wird, um den Stromfluss in der Glühlampe zu steuern. Im Folgenden sind die verschiedenen Schalter aufgeführt, die in den elektronischen Schaltkreisen verwendet werden.
Kippschalter
Der Kippschalter wird durch einen Hebel betätigt, der in einer oder mehreren Positionen abgewinkelt ist. Der Hebel klappt nach oben oder unten, um den Kontakt zu schließen oder zu öffnen. Die im Haushalt verwendeten Lichtschalter sind das Beispiel eines Kippschalters.
Kippschalter
Druckschalter
Der Druckknopfschalter ist ein Gerät mit zwei Positionen, das mit einem Knopf zum Öffnen und Schließen der Kontakte betätigt wird. Bei jedem Drücken der Taste wechselt der Kontakt zwischen Öffnen und Schließen.
Druckschalter
Wahlschalter
Wahlschalter werden mit einem Drehknopf oder einem Hebel betätigt, um eine oder zwei Positionen auszuwählen. Der Wahlschalter kann entweder in einer beliebigen Position wie der Kippschalter ruhen.
Wahlschalter
Joystick
Ein Joystickschalter wird durch einen Hebel ausgelöst, der sich in mehr als einer Bewegungsachse frei bewegen kann. Die Kreis- und Punktnotation auf dem Schaltersymbol gibt die Richtung der Joystickhebelbewegung an, die zum Auslösen des Kontakts erforderlich ist. Joystick-Handschalter dienen zur Steuerung von Kran, Roboter und in Spielen.
Joystick
Flüssigkeitsstandsschalter
Ein schwimmendes Objekt wird verwendet, um den Schaltmechanismus zu aktivieren, wenn der Flüssigkeitsstand auf einen festen Punkt ansteigt. Wenn der Flüssigkeitsstand einen Punkt erreicht, schließt das schwimmende Objekt den Kreislauf. Dieser geschlossene Kreislauf leitet, wodurch er die spezifische Aufgabe ausführt.
Flüssigkeitsstandsschalter
Hebelaktuator-Endschalter, Druckschalter, Näherungsschalter, Geschwindigkeitsschalter und der nukleare Niveauschalter sind verschiedene andere Schalter, die in elektronischen Schaltkreisen verwendet werden.
Design elektronischer Schaltungen
Das Design elektronischer Schaltungen besteht aus der Analyse und Synthese elektronischer Schaltungen. Beim Entwerfen einer analogen oder digitalen Schaltung sollte der Entwickler in der Lage sein, die Spannung und den Strom an jedem Knoten in der Schaltung vorherzusagen. Alle lineare Schaltungen und einfache nichtlineare Schaltungen kann mit mathematischen Berechnungen von Hand analysiert werden. Während Software verwendet wird, um die komplexen Schaltkreise zu analysieren.
Die Software zur Simulation elektronischer Schaltungsentwürfe ermöglicht es dem Entwickler, Schaltungen effektiver und genauer zu entwerfen, wodurch Zeit, Kosten und Risiken bei der Entwicklung der Schaltungsprototypen weiter reduziert werden.
Leiterplatten-Simulator
Der Simulator für elektronische Schaltungen verwendet mathematische Modelle, um das Verhalten einer tatsächlichen elektronischen Schaltung zu replizieren. Die Simulationssoftware ermöglicht die Modellierung des Schaltungsbetriebs und ist ein unschätzbares Analysewerkzeug. Aufgrund der Beschränkung des Steckbretts und teurer Werkzeuge wie Fotomasken für integrierte Schaltkreise beruht der größte Teil des IC-Designs auf Simulationen. SPICE ist der Simulator für analoge Schaltungen. Verilog und VHDL sind am bekanntesten für die digitalen Simulationen.
Obwohl Leiterplattensimulatoren die Entwicklung einer großen Schaltung erleichtern, weisen sie bestimmte Komplexitäten im Simulationsprozess auf. Prozessvariationen treten auf, wenn ein Entwurf hergestellt wird, aber die Schaltungssimulatoren berücksichtigen diese Variationen nicht. Obwohl die Abweichungen gering sind, wirken sie sich erheblich auf die Ausgabe aus.
Hier dreht sich alles um den Entwurfsprozess für verschiedene Elektronikschaltungen. Wir sind der Ansicht, dass die Informationen in diesem Artikel hilfreich sind, um dieses Konzept besser zu verstehen. Darüber hinaus Fragen zu diesem Artikel oder Hilfe bei der Implementierung Elektronische Projekte können Sie sich an uns wenden, indem Sie im Kommentarbereich unten einen Kommentar abgeben. Hier ist eine Frage an Sie, Was ist mit Digital Circuit gemeint?
