An mạch điện tử bao gồm các thành phần điện tử khác nhau như điện trở, tụ điện, điốt và bóng bán dẫn được kết nối bằng một sợi dây, qua đó dòng điện chạy trong mạch. Thiết kế mạch điện tử thường được thiết kế trên một breadboard trước tiên (tạo mẫu) giúp nhà thiết kế sửa đổi và nâng cao mạch. Các mạch điện tử này được sử dụng trong tính toán, truyền dữ liệu và khuếch đại tín hiệu.
Ngày nay, thay vì kết nối các thành phần thông qua dây, các thành phần được hàn vào các kết nối được tạo trên bảng mạch in (PCB) để tạo thành một mạch thành phẩm.
Phương pháp tiếp cận mạch điện tử trên Breadboard và PCB
Khái niệm cơ bản về quy trình thiết kế vi mạch điện tử
Mọi thiết bị điện tử cơ bản được cấu tạo như một đơn vị duy nhất. Trước khi phát minh ra mạch kỹ thuật số (IC), tất cả các bóng bán dẫn, điốt, điện trở, tụ điện và cuộn cảm riêng lẻ đều có bản chất rời rạc. Bất kỳ mạch hoặc một hệ thống nào cũng có thể tạo ra đầu ra ưu tiên dựa trên đầu vào của nó. Sau đây chúng ta cùng nhau thảo luận một số kiến thức cơ bản về quy trình thiết kế mạch điện tử. Hơn nữa đọc về Sự khác biệt giữa mạch tương tự và mạch kỹ thuật số
Mạch tương tự
Thiết kế mạch điện tử tương tự là những thiết kế trong đó dòng điện hoặc điện áp thay đổi theo thời gian để tương ứng với thông tin được biểu diễn. Điốt, tụ điện, điện trở, bóng bán dẫn và dây dẫn là những thành phần chính của mạch tương tự. Trong các mạch tương tự, tín hiệu điện lấy giá trị liên tục và các mạch này được biểu diễn dưới dạng giản đồ, trong đó dây được biểu thị bằng đường và mỗi thành phần được biểu diễn bằng các ký hiệu duy nhất. Mọi mạch tương tự đều có nối tiếp hoặc song song hoặc cả hai mạch.
Một mạch tương tự đơn giản
Mạch kỹ thuật số
Thiết kế mạch điện tử kỹ thuật số lấy các tín hiệu điện dưới dạng các giá trị rời rạc. Dữ liệu được biểu diễn dưới dạng số không và số một. Các mạch kỹ thuật số sử dụng rộng rãi các bóng bán dẫn, được kết nối với nhau để tạo ra các cổng logic cung cấp chức năng của logic Boolean . Các bóng bán dẫn được kết nối với nhau để cung cấp phản hồi tích cực như được sử dụng trong chốt và dép xỏ ngón. Do đó các mạch kỹ thuật số có thể cung cấp cả logic và bộ nhớ, cho phép chúng thực hiện các phép tính.
Mạch kỹ thuật số sử dụng Flip-Flops
Mạch kỹ thuật số được sử dụng để tạo ra các chip tính toán có mục đích chung như bộ vi xử lý và các mạch tích hợp ứng dụng cụ thể.
Sơ đồ mạch
ĐẾN sơ đồ mạch điện là sự biểu diễn của các thành phần và các kết nối trong mạch bằng cách sử dụng các ký hiệu chuẩn hóa mà không sử dụng hình ảnh thực tế của thành phần. Sơ đồ mạch được sử dụng để thiết kế, xây dựng và bảo trì thiết bị điện và điện tử.
Sơ đồ mạch
Mặc dù nó không được chuẩn hóa, các sơ đồ giản đồ được sắp xếp trên một trang từ trái sang phải và từ trên xuống dưới. Giống như, trong mạch tín hiệu, ăng-ten ở bên trái và loa ở bên phải. Tương tự, nguồn cung cấp dương ở đầu trang, với nguồn cung cấp âm và đất ở dưới cùng. Sơ đồ đường logic rơle cũng sử dụng các phương pháp chuẩn hóa để biểu diễn sơ đồ mạch. Một thanh ray cấp điện thẳng đứng ở bên trái và một thanh ray khác ở bên phải với các thành phần được xâu chuỗi giữa chúng đại diện cho một cái thang. Do đó, nó còn được gọi là sơ đồ logic bậc thang.
Mạch chuyển mạch điện tử
Công tắc là một thiết bị điện dùng để ngắt dòng điện chạy trong mạch. Đây thực chất là các thiết bị nhị phân được BẬT hoàn toàn hoặc TẮT hoàn toàn. Bên cạnh đó các công tắc BẬT / TẮT điều khiển công việc của mạch và kích hoạt các tính năng khác nhau của mạch.
Công tắc là các thiết bị cơ khí có hai hoặc nhiều thiết bị đầu cuối được kết nối với các tiếp điểm kim loại. Khi các số liên lạc ở cùng nhau, công tắc sẽ đóng. Do đó, dòng điện chạy qua và công tắc BẬT. Khi tiếp điểm tách rời, công tắc sẽ mở và không có dòng điện chạy qua.
