Priebeh prednášok z elektroniky zodpovedá programom odborov „Elektronika“, „Elektrotechnika a základy elektroniky“, „ Elektronické zariadenie"," Napájanie elektronických zariadení. "Autor niekoľko rokov čítal navrhovaný kurz na Štátnom inštitúte jemnej mechaniky a optiky v Petrohrade (Technická univerzita). Kurz pozostáva z 35 prednášok a je určený na štúdium disciplína na jeden alebo dva semestre.
Prednášky obsahujú starostlivo vybrané ilustrácie, ktoré možno použiť ako názorné pomôcky, ako aj referenčné tabuľky, ktoré charakterizujú najmodernejšie moderné elektronické prvky a zariadenia.
Elektrovákuové zariadenia.
Termionická emisia. Elektronická emisia je proces emisie elektrónov telesom do okolitého priestoru. Na zabezpečenie výstupu elektrónov z tela potrebujú komunikovať dodatočnú energiu. V tomto ohľade sa berú do úvahy nasledujúce typy elektrónovej emisie: termionické, elektrostatické, fotoelektronické a sekundárne.
Pri termionickej emisii sa dodatočná energia dodáva elektrónom zahrievaním tela. Elektrostatická emisia vzniká v dôsledku vysokej intenzity elektrického poľa na povrchu tela. Pri emisii fotoelektrónov je povrch tela vystavený osvetleniu. Sekundárna emisia sa objavuje ako výsledok expozície e-stream primárna emisia na povrch tela. Keď je povrch telesa bombardovaný primárnymi elektrónmi, sekundárne elektróny sú z neho vyrazené, tento proces sa nazýva sekundárna emisia.
OBSAH
Predslov
Sekcia 1. Prvky elektronickej techniky
Prednáška 1. Elektrovákuové prístroje
Prednáška 2. Polovodičové diódy
Prednáška 3. Špeciálne typy polovodičové diódy
Prednáška 4. Bipolárne tranzistory
Prednáška 5. Unipolárne tranzistory
Prednáška 6. Sila polovodičové zariadenia
Prednáška 7. Limitné režimy činnosti tranzistorov
Časť 2. Analógové integrované obvody
Prednáška 8. Operačné zosilňovače
Prednáška 9. Analógové komparátory zdôrazňuje
Prednáška 10. Analógové násobiče napätia
Prednáška 11. Výhybky analógové signály
Časť 3. Digitálne integrované obvody
Prednáška 12. Digitálne logické brány
Prednáška 13. Spúšťače
Prednáška 14. Pulzné čítače a registre
Prednáška 15. Prevodníky kódov, kodéry a dekodéry
Prednáška 16. Multiplexory a demultiplexory
Prednáška 17. Digitálne pamäťové zariadenia
Časť 4. Lineárne elektronické zariadenia
Prednáška 18. Elektronické zosilňovače
Prednáška 19. Limitná citlivosť a šum elektrónkových zosilňovačov
Prednáška 20. Aktívne filtre
Prednáška 21. Aktívne odporové meniče
Prednáška 22. Diferenciačné a integračné zariadenia
Časť 5. Nelineárne elektronické zariadenia
Prednáška 23. Generátory elektrické signály
Prednáška 24. Modulátory elektrických signálov
Prednáška 25. Demodulátory elektrických signálov
Časť 6. Analógovo-digitálne funkčné zariadenia
Prednáška 26. Analógové na digitálne prevodníky
Prednáška 27. Digitálno-analógové prevodníky
Prednáška 28. Zariadenia na vzorkovanie a ukladanie analógových signálov
Časť 7. Napájacie zdroje pre elektronické zariadenia
Prednáška 29. Zásady konštrukcie sekundárnych napájacích zdrojov
Prednáška 30. Napájacie usmerňovače
Prednáška 31. Stabilizátory napätia
Prednáška 32. Spínané zdroje
Prednáška 33. Integrované obvody zvládanie zdroje impulzov Zdroj
Prednáška 34. Elektronické korektory účinníka
Prednáška 35. Počítačové modelovanie elektronické zariadenia
Doplnky
Prednáška 1d. Fyzikálne základy polovodičovej elektroniky
Prednáška 2d. Zariadenia na blokovanie fáz
Zoznam symbolov
Zoznam skratiek
Odporúčaná literatúra.
