انواع مدارها
مدارها به عنوان اجزا می توانند به دو گروه تقسیم شوند: آنالوگ و دیجیتال.
یک دستگاه خاص می تواند شامل مداری با هر یک از این نوع اجزا یا ترکیبی از آنها باشد.
1-1-6 مدار آنالوگ
بیشتر برنامه های الکترونیکی آنالوگ ، مانند گیرنده های رادیویی ، از ترکیبی از چندین مدار ساده تشکیل شده است.
در مدارهای آنالوگ از یک دامنه مداوم جریان یا ولتاژ متفاوت از سطوح گسسته در مدارهای دیجیتال استفاده می شود.
تعداد مدارهای آنالوگ اختراع شده تاکنون بسیار زیاد است زیرا
یک مدار آنالوگ می تواند با استفاده از هر یک از اجزا component واحد تا سیستمی با هزاران عنصر ساخته شود.
از مدارهای آنالوگ بعضاً به عنوان "مدارهای خطی" یاد می شود ، اگرچه بسیاری از اثرات غیرخطی در مدارهای آنالوگ استفاده می شود ، مانند؛ میکسر و تعدیل کننده.
به عنوان مثال ، چندین مدل از مدارهای آنالوگ شامل تقویت کننده های لامپ خلا و ترانزیستور ، تقویت کننده های عملیاتی و اسیلاتورها هستند.
مدارهای مدرن کاملاً آنالوگ امروزه نادر هستند
آنها از اجزای دیجیتالی و ریزپردازنده ها برای بهبود عملکرد استفاده می کنند.
این نوع مدارها معمولاً به جای آنالوگ یا دیجیتال "سیگنال های مرکب" نامیده می شوند.
گاهی اوقات تشخیص بین مدارهای آنالوگ و مدارهای دیجیتال دشوار است زیرا بعضی از مدارها هم توابع خطی و هم غیر خطی دارند.
به عنوان مثال ، مدار مقایسه ورودی را از یک دامنه ولتاژ پیوسته دریافت می کند ، اما خروجی آن فقط در یکی از دو سطح ولتاژ است ، مانند مدارهای دیجیتال.
در حقیقت ، مدارهای دیجیتالی واقعی بسیاری وجود دارند که به عنوان متغیر مدارهای آنالوگ پیاده سازی شده اند.
با این حال ، تمام جنبه های واقعی فیزیکی جهان ماهیتی آنالوگ دارند ، بنابراین تأثیرات دیجیتالی فقط از طریق رفتارهای مشابه قابل تحقق است.
2-1-6 # مدارهای دیجیتال
مدارهای دیجیتالی مدارهای الکتریکی هستند که بر اساس تعدادی سطح ولتاژ گسسته کار می کنند.
این نوع مدارها متداول ترین نمایش فیزیکی جبر بولی هستند و اساس کلیه رایانه های دیجیتال را تشکیل می دهند.
برای بیشتر مهندسان دیجیتال ، اصطلاحات "مدار دیجیتال" ، "سیستم دیجیتال" و "منطق دیجیتال" کاربرد یکسانی دارند.
اکثر مدارهای دیجیتال از یک سیستم باینری با دو سطح ولتاژ استفاده می کنند که "0" و "1" نامیده می شوند.
معمولاً "0" به سطح ولتاژ کمتری اشاره دارد و به آن "کم" گفته می شود ، در حالی که "1" به سطح ولتاژ بالا گفته می شود و High نامیده می شود.
البته برخی از سیستم ها از تعریف معکوس این حالت استفاده می کنند یا بر اساس جریان هستند.
طراحان منطقی ممکن است گاهی اوقات از تنظیمات معکوس برای ساده سازی طراحی مدارهای خود استفاده کنند.
رایانه ها ، ساعت های الکترونیکی و کنترل کننده های منطقی قابل برنامه ریزی (PLC) (که برای کنترل فرآیندهای صنعتی استفاده می شوند) بر اساس مدارهای دیجیتال ساخته شده اند.
مثال دیگر این پردازنده های سیگنال دیجیتال (DSP) است.
بلوک های پایه در مدارهای دیجیتال
درگاه های منطقی
جمع کننده
دمپایی
پیشخوان
برداشت ها
ضرب
ماشه اشمیت
دستگاه های سطح یکپارچه
ریزپردازنده ها
میکروکنترلرها
برنامه ویژه مدار مجتمع (ASIC)
پردازنده سیگنال دیجیتال (DSP)
مجموعه دروازه قابل برنامه ریزی (FPGA)
2-6 # طراحی مدار الکترونیکی
یکی از مهمترین قسمتهای مهندسی الکترونیک ، طراحی و ساخت مدارها است.
مدارها ممکن است از ساده ترین نوع با کمترین عنصر یا در پیچیده ترین حالت با هزاران جز components مانند مدارهای مجتمع در ترانزیستورها باشند.
امروزه مهندسان الکترونیک توانایی طراحی مدارها با استفاده از بلوک های زمینی پیش ساخته مانند منابع تغذیه ، اجزای نیمه هادی و مدارهای مجتمع را دارند.
نرم افزار اتوماسیون طراحی الکترونیکی EDA شامل برنامه های مربوط به طراحی تصویر شماتیک و برد مدار چاپی است.
برای طراحی یک مدار ، ابتدا باید ویژگی ها و ویژگی های مورد نیاز را تعیین کرد و سپس یک طرح اولیه از آن ایجاد کرد ،
سپس مدار طراحی شده را با توجه به معیارهای هدف (هزینه ، مصرف برق و ...) به بهینه ترین شکل تغییر داده و نمودار مدار را ترسیم می کنند.
در آخر ، مدار با استفاده از نرم افزار مخصوص شبیه سازی شده و چاپ و لحیم می شود.
پس از ساخت و تولید نهایی مدار ، آزمایش شده و در صورت کارآیی برای تولید انبوه ارسال می شود.
به دلیل پیچیدگی مدارهای الکترونیکی جدید ، آزمایش های آزمایشی قسمت مهمی از توسعه دستگاه های الکترونیکی است.
این آزمایشات برای بررسی یا بررسی طرح های مهندسان برای تشخیص خطاهای احتمالی استفاده می شود.
در گذشته ، آزمایشگاه های الکترونیکی شامل تجهیزات و دستگاه های الکترونیکی واقع در یک مکان فیزیکی بودند
امروزه بیشتر آزمایشگاه ها به نرم افزارهای شبیه سازی مانند Multisim ، Circuitlogix ، PSpics و موارد دیگر روی آورده اند.