Şemayı girdi / çıktı açısından nasıl yorumlayabilirim [kapalı]

Hobi için elektronik eğitimi alan programcıyım (ama sadece eğlence için değil, ciddi bir program). Dijital elektronik konusunda makul bir bilgiye sahip olduğumu düşünüyorum. Örneğin, VHDL'deki işlemcileri, basit GPU'ları, ağ kartlarını, RAM denetleyicilerini vb. Daha sonra bir FPGA'ya anlattım. Dijital elektronik konusunda, şu ana kadar sahip olduğum bilgi türü budur.

Şimdi analog elektronik konusunda bilgimi geliştirmek istiyorum. Şimdiye kadar çalıştım: transistörler, bjt amplifikatörleri, opampler, RLC devreleri, pasif ve aktif filtreler, basit doğrusal fontlar ve örneğin 555 gibi bazı klasik IC'ler.

Ama hala eksik olduğum şey, aşağıdaki anlamda bir anolog devre şemasını okuma ve anlama yeteneğidir: bir dijital devre şeması gördüğümde, girişlerin ve çıkışların nerede olduğunu, devredeki veri akışını ve nasıl olduğunu tanımlamak kolaydır her aşama giriş sinyalini dönüştürür. Örneğin, giriş ve çıkış açısından aşağıdaki görüntünün akıl yürütmesi kolaydır.

Fakat bir analog devre şemasını okurken, dikkatli bir çalışma ile bile şemayı bloklar / parçalar halinde kendim bölemiyorum. Örneğin, aşağıdaki şema (bir SPMS):

Seri ve paralel bağlantılarda çok fazla olduğundan ve akım devrelerin bazı kısımlarında her iki yönde de akabildiğinden, girdi ve çıktı açısından akıl yürütmek benim için zordur.

Öyleyse sorum şu: analog devre şemalarını, giriş / çıkış açısından dijital şemalara (örneğin mantık kapıları) aynı şekilde okumanın ve yorumlamanın bir yolu var mı? Veya analog devre için devre hakkında başka bir akıl yürütme yolu var mı? Başka bir deyişle: analog şemaları okumak ve yorumlamak için sistematik bir yol, algoritmik bir yol var mı, yoksa her devre geçici bir analiz mi gerektiriyor? Elektrik mühendislerinin kullandığı bir soyutlama var mı?

Şimdiye kadar denediklerim: sinyallerin soyutlamasını kullanan bir devre hakkında akıl yürütmek; bir devreyi tamponlar açısından ayırmaya çalışın (giriş / çıkış empedansı nedeniyle), ancak bu şu ana kadar işe yaramadı çünkü tüm devrelerin tamponları veya sinyalleri ile çalışmaz. Ayrıca önce IC'lere ve ardından çevresindeki ayrık bileşenlere bakarak bir devreyi ayırmaya çalıştım. Sonra IC'nin veri sayfasına gidip talimatlar için okurdum. Ancak bu, tüm durumlar için işe yaramadı çünkü tüm devrelerin IC'leri yoktur.

Hedeflerim şematik olarak verildiğinde fonksiyonel blokları tanımlamaya çalışın: filtreler, amplifikatörler vb. Ve; Yukarıdaki SPMS gibi karmaşıklığın şemalarını (benim için en önemli hedef) tasarlayabilmek. Yani her iki durumda da bir aşamanın diğerine nasıl bağlandığını anlamam gerekiyor.

Sorum biraz belirsizse özür dilerim. Dediğim gibi, ben bir programcıyım, elektrik mühendisi değilim ve hala anahtar kelimelerden ve kavramlardan yoksundur. Mümkünse, lütfen sorumu geliştirmeme yardımcı olun.

Her şey kalıp tanımlama ile ilgilidir ve bunu daha basit şemalara bakarak ve oradan inşa ederek elde edersiniz. Genellikle, insanlar oldukça sınırlı bir dizi seçenekten tasarım desenleri seçerler ve böylece birkaç tanesini tanıdıktan sonra tasarımın hangi bölümlerinin ne yaptığını anlamaya başlayabilirsiniz. Bundan sonra, bunları görmezden gelebilir ve çabalarınızı bilmediğiniz bitleri anlamaya yoğunlaştırabilirsiniz.

Sıklıkla bir meydan okuma buldum şematik gerçek düzeni. Örneğin, SMPS şemanızda, dikdörtgen bir alana sıkıca sığması için açıkça yapılmıştır, böylece bazı desenler ders kitabı düzenlemelerinde yer almaz. Pratik yapın, pratik yapın, pratik yapın ve yardıma ihtiyacınız olduğunda burada sorun :)

Şemanın içeriği size devreye giden ilk rotayı verir.