Stiahnite si zadarmo e-knihu vo vhodnom formáte, pozerajte a čítajte:
Stiahnite si knihu Elektronika, Kompletný kurz prednášok, Pryanishnikov V.A., 2004 - fileskachat.com, rýchle a bezplatné stiahnutie.
Stiahnite si djvu
Nižšie si môžete túto knihu kúpiť na najlepšia cena so zľavou s doručením po celom Rusku.
Petrohrad, Crown-Print, 1998, 399 s.
DjVu.
Popis Kurz prednášok o elektronike ponúkaný čitateľom zodpovedá programom viacerých odborov "Elektronika", "Elektrotechnika a základy elektroniky", "Elektrotechnika", "Napájanie elektronických zariadení". Táto kniha je pokračovaním a rozvinutím učebnice „Elektrotechnika a základy elektroniky“ (vyd. „Vyššia škola“, Moskva, 1996), ktorú autor napísal spolu s prof. T.A.Glazenkom a odporúčané ministerstvom generálnej a odborné vzdelanie Ruská federácia ako učebná pomôcka.
Na rozdiel od predchádzajúcej knihy tutoriál o elektronike je písaná formou prednášok, ktoré autor už niekoľko rokov čítal študentom Štátneho inštitútu jemnej mechaniky a optiky v Petrohrade (Technická univerzita). Táto forma prezentácie materiálu má určité výhody.
- objem každej prednášky sa počíta v priemere na štyri akademické hodiny a môže sa znížiť, ak je čas vyhradený na štúdium látky obmedzený;
- počet prednášok sa počíta na štúdium odboru počas semestra (17-18 týždňov) alebo dvoch semestrov (34-36 týždňov);
-každá prednáška sa dá študovať nezávisle od predchádzajúcich, keďže v knihe prakticky nie sú žiadne krížové odkazy;
Prednášky sú tematicky zoskupené do siedmich sekcií, medzi ktoré patria napríklad „Elektronické prvky“, „Elektronické zariadenia“ a „Napájanie elektronických zariadení“.
Prednášky obsahujú starostlivo vybrané ilustrácie, ktoré možno použiť ako vzdelávacie a názorné pomôcky. Mnohé prednášky obsahujú referenčné tabuľky s charakteristikami najmodernejších moderných elektronických prvkov a zariadení.
Štúdium kurzu elektroniky predpokladá, že čitatelia majú znalosti zo elementárnej matematiky, niektorých úsekov vyššej matematiky a algebry logiky, základov teórie elektrických obvodov a fyziky pevných látok. Ak má čitateľ v tomto smere nejaké problémy, potom môžeme odporučiť preštudovať si príslušnú časť o odbornej literatúre, vrátane vyššie spomínaného návodu, napísaného za účasti autora.
Prednášky neobsahujú odkazy na literatúru, ktorú autor použil pri písaní knihy, avšak pre rozšírené štúdium jednotlivých sekcií či tém je na konci knihy uvedený zoznam autormi odporúčanej literatúry.
Po druhé, chýbajú im materiály (vrátane referencií) o najnovších úspechoch v tejto oblasti výkonovej elektroniky a mikroobvodov.
Pri písaní tejto knihy sa autor snažil tieto nedostatky odstrániť obmedzením objemu na počet prednášok a do knihy zaradil prednášky o výkonových polovodičových zariadeniach a ich obmedzujúcich režimoch činnosti, moderných analógových mikroobvodoch a digitálna elektronika analógové násobiče, riadiace mikroobvody pre spínané zdroje a korektory účinníka, digitálne pamäťové zariadenia atď.
Kniha môže byť užitočná pre študentov stredných a vysokých škôl študujúcich odbory „Elektronika“ a „Elektrotechnika a základy elektroniky“, ako aj príbuzné odbory „Sekundárne napájacie zdroje“, „Digitálne a impulzné zariadenia“. Okrem toho môžu knihu využiť špecialisti v oblasti výpočtovej techniky, rádiovej elektroniky a automatizácie, zaoberajúci sa výberom alebo vývojom elektronických zariadení na rôzne účely.
