Электронная схема
Электронная схема — изделие, сочетание отдельных электронных компонентов, таких как резисторы, конденсаторы, диоды, транзисторы и интегральные микросхемы, соединённых между собой.
Различные комбинации компонентов позволяют выполнять множество как простых, так и сложных операций, таких как усиление сигналов, обработка и передача информации и так далее Электронные схемы строятся на базе дискретных компонентов, а также интегральных схем, которые могут объединять множество различных компонентов на одном полупроводниковом кристалле.
Соединения между элементами могут осуществляться посредством проводов, однако в настоящее время чаще применяются печатные платы, когда на изолирующей основе различными методами (например, фотолитографией) создаются проводящие дорожки и контактные площадки, к которым припаиваются компоненты.
Для разработки и тестирования электронных схем применяются макетные платы, позволяющие при необходимости быстро вносить изменения в электронную схему.
Раздел электроники, изучающий проектирование и создание электронных схем, называется схемотехника.
Классификация
Обычно, при рассмотрении, электронные схемы классифицируются на:
- аналоговые;
- цифровые;
- гибридные (смешанные).
Аналоговые схемы
В аналоговых электронных схемах напряжение и ток могут изменяться непрерывно во времени, отражая какую-либо информацию. В аналоговых схемах существуют два базовых понятия: последовательное и параллельное соединения. При последовательном соединении, примером которого может быть новогодняя гирлянда, через все компоненты в цепочке течёт один и тот же ток. При параллельном соединении на выводах всех компонентов создаётся одно и то же электрическое напряжение, но токи через компоненты различаются: суммарный ток делится в соответствии с сопротивлением компонентов.
Основными элементами для построения аналоговых устройств являются резисторы (сопротивления), конденсаторы, катушки индуктивности, диоды, транзисторы, а также соединительные проводники. Обычно аналоговые схемы представляются в виде принципиальных электрических схем. За каждым элементом закреплено стандартное обозначение: например, проводники обозначаются линиями, резисторы — прямоугольниками и так далее.
Электрические цепи подчиняются законам Кирхгофа:
- алгебраическая сумма токов в любом узле цепи равна нулю;
- алгебраическая сумма падений напряжений по любому замкнутому контуру цепи равна алгебраической сумме ЭДС, действующих вдоль этого же контура. Если в контуре нет ЭДС, то суммарное падение напряжений равно нулю.
При анализе реальных схем следует учитывать паразитные элементы: так, у реальных соединительных проводников существует сопротивление и индуктивность, несколько лежащих рядом проводников образуют ёмкость и так далее.
Цифровые схемы
В цифровых схемах сигнал может принимать только несколько различных дискретных состояний, которые обычно кодируют логические или числовые значения. В подавляющем большинстве случаев используется бинарная (двоичная) логика, когда одному определённому уровню напряжения соответствует логическая единица, а другому — ноль. В цифровых схемах крайне широкое применение находят транзисторы, из которых строятся логические ячейки (вентили): И, ИЛИ, НЕ и их различные комбинации. Также, на базе транзисторов создаются триггеры — ячейки, которые могут находиться в одном из нескольких устойчивых состояний, и переключаться между ними при подаче внешнего сигнала. Последние могут быть использованы как элементы памяти: например, SRAM (статическая оперативная память с произвольным доступом) сделана на их основе. Другой тип памяти — DRAM — основан на способности конденсаторов запасать электрический заряд.
Цифровые схемы по сравнению с аналоговыми той же сложности значительно проще в разработке и анализе. Это связано с тем, что логические ячейки на выходе выдают только определённые уровни напряжений, и разработчику не надо заботиться об искажениях, усилении, смещении напряжения и прочих аспектах, которые необходимо учитывать при разработке аналоговых устройств. По этой причине, на основе логических элементов могут создаваться сверхсложные схемы с огромной степенью интеграции элементов, содержащие на одном кристалле миллиарды транзисторов, стоимость каждого из которых получается ничтожно малой. Именно это во многом и определило развитие современной электроники.
Гибридные схемы
Гибридные схемы объединяют элементы, относящиеся к аналоговой и цифровой схемотехнике. Среди прочих, к ним относятся компараторы, мультивибраторы, ФАПЧ, ЦАП, АЦП. Большинство современных радиоприборов и устройств связи используют гибридные схемы. К примеру, приёмник может состоять из аналоговых усилителя и преобразователя частот, после чего сигнал может быть преобразован в цифровую форму для дальнейшей обработки.