Örneğin, bir SMPS gösterdiniz. Tanım olarak, bu bir güç girişi alır ve düzenlenmiş bir DC çıkışı sağlar. Şimdi sol üstte 'GİRİŞ FİLTRESİ' ve sağ üstte 'DC ÇIKIŞI kelimelerini bulana kadar şemayı taramanız gerekiyor.

Bu devre içinde, bireysel olarak bir girişi ve bir çıkışı olan ve genel işlevi yerine getirmek için birbirine bağlanan birçok blok olacaktır. Burada parça kimliği arkadaşınızdır ve birkaç kez googledikten sonra sayılara hızlı bir şekilde alışacaksınız. TL494 ve 78L05, sırasıyla bir anahtar modu kontrolörü ve bir düşük güç voltaj regülatörüdür. Bunlar için veri sayfalarını okursunuz ve size parçaların ne yaptığını ve pim işlevlerinin ne olduğunu söylerler.

Dijital ve analog için seçtiğiniz örnekler biraz aşırı. Bir MCU'nun şemasını gönderdiyseniz, RAM ve ALU ve çevre birimleri arasında otobüsler ve ... aradığınızı bilmediğiniz sürece genel fikir, hiçbir giriş veya çıkış açık değildir. ABC mantık işleviniz için karmaşıklıkta analog eşdeğeri TL494 ile 78L05 arasında bir yerde olacaktır. SMPS eşdeğeri MCU olacaktır.

Sayılara alışın, veri sayfaları için google kullanın, işlevsel bloklara (SPI çevre birimleri gibi) ayrılın, basit başlayın ve çok sayıda pratik yapın. Yeni bir alana girdiğinizde kafanızın patlaması son derece normaldir.

Opamps ve 555'ler çalışmış olabilirsiniz , ancak onlardan bir şey inşa ettiniz mi? Elektronik gerçekten pratik bir disiplindir. Bir breadboard ve DMM almak istemiyorsanız, en azından bir devre simülatörü ile oynayın. Programlama kılavuzlarını okudum ve anladığımı düşünüyorum, ama 'Merhaba Dünya'nın çalışmasının ötesinde, anlamadığımı ve şimdi yapmadığımı fark ettiğim bir şey elde edene kadar değil.

Sanırım bir tür akış şeması arıyorsunuz, bir bilgisayar programı gibi başından sonuna kadar bazı algoritmalar tarafından değerlendirilebilecek bir şey arıyorsunuz. Şemanın makinenin ne yaptığını açıklamasını beklersiniz. Ancak elektrik mühendisi, makinenin nasıl inşa edildiğini görmek için bir şemaya bakar. Ne yaptığını ve nasıl çalıştığını görmek için deneyim, bağlam ve diğer kaynakları kullanır.

Sağladığınız dijital "devre şeması" bir devre şemasının bir adım ötesindedir. Güç kaynağı nerede? Ne tür bir IC kullanıyorum? Hangi kapılar hangi IC'lerde? Pin numaraları nelerdir? Kondansatörleri ayırmaya ne dersiniz? Konnektörler? ESD koruması?

Hiçbir şey benzer devrelerdeki şemaların analog devreler için var olamayacağını söyleyemez. Örneğin, burada çok temel bir yazılım tanımlı radyo:

^{bu devreyi simüle et - CircuitLab kullanılarak oluşturulan şematik}

İşte bir diğeri, bir Softrock Lite II :

Tek fark şematikte bulunan ayrıntı miktarıdır. Biri, devreyi net giriş ve çıkışlarla fonksiyonel bloklara damıtır. Diğeri, devredeki her bir fiziksel bileşenin ve bunların nasıl bağlandığının tam bir açıklamasını sağlar.

Şemaları girdi ve çıktı açısından nasıl yorumlayacağınızı sordunuz. İşlevsel blokları gösteren şematik bir türse, kolaydır.

Ancak elektronik bir devreyi gösteren tür ise, genellikle mümkün değildir. Elektronik devre, saat veya jet motoru veya kalemtıraş gibi bir makinedir. Şematik bir taslak gibidir: makineyi nasıl yapacağınızı değil, nasıl inşa edeceğinizi anlatır. Şematik bir akış şeması değildir. Elektronik bileşenler, bir bilgisayar programındaki talimatlar gibi birer birer çalışmaz. Hepsi aynı anda koşuyorlar. Şematikteki bir satır mutlaka bir uçtaki bir girişe ve diğer uçtaki bir çıkışa bağlı değildir. Bir bilgi akışını göstermez. Aksine, sadece iki parçanın elektriksel olarak konuşarak "dokunduğunu" gösterir.