(dokument)
n1.doc
Krátky kurz prednášok
v elektrotechnike (oddelenie korešpondencie)
Úvod
Základné definície
1.1. Základné vysvetlenia a pojmy
1.2. Pasívne prvky ekvivalentného obvodu
1.3. Aktívne prvky ekvivalentného obvodu
1.4. Základné definície týkajúce sa schém
1.5. Prevádzkové režimy elektrických obvodov
1.6. Základné zákony elektrických obvodov
Ekvivalentné transformácie schém. Paralelné zapojenie prvkov elektrického obvodu
2.1. Sériové zapojenie prvkov elektrického obvodu
2.2. Paralelné zapojenie prvkov elektrického obvodu
3.1. Výpočet elektrických obvodov priamy prúd
metóda koagulácie s jedným zdrojom
4.1. Metóda priamej aplikácie Kirchhoffových zákonov
4.2. Metóda slučkového prúdu
4.3. Metóda uzlového potenciálu
Nelineárne jednosmerné elektrické obvody
5.1. Základné definície
5.2. Grafická metóda kalkulácia nelineárne obvody priamy prúd
Elektrické obvody jednofázového striedavého prúdu
6.1. Základné definície
6.2. Reprezentácia sínusových funkcií času vo vektorovej forme
6.3. Reprezentácia sínusových funkcií času v komplexnej forme
6.4. Odpor v obvode sínusového prúdu
6.5. Indukčná cievka v obvode sínusového prúdu
6.6. Kapacita v obvode sínusového prúdu
6.7. Sériovo zapojené skutočné indukčné
cievka a kondenzátor v obvode sínusového prúdu
6.8. Paralelné zapojená indukčnosť, kapacita a
aktívny odpor v obvode sínusového prúdu
6.9. Rezonančný režim v obvode pozostávajúcom z paralelných
vrátane skutočnej indukčnej cievky a kondenzátora
6.10. Výkon obvodu sínusového prúdu
Trojfázové obvody
7.1. Základné definície
7.2. Hviezdne spojenie. Schéma, definície.
7.3. Delta pripojenie. Schéma, definície
7.5. Napájanie v trojfázových obvodoch
Magnetické obvody
9.1. Základné definície
9.2. Vlastnosti feromagnetických materiálov
9.3. Výpočet magnetických obvodov
Transformátory
10.1. Dizajn transformátora
10.2. Prevádzka transformátora v režime nečinnosti
10.3. Prevádzka transformátora pri zaťažení
Elektrické stroje na jednosmerný prúd
11.1. Jednosmerné elektrické strojové zariadenie
11.2. Princíp jednosmerného stroja
11.3. Prevádzka jednosmerného elektrického stroja
v režime generátora
11.4. Nezávisle budené generátory.
Charakteristika generátora
11.5. Samobudené generátory.
Princíp samobudenia generátora paralelného budenia
11.6. Prevádzka jednosmerného elektrického stroja
v režime motora. Základné rovnice
11.7. Mechanické vlastnosti elektromotorov
priamy prúd
AC elektrické stroje
12.1. Rotujúce magnetické pole
12.2. Asynchrónne motory. Dizajn, princíp činnosti
12.3. Krútiaci moment asynchrónneho motora
12.4. Ovládanie rýchlosti asynchrónne motory.
Reverzácia indukčného motora
12.5. Jednofázové asynchrónne motory
12.6. Synchrónne motory.
Dizajn, princíp činnosti
Úvod
Elektrotechnika je odvetvie vedy a techniky spojené s využívaním elektrických a magnetických javov na premenu energie, spracovanie materiálov, prenos informácií atď.Elektrotechnika pokrýva problematiku získavania, premeny a využívania elektrickej energie v praktickej činnosti človeka. Elektrinu možno získať vo významných množstvách, prenášať na diaľku a ľahko premeniť na iné druhy energie.
V krátkom kurze prednášok sú uvedené základné definície a topologické parametre elektrických obvodov, sú prezentované metódy výpočtu lineárnych a nelineárnych obvodov jednosmerného a striedavého prúdu, analýza a výpočet magnetických obvodov.