См. также
- Электросхема
- Интегральная схема
Примечания
- Charles Alexander and Matthew Sadiku. Fundamentals of Electric Circuits (неопр.). — McGraw-Hill, 2004.
- Richard Jaeger. Microelectronic Circuit Design (неопр.). — McGraw-Hill, 1997.
- John Hayes. Introduction to Digital Logic Design (неопр.). — Addison Wesley, 1993.
Ссылки
- Schematic Electronic Projects Circuit Diagrams- electronic blog circuits projects
- Electronic Circuit Diagrams- Simple electronic circuits and projects
- Building Gadgets- Electronic Circuits and Projects for the hobbyist
- Electronic Circuits- Videos and animations
- Nerd Kits- Tutorials
- All About Electronics- Electronics Blog
Википедия, чтение, книга, библиотека, поиск, нажмите, истории, книги, статьи, wikipedia, учить, информация, история, скачать, скачать бесплатно, mp3, видео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, картинка, музыка, песня, фильм, игра, игры, мобильный, телефон, Android, iOS, apple, мобильный телефон, Samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Сеть, компьютер, Информация о Электронная схема, Что такое Электронная схема? Что означает Электронная схема?
Ne sleduet putat s principialnoj shemoj Elektronnaya shema izdelie sochetanie otdelnyh elektronnyh komponentov takih kak rezistory kondensatory diody tranzistory i integralnye mikroshemy soedinyonnyh mezhdu soboj Integralnaya shema Intel 8742 8 bitnyj mikrokontroller vklyuchayushij v sebya CPU 128 bajt RAM 2048 bajt EPROM i porty vvoda vyvoda Pechatnaya plata s elektronnoj shemoj Razlichnye kombinacii komponentov pozvolyayut vypolnyat mnozhestvo kak prostyh tak i slozhnyh operacij takih kak usilenie signalov obrabotka i peredacha informacii i tak dalee Elektronnye shemy stroyatsya na baze diskretnyh komponentov a takzhe integralnyh shem kotorye mogut obedinyat mnozhestvo razlichnyh komponentov na odnom poluprovodnikovom kristalle Soedineniya mezhdu elementami mogut osushestvlyatsya posredstvom provodov odnako v nastoyashee vremya chashe primenyayutsya pechatnye platy kogda na izoliruyushej osnove razlichnymi metodami naprimer fotolitografiej sozdayutsya provodyashie dorozhki i kontaktnye ploshadki k kotorym pripaivayutsya komponenty Dlya razrabotki i testirovaniya elektronnyh shem primenyayutsya maketnye platy pozvolyayushie pri neobhodimosti bystro vnosit izmeneniya v elektronnuyu shemu Razdel elektroniki izuchayushij proektirovanie i sozdanie elektronnyh shem nazyvaetsya shemotehnika KlassifikaciyaObychno pri rassmotrenii elektronnye shemy klassificiruyutsya na analogovye cifrovye gibridnye smeshannye Analogovye shemyPrincipialnaya shema prostogo usilitelya primer analogovoj shemy V analogovyh elektronnyh shemah napryazhenie i tok mogut izmenyatsya nepreryvno vo vremeni otrazhaya kakuyu libo informaciyu V analogovyh shemah sushestvuyut dva bazovyh ponyatiya posledovatelnoe i parallelnoe soedineniya Pri posledovatelnom soedinenii primerom kotorogo mozhet byt novogodnyaya girlyanda cherez vse komponenty v cepochke techyot odin i tot zhe tok Pri parallelnom soedinenii na vyvodah vseh komponentov sozdayotsya odno i to zhe elektricheskoe napryazhenie no toki cherez komponenty razlichayutsya summarnyj tok delitsya v sootvetstvii s soprotivleniem komponentov Prostaya shema soderzhashaya batareyu rezistor i soedinitelnye provoda demonstriruet primenenie zakonov Oma i Kirhgofa dlya raschyota elektricheskoj cepi Osnovnymi elementami dlya postroeniya analogovyh ustrojstv yavlyayutsya rezistory soprotivleniya kondensatory katushki