さまざまな電子回路設計プロセス

問題を排除するために楽器を試してください





アン 電子回路 抵抗、コンデンサ、ダイオード、トランジスタなどのさまざまな電子部品がワイヤで接続されており、回路に電流が流れます。電子回路の設計は、通常、設計者が回路を変更および拡張するのに役立つブレッドボードファースト(プロトタイピング)で設計されます。これらの電子回路は、計算、データ転送、信号増幅に使用されます。

今日では、コンポーネントをワイヤで接続する代わりに、コンポーネントは相互接続にはんだ付けされています。 プリント基板上に作成 (PCB)完成した回路を形成します。




電子回路設計-ブレッドボードとPCBの電子回路アプローチ

ブレッドボードとPCBの電子回路アプローチ

電子回路設計プロセスの基本

単一のユニットとして構築されたすべての基本的な電子デバイス。デジタル回路(IC)が発明される前は、個々のトランジスタ、ダイオード、抵抗、コンデンサ、インダクタはすべてディスクリートでした。どの回路またはシステムでも、その入力に基づいて優先出力を生成できます。ここでは、電子回路の設計プロセスに関するいくつかの基本的な知識について説明します。さらに読む アナログ回路とデジタル回路の違い



アナログ回路

アナログ電子回路の設計は、電流または電圧が時間とともに変化して、表されている情報に対応するものです。ダイオード、コンデンサ、抵抗、トランジスタ、ワイヤは、アナログ回路の主要コンポーネントです。アナログ回路では、電気信号は連続値を取り、これらの回路は回路図で表されます。ここで、ワイヤは線で表され、各コンポーネントは一意の記号で表されます。すべてのアナログ回路には、直列または並列、あるいは両方の回路があります。

シンプルなアナログ回路

シンプルなアナログ回路

デジタル回路

デジタル電子回路設計は、離散値の形式で電気信号を受け取ります。データは0と1の形式で表されます。デジタル回路はトランジスタを広範に使用し、相互接続して論理ゲートを作成し、 ブール論理の関数 。トランジスタは相互接続されており、ラッチやフリップフロップで使用される正のフィードバックを提供します。したがって、デジタル回路はロジックとメモリの両方を提供し、計算を実行できるようにします。

フリップフロップを使用したデジタル回路

フリップフロップを使用したデジタル回路

デジタル回路は、マイクロプロセッサや特定用途向け集積回路などの汎用コンピューティングチップを作成するために使用されます。


回路図

回路図 は、コンポーネントの実際のイメージを使用せずに、標準化されたシンボルを使用した回路内のコンポーネントと相互接続の表現です。回路図は、電気電子機器の設計、建設、保守に使用されます。

回路図

回路図

標準化されていませんが、スケマティックダイアグラムは左から右、上から下のページに編成されています。同様に、信号回路では、アンテナは左側にあり、スピーカーは右側にあります。同様に、ページの上部に正の電源があり、下部にアースと負の電源があります。リレーロジックラインダイアグラムも、標準化された方法を使用してスケマティックダイアグラムを表します。左側と右側に垂直電源レールがあり、それらの間にコンポーネントが張られてはしごを表しています。したがって、ラダーロジック図とも呼ばれます。

電子スイッチ回路

スイッチは、回路内の電流の流れを遮断するために使用される電気機器です。これらは基本的に、完全にオンまたは完全にオフのバイナリデバイスです。 ON / OFFスイッチに加えて、回路の動作を制御し、回路のさまざまな機能をアクティブにします。

スイッチは、金属接点に接続された2つ以上の端子を備えた機械装置です。接点が一緒になると、スイッチが閉じます。したがって、電流が流れ、スイッチがオンになります。接点が離れている場合、スイッチは開いており、電流は流れません。

電子スイッチ回路

電子スイッチ回路

上記の回路は、スイッチを使用して電球に流れる電流を制御する方法を示しています。以下は、電子回路で使用されるさまざまなスイッチです。

トグルスイッチ

トグルスイッチは、1つまたは複数の位置で角度が付けられたレバーによって作動します。レバーが上下に反転して、接点を開閉します。家庭で使用されている電灯のスイッチは、トグルスイッチの一例です。

トグルスイッチ

トグルスイッチ

押しボタンスイッチ

押しボタンスイッチは、接点を開閉するためのボタンで作動する2位置デバイスです。ボタンを押すたびに、接点は開閉を交互に繰り返します。

押しボタンスイッチ

押しボタンスイッチ

セレクタースイッチ

セレクタースイッチは、ロータリーノブまたはレバーで操作して、1つまたは2つの位置を選択します。セレクタースイッチは、トグルスイッチのように任意の位置に置くことができます。

セレクタースイッチ

セレクタースイッチ

ジョイスティック

ジョイスティックスイッチは、複数の運動軸で自由に動くレバーによってトリガーされます。スイッチ記号の円とドットの表記は、接触をトリガーするために必要なジョイスティックレバーの動きの方向を示します。ジョイスティックのハンドスイッチは、クレーン、ロボット、およびゲームの制御に使用されます。

ジョイスティック

ジョイスティック

液面スイッチ

液面が一定点まで上昇したときに、フローティングオブジェクトを使用してスイッチメカニズムをアクティブにします。液面がポイントに達すると、浮遊物が回路を閉じます。この閉回路が導通し、特定のタスクを実行します。

液面スイッチ

液面スイッチ

レバーアクチュエータのリミットスイッチ、圧力スイッチ、近接スイッチ、速度スイッチ、核レベルスイッチは、電子回路で使用される他のさまざまなスイッチです。

電子回路設計

電子回路の設計は、電子回路の分析と合成で構成されています。アナログ回路またはデジタル回路を設計する際、設計者は回路内のすべてのノードの電圧と電流を予測できる必要があります。すべて 線形回路と単純な非線形回路 数学的計算を使用して手作業で分析できます。ソフトウェアは複雑な回路を分析するために使用されますが。

電子回路設計シミュレーションソフトウェアを使用すると、開発者は回路をより効果的かつ正確に設計でき、回路プロトタイプの開発に伴う時間、コスト、およびリスクをさらに削減できます。

回路基板シミュレータ

電子回路シミュレータは、数学モデルを使用して実際の電子回路の動作を再現します。シミュレーションソフトウェアは、回路動作のモデリングを可能にし、非常に貴重な分析ツールです。ブレッドボードの制限と集積回路用のフォトマスクのような高価なツールのために、IC設計のほとんどはシミュレーションに依存しています。 SPICEはアナログ回路のシミュレータです。 VerilogとVHDLは、デジタルシミュレーションで最もよく知られています。

回路基板シミュレータは大規模な回路の開発を容易にしますが、シミュレーションプロセスには特定の複雑さがあります。プロセスの変動は設計の製造時に発生しますが、回路シミュレータはこれらの変動を考慮しません。変動は小さいですが、出力に大きく影響します。

これはすべて、さまざまな電子回路設計プロセスに関するものです。この記事に記載されている情報は、この概念をよりよく理解するのに役立つと考えています。さらに、この記事に関する質問や実装のヘルプ 電子プロジェクト 、下のコメントセクションにコメントすることで私たちにアプローチすることができます。ここにあなたへの質問があります、 デジタル回路とはどういう意味ですか?