Konštrukcia, princíp činnosti a charakteristiky transformátorov a elektromobily jednosmerný a striedavý prúd, ako aj informačné elektrické stroje.
1. Základné definície
1.1. Základné vysvetlenia a pojmy
Elektrotechnika je oblasť vedy a techniky, ktorá študuje elektrické a magnetické javy a ich praktické využitie.Elektrický obvod je súbor zariadení určených na generovanie, prenos, premenu a používanie elektrického prúdu.
Všetky elektrické zariadenia podľa účelu, princípu činnosti a dizajnu možno rozdeliť do troch skupín:
Zdroje energie, t.j. zariadenia, ktoré vytvárajú elektrický prúd (generátory, termočlánky, fotočlánky, chemické prvky).
Prijímače, alebo záťaž, t.j. zariadenia, ktoré spotrebúvajú elektrický prúd (elektromotory, žiarovky, elektrické mechanizmy a pod.).
Vodiče, ako aj rôzne spínacie zariadenia (spínače, relé, stýkače atď.).
Nazýva sa elektrický prúd, ktorého veľkosť a smer nezostávajú konštantné premenlivý prúd. Hodnota striedavého prúdu v uvažovanom časovom okamihu sa nazýva okamžitá a označuje sa malé písmeno i.
Pre prevádzku elektrického obvodu je potrebná prítomnosť zdrojov energie.
Rozlišujte aktívne a pasívne obvody, sekcie a prvky obvodu. Aktívne sa nazývajú elektrické obvody obsahujúce zdroje energie, pasívne - elektrické obvody, ktoré neobsahujú zdroje energie.
Elektrický obvod sa nazýva lineárny, ak žiadny z parametrov obvodu nezávisí od veľkosti alebo smeru prúdu alebo napätia.
Elektrický obvod je nelineárny, ak obsahuje aspoň jeden nelineárny prvok. Parametre nelineárnych prvkov závisia od veľkosti alebo smeru prúdu alebo napätia.
Elektrická schéma je grafický obrázok elektrický obvod vrátane legendy zariadení a znázornenie zapojenia týchto zariadení. Na obr. 1.1 je znázornená elektrická schéma obvodu pozostávajúceho zo zdroja energie, žiaroviek 1 a 2 a elektromotora 3.
Na uľahčenie analýzy je elektrický obvod nahradený ekvivalentným obvodom.
Ekvivalentný obvod
je grafické znázornenie elektrického obvodu pomocou ideálnych prvkov, ktorých parametre sú parametrami vymieňaných prvkov.
Obrázok 1.2 ukazuje ekvivalentný obvod.
AUTONÓMNA NEZISKOVÁ ORGANIZÁCIA
VYŠŠIE ODBORNÉ VZDELANIE
ÚSTREDNÝ ÚNIA RUSKEJ FEDERÁCIE
"RUSKÁ UNIVERZITA SPOLUPRÁCE"
KAZAŇSKÝ DRUŽSTEVNÝ INŠTITÚT (POBOČKA)
ELEKTRONIKA A ELEKTRONIKA
POZNÁMKY K PREDNÁŠKE
pre študentov študujúcich v smere prípravy
222000,62 Inovácia,
260800.62 Technológia výrobkov a organizácia verejného stravovania
Kazaň 2013
Kirsanov V.A. Elektrotechnika a elektronika: Poznámky z prednášky - Kazaň: Kazaňský družstevný inštitút (pobočka) Ruskej univerzity spolupráce, 2013. - 9 s.
Poznámky z prednášok pre študentov študujúcich v smere výcviku 222000,62 Innovatika, 260800,62 Technológia výroby a organizácie verejného stravovania bola vyvinutá v súlade s učebným plánom schváleným Akademickou radou Ruskej univerzity spolupráce zo dňa 15.2.2013, Protokol č. 3, a pracovný program zo dňa 11.09.2013 d, protokol č.1.
