An circuit electrònic consta de diversos components electrònics com resistències, condensadors, díodes i transistors connectats per un cable, a través del qual circula corrent al circuit. El disseny de circuits electrònics generalment es dissenya primer sobre una taula de treball (prototipatge) que ajuda el dissenyador a modificar i millorar el circuit. Aquests circuits electrònics s’utilitzen en càlculs, transferència de dades i amplificacions de senyal.
Avui en dia, en lloc de connectar els components mitjançant un cable, els components es solden a les interconnexions que hi ha creada a la placa de circuits impresos (PCB) per formar un circuit acabat.
Una aproximació de circuits electrònics a la placa de pa i al PCB
Conceptes bàsics d’un procés de disseny de circuits electrònics
Tots els dispositius electrònics elementals construïts com una sola unitat. Abans de la invenció dels circuits digitals (CI), tots els transistors, díodes, resistències, condensadors i inductors individuals tenien una naturalesa discreta. Qualsevol circuit o sistema pot produir la sortida preferida en funció de la seva entrada. Aquí comentem alguns coneixements bàsics sobre el procés de disseny de circuits electrònics. A més, llegiu sobre La diferència entre circuit analògic i circuit digital
Circuit analògic
Els dissenys de circuits electrònics analògics són aquells en què el corrent o el voltatge varien amb el temps per correspondre a la informació que es representa. Els díodes, condensadors, resistències, transistors i cables són els components principals d’un circuit analògic. En els circuits analògics, els senyals elèctrics prenen el valor continu i aquests circuits es representen en diagrames esquemàtics, on els cables estan representats per línies i cada component es representa amb símbols únics. Tots els circuits analògics tenen circuits en sèrie o paral·lels o ambdós.
Un circuit analògic senzill
Circuits digitals
El disseny de circuits electrònics digitals pren els senyals elèctrics en forma de valors discrets. Les dades es representen en forma de zeros i uns. Els circuits digitals utilitzen àmpliament transistors, interconnectats per crear portes lògiques que proporcionen el funció de la lògica booleana . Els transistors estan interconnectats per proporcionar la retroalimentació positiva que s’utilitza en pestells i xancles. Per tant, els circuits digitals poden proporcionar lògica i memòria, cosa que els permet realitzar càlculs.
Circuit digital mitjançant xancles
El circuit digital s’utilitza per crear xips informàtics d’ús general, com microprocessadors i circuits integrats específics de l’aplicació.
Diagrames de circuits esquemàtics
A esquema de circuits esquemàtics és la representació de components i interconnexions en un circuit mitjançant símbols estandarditzats sense utilitzar la imatge real del component. Els diagrames de circuits s’utilitzen per al disseny, la construcció i el manteniment dels equips elèctrics i electrònics.
Diagrames de circuits esquemàtics
Tot i que no està estandarditzat, els diagrames esquemàtics s’organitzen en una pàgina d’esquerra a dreta i de dalt a baix. Igual que, en els circuits de senyalització, l’antena es troba a l’esquerra i l’altaveu a la dreta. De la mateixa manera, font d'alimentació positiva a la part superior de la pàgina, amb subministrament a terra i negatiu a la part inferior. Els diagrames de línies lògiques de relés també utilitzen mètodes estandarditzats per representar diagrames esquemàtics. Un rail d'alimentació vertical a l'esquerra i un altre a la dreta amb els components enfilats entre ells que representen una escala. Per tant, també s’anomena diagrama lògic d’escala.
Circuit de commutació electrònica
Un interruptor és un dispositiu elèctric que s’utilitza per interrompre el flux de corrent al circuit. Es tracta essencialment de dispositius binaris que estan completament activats o completament apagats. A més, els interruptors ON / OFF controlen el treball d'un circuit i activen diferents característiques del circuit.
Els interruptors són els dispositius mecànics amb dos o més terminals connectats als contactes metàl·lics. Quan els contactes estan junts, l'interruptor es tanca. Així, el corrent i el commutador actius estan activats. Quan el contacte està separat, l’interruptor està obert i no circula corrent.