Mạch chuyển mạch điện tử
Mạch trên cho thấy cách sử dụng công tắc để điều khiển dòng điện chạy trong bóng đèn. Dưới đây là các công tắc khác nhau được sử dụng trong các mạch điện tử.
Nút chuyển đổi
Công tắc bật tắt được kích hoạt bằng một đòn bẩy đặt ở một hoặc nhiều vị trí. Cần gạt lên hoặc xuống để đóng hoặc mở tiếp điểm. Công tắc đèn được sử dụng trong gia đình là ví dụ của công tắc bật tắt.
Nút chuyển đổi
Nút nhấn chuyển đổi
Công tắc nút nhấn là một thiết bị hai vị trí được kích hoạt bằng một nút để mở và đóng danh bạ. Mỗi lần bạn nhấn nút, tiếp điểm sẽ luân phiên giữa mở và đóng.
Nút nhấn chuyển đổi
Công tắc bộ chọn
Các công tắc chọn được kích hoạt bằng một núm xoay hoặc một đòn bẩy để chọn một hoặc hai vị trí. Công tắc bộ chọn có thể nằm yên ở bất kỳ vị trí nào của chúng như công tắc bật tắt.
Công tắc bộ chọn
Cần điều khiển
Công tắc cần điều khiển được kích hoạt bởi một cần gạt tự do để di chuyển theo nhiều trục chuyển động. Ký hiệu vòng tròn và dấu chấm trên biểu tượng công tắc cho biết hướng chuyển động của cần điều khiển cần điều khiển để kích hoạt tiếp điểm. Công tắc tay cần điều khiển dùng để điều khiển cần cẩu, robot và trong các trò chơi.
Cần điều khiển
Công tắc mức chất lỏng
Một vật nổi được sử dụng để kích hoạt cơ chế chuyển mạch khi mực chất lỏng tăng đến một điểm cố định. Khi mực chất lỏng tới một điểm thì vật nổi đóng mạch. Mạch kín này dẫn, làm cho nó thực hiện nhiệm vụ cụ thể.
Công tắc mức chất lỏng
Công tắc giới hạn bộ truyền động đòn bẩy, công tắc áp suất, công tắc tiệm cận, công tắc tốc độ và công tắc mức hạt nhân là những công tắc khác được sử dụng trong các mạch điện tử.
Thiết kế mạch điện tử
Thiết kế mạch điện tử bao gồm phân tích và tổng hợp các mạch điện tử. Trong khi thiết kế mạch tương tự hoặc mạch kỹ thuật số, người thiết kế phải có thể dự đoán điện áp và dòng điện tại mọi nút trong mạch. Tất cả mạch tuyến tính và mạch phi tuyến tính đơn giản có thể được phân tích bằng tay bằng các phép tính toán học. Trong khi phần mềm được sử dụng để phân tích các mạch phức tạp.
Phần mềm mô phỏng thiết kế mạch điện tử cho phép nhà phát triển thiết kế mạch hiệu quả và chính xác hơn, giảm hơn nữa thời gian, chi phí và rủi ro liên quan đến việc phát triển các nguyên mẫu mạch.
Bộ mô phỏng bảng mạch
Bộ mô phỏng mạch điện tử sử dụng các mô hình toán học để tái tạo hoạt động của một mạch điện tử thực tế. Phần mềm mô phỏng cho phép mô hình hóa hoạt động của mạch và là một công cụ phân tích vô giá. Do hạn chế của breadboard và các công cụ đắt tiền như photomasks cho mạch tích hợp, hầu hết thiết kế vi mạch dựa vào mô phỏng. SPICE là trình mô phỏng các mạch tương tự. Verilog và VHDL được biết đến nhiều nhất với các mô phỏng kỹ thuật số.
Mặc dù các trình mô phỏng bảng mạch giúp dễ dàng phát triển một mạch lớn nhưng vẫn có những phức tạp nhất định trong quá trình mô phỏng. Các biến thể quy trình xảy ra khi một thiết kế được chế tạo, nhưng các trình mô phỏng mạch không xem xét các biến thể này. Mặc dù các biến thể nhỏ nhưng ảnh hưởng đáng kể đến sản lượng.
Đây là tất cả về Quy trình thiết kế vi mạch điện tử khác nhau. Chúng tôi cho rằng thông tin được đưa ra trong bài viết này là hữu ích để bạn hiểu rõ hơn về khái niệm này. Hơn nữa, bất kỳ truy vấn nào liên quan đến bài viết này hoặc bất kỳ trợ giúp nào trong việc triển khai Dự án điện tử , bạn có thể tiếp cận với chúng tôi bằng cách bình luận trong phần bình luận bên dưới. Dưới đây là một câu hỏi cho bạn, Mạch kỹ thuật số có nghĩa là gì?