© Kazaňský družstevný inštitút (pobočka) Ruskej univerzity spolupráce, 2013
© Kirsanov V.A., 2013
Prednáška 1. Všeobecné pojmy a definície elektrických obvodov
elektrotechnika a elektronika - disciplína, ktorá spája poznatky dvoch vzájomne súvisiacich odvetví vedy a techniky: elektrotechniky a elektroniky. Spojenie týchto dvoch disciplín umožňuje hlbšie pochopenie ich vzťahu a kompetentnejšie využitie fyzikálnych základov elektromagnetických javov a metód výpočtu elektrických obvodov študovaných v elektrotechnike pri analýze a syntéze elektronických obvodov, v ktorých sú lineárne aj nelineárne elektronické používajú sa zariadenia a komponenty.
Elektrotechnika - veda a technika spojená so získavaním,
transformácia a využitie elektrickej energie v praktickej činnosti človeka, pokrývajúce aplikáciu elektromagnetických javov v rôznych priemyselných odvetviach a v bežnom živote.
Elektronika - odvetvie vedy a techniky spojené s tvorbou a popisom fyzikálnych princípov prácu nových elektronických zariadení a zariadení alebo elektronických obvodov na nich založených.
Účel disciplíny:
Štúdium základných zákonov a metód výpočtu lineárnych elektrických a magnetických obvodov;
Štúdium metód analýzy a syntézy lineárnych a nelineárnych elektrických obvodov;
Štúdium princípov fungovania transformátorov, elektrických strojov jednosmerného a striedavého prúdu;
Štúdium organizácie sieťového napájania;
Štúdium metód merania a pozorovania elektrických signálov;
Štúdium princípov fungovania hlavných polovodičových zariadení a základných elektronických obvodov vytvorených na ich základe;
Štúdium základne prvkov moderné počítače a iné elektronické zariadenia;
Štúdium princípov organizácie lineárnych zosilňovačov elektrických signálov vrátane operačných zosilňovačov a štúdium oblastí ich možnej aplikácie;
Štúdium princípov konštrukcie napájacích zdrojov pre moderné elektronické zariadenia.
Všeobecné informácie
Elektrický obvod je to súbor vzájomne prepojených prvkov, komponentov alebo zariadení určených na to, aby nimi prešli elektrický prúd, procesy, ktoré možno opísať pomocou pojmov elektromotorická sila (emf), elektrický prúd a elektrické napätie.
Elektrický prúd (i alebo I) - smerový pohyb nosičov elektrického náboja (čo sú často elektróny). Existujú tri typy prúdu: vodivý prúd, posuvný prúd, prenosový prúd. Vodivý prúd je spôsobený usmerneným usporiadaným pohybom voľných nosičov náboja (napríklad elektrónov) pôsobením elektrického poľa vo vnútri vodiča. Posuvný prúd alebo polarizačný prúd sa pozoruje v dielektriku a je spôsobený vzájomným posunutím pôsobením elektrického poľa viazaných nábojov opačného znamienka. Krátkodobý posuvný prúd sa pozoruje pod vplyvom konštantného vonkajšieho elektrického poľa. Pri striedavom poli však treba počítať s posuvným prúdom. Prenosový prúd alebo konvekčný prúd je spôsobený prenosom elektrických nábojov do voľné miesto nabité častice alebo telesá pod vplyvom elektrického poľa.
Kvantitatívna charakteristika elektrického prúdu je sila prúdu - množstvo elektriny q, ktoré pretečie prierezom vodiča za jednotku času:
ja= q/t.
V prípade, že sa náboje vo vodiči pohybujú nerovnomerne, meniacu sa silu prúdu možno nájsť podľa vzorca:
i = dq / dt.
Množstvo elektriny v sústave SI sa meria v coulombách (C) a prúd sa meria v ampéroch (A).
Ampér je sila konštantného prúdu, ktorá by pri prechode cez dva rovnobežné priamočiare vodiče nekonečnej dĺžky a zanedbateľného kruhového prierezu, umiestnené vo vzdialenosti 1 m od seba vo vákuu, spôsobila silu rovnajúcu sa 1 N / m medzi týmito vodičmi.
Prívesok je definovaný ako množstvo elektriny, ktoré pretečie prierezom vodiča za 1 s pri konštantnom prúde 1 A.