induktivnosti diody tranzistory a takzhe soedinitelnye provodniki Obychno analogovye shemy predstavlyayutsya v vide principialnyh elektricheskih shem Za kazhdym elementom zakrepleno standartnoe oboznachenie naprimer provodniki oboznachayutsya liniyami rezistory pryamougolnikami i tak dalee Elektricheskie cepi podchinyayutsya zakonam Kirhgofa algebraicheskaya summa tokov v lyubom uzle cepi ravna nulyu algebraicheskaya summa padenij napryazhenij po lyubomu zamknutomu konturu cepi ravna algebraicheskoj summe EDS dejstvuyushih vdol etogo zhe kontura Esli v konture net EDS to summarnoe padenie napryazhenij ravno nulyu Pri analize realnyh shem sleduet uchityvat parazitnye elementy tak u realnyh soedinitelnyh provodnikov sushestvuet soprotivlenie i induktivnost neskolko lezhashih ryadom provodnikov obrazuyut yomkost i tak dalee Cifrovye shemyOsnovnaya statya Cifrovaya elektronika V cifrovyh shemah signal mozhet prinimat tolko neskolko razlichnyh diskretnyh sostoyanij kotorye obychno kodiruyut logicheskie ili chislovye znacheniya V podavlyayushem bolshinstve sluchaev ispolzuetsya binarnaya dvoichnaya logika kogda odnomu opredelyonnomu urovnyu napryazheniya sootvetstvuet logicheskaya edinica a drugomu nol V cifrovyh shemah krajne shirokoe primenenie nahodyat tranzistory iz kotoryh stroyatsya logicheskie yachejki ventili I ILI NE i ih razlichnye kombinacii Takzhe na baze tranzistorov sozdayutsya triggery yachejki kotorye mogut nahoditsya v odnom iz neskolkih ustojchivyh sostoyanij i pereklyuchatsya mezhdu nimi pri podache vneshnego signala Poslednie mogut byt ispolzovany kak elementy pamyati naprimer SRAM staticheskaya operativnaya pamyat s proizvolnym dostupom sdelana na ih osnove Drugoj tip pamyati DRAM osnovan na sposobnosti kondensatorov zapasat elektricheskij zaryad Cifrovye shemy po sravneniyu s analogovymi toj zhe slozhnosti znachitelno proshe v razrabotke i analize Eto svyazano s tem chto logicheskie yachejki na vyhode vydayut tolko opredelyonnye urovni napryazhenij i razrabotchiku ne nado zabotitsya ob iskazheniyah usilenii smeshenii napryazheniya i prochih aspektah kotorye neobhodimo uchityvat pri razrabotke analogovyh ustrojstv Po etoj prichine na osnove logicheskih elementov mogut sozdavatsya sverhslozhnye shemy s ogromnoj stepenyu integracii elementov soderzhashie na odnom kristalle milliardy tranzistorov stoimost kazhdogo iz kotoryh poluchaetsya nichtozhno maloj Imenno eto vo mnogom i opredelilo razvitie sovremennoj elektroniki Gibridnye shemyGibridnye shemy obedinyayut elementy otnosyashiesya k analogovoj i cifrovoj shemotehnike Sredi prochih k nim otnosyatsya komparatory multivibratory FAPCh CAP ACP Bolshinstvo sovremennyh radiopriborov i ustrojstv svyazi ispolzuyut gibridnye shemy K primeru priyomnik mozhet sostoyat iz analogovyh usilitelya i preobrazovatelya chastot posle chego signal mozhet byt preobrazovan v cifrovuyu formu dlya dalnejshej obrabotki Sm takzheElektroshema Integralnaya shemaPrimechaniyaCharles Alexander and Matthew Sadiku Fundamentals of Electric Circuits neopr McGraw Hill 2004 Richard Jaeger Microelectronic Circuit Design neopr McGraw Hill 1997 John Hayes Introduction to Digital Logic Design neopr Addison Wesley 1993 SsylkiSchematic Electronic Projects Circuit Diagrams electronic blog circuits projects Electronic Circuit Diagrams Simple electronic circuits and projects Building Gadgets Electronic Circuits and Projects for the hobbyist Electronic Circuits Videos and animations Nerd Kits Tutorials All About Electronics Electronics Blog