Circuit de commutació electrònica
Els circuits anteriors mostren com s’utilitza l’interruptor per controlar el flux de corrent a la bombeta. A continuació es mostren els diversos commutadors que s’utilitzen als circuits electrònics.
Interruptor
L'interruptor de palanca s'actua mitjançant una palanca inclinada en una o més posicions. La palanca gira cap amunt o cap avall per tancar o obrir el contacte. Els interruptors de llum que s’utilitzen a la llar són l’exemple d’un interruptor de palanca.
Interruptor
Interruptor de polsador
L'interruptor de polsador és un dispositiu de dues posicions accionat amb un botó per obrir i tancar els contactes. Cada vegada que premeu el botó, el contacte alterna entre obrir i tancar.
Interruptor de polsador
Selector
Els interruptors selectors s’accionen amb un pom giratori o una palanca per seleccionar una o dues posicions. El selector pot reposar en qualsevol de les seves posicions, com el commutador.
Selector
Joystick
Un interruptor del joystick s’activa mitjançant una palanca lliure de moure’s en més d’un eix de moviment. La notació de cercle i punt del símbol d’interruptor indica la direcció del moviment de la palanca del joystick necessària per activar el contacte. Els interruptors manuals del joystick s’utilitzen per controlar la grua, el robot i els jocs.
Joystick
Interruptor de nivell de líquid
Un objecte flotant s'utilitza per activar el mecanisme d'interruptor quan el nivell de líquid puja a un punt fix. Quan el nivell de líquid arriba a un punt, l’objecte flotant tanca el circuit. Aquest circuit tancat es comporta, cosa que fa que realitzi la tasca específica.
Interruptor de nivell de líquid
El commutador de límit de l'actuador de palanca, el pressostat, l'interruptor de proximitat, l'interruptor de velocitat i l'interruptor de nivell nuclear són altres commutadors que s'utilitzen en els circuits electrònics.
Disseny de circuits electrònics
El disseny de circuits electrònics consisteix en l’anàlisi i la síntesi de circuits electrònics. En dissenyar un circuit analògic o un circuit digital, el dissenyador hauria de ser capaç de predir el voltatge i el corrent a cada node del circuit. Tots circuits lineals i circuits no lineals simples es pot analitzar a mà mitjançant càlculs matemàtics. Mentre que el programari s'utilitza per analitzar els circuits complexos.
El programari de simulació de disseny de circuits electrònics permet al desenvolupador dissenyar circuits de manera més eficaç i precisa, reduint encara més el temps, el cost i el risc implicats en el desenvolupament dels prototips de circuits.
Simulador de circuits
El simulador de circuits electrònics utilitza models matemàtics per reproduir el comportament d’un circuit electrònic real. El programari de simulació permet modelar el funcionament del circuit i és una eina d’anàlisi inestimable. A causa de la limitació de la taula de suport i de les eines costoses, com ara els fotomàscars per a circuits integrats, la majoria del disseny d’IC depèn de la simulació. SPICE és el simulador de circuits analògics. Verilog i VHDL són més coneguts per les simulacions digitals.
Tot i que els simuladors de plaques de circuit faciliten el desenvolupament d’un circuit gran, presenten certes complexitats en el procés de simulació. Les variacions de procés es produeixen quan es fabrica un disseny, però els simuladors de circuits no tenen en compte aquestes variacions. Tot i que les variacions són petites, afecten significativament la producció.
Es tracta de diferents processos de disseny de circuits electrònics. Considerem que la informació que es proporciona en aquest article és útil per comprendre millor aquest concepte. A més, qualsevol consulta sobre aquest article o qualsevol ajuda en la implementació Projectes electrònics , podeu acostar-vos-hi comentant a la secció de comentaris següent. Aquí teniu una pregunta, Què s’entén per circuit digital?