Na charakterizáciu pohybu elektriny v danom bode na povrchu sa používa prúdová hustota δ, ktorá je určená vzorcom:
δ = I / S,
kde S je plocha prierezu vodiča.
Elektrické napätie (ty alebo ty) - rozdiel v elektrických potenciáloch medzi vybranými bodmi alebo množstvo práce, ktorú elektrické pole vykoná, aby prenieslo jeden kladný náboj z jedného bodu do druhého.
Elektrický potenciál sa číselne rovná práci poľa pri prenose jednotkového kladného náboja z daného bodu v priestore do nekonečne vzdialeného, ktorého potenciál sa berie ako nula. Pretože potenciál jedného z bodov sa v elektrickom obvode považuje za nulový, elektrické napätia sú zvyčajne zaujímavé, nie potenciály.
1B = 1J / 1 Prívesok
zdroj EMF - zdroj napätia v elektrickom obvode, ktorého hodnota len málo závisí od zvoleného zaťaženia v rozumných medziach; zdroj elektrickej energie, ktorý využíva vonkajšie, neelektrické sily na vytvorenie vonkajšieho napätia. Príklad: galvanický článok, ktorý premieňa chemickú energiu na elektrickú energiu a generátor, ktorý premieňa mechanickú energiu na elektrickú energiu.
Elektrická schéma - spôsob zobrazenia elektrického obvodu v rovine pomocou bežných grafických symbolov ̆ súčiastok alebo prvkov elektrického obvodu. Obvod sa často chápe ako fyzická realizácia elektrického obvodu.
Komponent, prvok - minimálne, funkčne a konštruktívne úplné komponent obvody alebo obvody. Medzi komponenty patria napájacie zdroje, motory, odpory, kondenzátory a induktory.
Pri analýze elektrických obvodov sa spravidla odhaduje hodnota prúdov, napätí a výkonov. V tomto prípade nie je potrebné brať do úvahy konkrétne zariadenie rôznych zaťažení. Dôležité je poznať len ich odpor – R, indukčnosť – L alebo kapacitu – C. Takéto obvodové prvky sú tzv. prijímače elektrickej energie.
Závislosť prúdu pretekajúceho prijímačom elektrickej energie od napätia na tomto prijímači sa zvyčajne nazýva charakteristika prúdového napätia (VAC).
Prijímače elektrickej energie, ktorých voltampérové charakteristiky sú priamky, sa nazývajú lineárne.
Elektrické obvody, ktoré obsahujú iba lineárne prvky, sa nazývajú lineárne elektrické obvody.
Elektrické obvody, ktoré obsahujú aspoň jeden nelineárny prvok, sa nazývajú nelineárne elektrické obvody.
Signál - fyzický proces, ktorý nesie informáciu alebo je predmetom záujmu.
Elektrický signál - signál vo forme elektrického napätia alebo prúdu. Rozlišovať analógové a digitálne (diskrétne) signály.
Analógový signál môže nadobudnúť ľubovoľnú hodnotu napätia alebo prúdu v špecifikovanom prípustnom rozsahu od minimálna hodnota na maximum.
Senzor - prevodník zaujímavého fyzikálneho procesu a prenášajúceho informáciu na elektrický signál. Príkladom snímača je termočlánok (zliatina dvoch odlišných materiálov), ktorý generuje na výstupe napätie úmerné teplote. Príklad: Hallov senzor prevod veľkosti magnetickej indukcie vonkajšieho magnetického poľa na emf, to znamená na analógový signál; termistor premena okolitej teploty na odpor; tenzometer konvertovanie mechanický tlak do odporu.
Digitálny signál - prezentácia digitálnych informácií vo forme jasne rozlíšiteľných úrovní napätia. Na reprezentáciu binárnych informácií, v ktorých sú možné iba dve hodnoty: 0 alebo 1, stačí použiť dve jasne rozlíšiteľné úrovne napätia. Existuje niekoľko spôsobov, ako reprezentovať binárny signál: potenciál, impulz a impulz-potenciál.
o potenciál spôsob zobrazenia, logické stavy 0 a 1 sú reprezentované dvojkou rôzne úrovne Napätie. Napríklad pre prvky tranzistorovo-tranzistorovej logiky (TTL):
Logickú jednotku predstavuje napätie U 1 ≥ 2,4V;
Logickú nulu predstavuje napätie U 0 ≤ 0,4V.
o impulz reprezentácia binárnej informácie do logickej jednotky zodpovedá prítomnosti impulzného prvku alebo série impulzov na výstupe a pri nule absencii impulzov.
Pulz - elektrický signál, ktorý sa vyznačuje rýchla zmenaúroveň napätia alebo prúdu a ktorá má zvyčajne tendenciu stanoviť jeden z dvoch možných limitov napätia alebo prúdu.
o impulzný potenciál Obidve vyššie navrhnuté metódy sa používajú súčasne na prezentáciu informácií.
Logický prvok - najmenšia funkčne a konštrukčne ucelená časť počítača, ktorá plní akúkoľvek logickú funkciu. Medzi hlavné logické funkcie sa zvyčajne rozlišujú disjunkcia, konjunkcia a negácia.
Disjunkcia- taká funkcia (y) binárnych premenných (X1, X2, ..), ktorá sa rovná jednej, keď sa aspoň jedna vstupná premenná rovná jednej. Funkcia pre dve premenné je napísaná takto:
y = X1vX2.
Disjunkcia realizované pomocou disjunktora alebo prvku typu NOR, kde N je počet vstupov disjunktora. S dvomi vstupmi máme do činenia s prvkom 2OR, ktorého symbol je navrhnutý na obrázku:
Konjunkcia- taká funkcia (y) binárnych premenných (X1, X2, ..), ktorá sa rovná jednej, keď sa všetky vstupné premenné rovnajú jednej. Funkcia pre dve premenné je napísaná takto:
y = X1 & X2 alebo y = X1 * X2.
Konjunkcia realizované pomocou spojky alebo prvku typu NI, kde N je počet vstupov spojky. S dvomi vstupmi máme do činenia s prvkom 2I, ktorého symbol je navrhnutý na obrázku:
Negácia- taká funkcia (y) binárnej premennej X, ktorá sa rovná jednej, ak sa vstupná premenná rovná nule a naopak.
Negácia je implementovaný pomocou meniča alebo prvku NOT, ktorého symbol je navrhnutý na obrázku:
Záporný symbol v legende je kruh na signálnej čiare.
Magnetický obvod je súbor zariadení obsahujúcich feromagnetické telesá a tvoriacich uzavretý obvod, v ktorom za prítomnosti magnetomotorickej sily vzniká magnetický tok a pozdĺž ktorého sa uzatvárajú magnetické indukčné čiary.
Magnetomotorická sila (mds) - charakteristika schopnosti zdrojov magnetického poľa (elektrických prúdov) vytvárať magnetické toky.
Prednáška 2. Elektrické obvody jednosmerného prúdu
Základné zákony jednosmerných obvodov
Hlavné topologické koncepty teórie elektrických obvodov sú vetva, uzol, obrys, dvojsvorka, štvorsvorka, graf schémy zapojenia, strom grafu obvodu. Poďme sa na niektoré z nich pozrieť.
Pobočka nazývaná časť elektrického obvodu s rovnakým prúdom. Môže pozostávať z jedného alebo viacerých postupne zaradených prvkov.
Uzol nazývané spojenie dvoch prvkov. Spojenie troch alebo viacerých vetiev sa nazýva komplexný uzol. Komplexný uzol je na diagrame označený bodkou. Komplexné uzly s rovnakým potenciálom sú spojené do jedného potenciálneho uzla.
Obrys nazývaná uzavretá cesta prechádzajúca niekoľkými vetvami a uzlami elektrického obvodu.
Nezávislý obrys je obrys, ktorý obsahuje aspoň jednu vetvu, ktorá nepatrí k susedným obrysom.
bipolárny sa nazýva časť elektrického obvodu s dvoma vyhradenými svorkami - pólmi. Dvojportová sieť je označená obdĺžnikom s indexmi "A" alebo "P". Index "A" sa používa na označenie aktívnej siete s dvoma terminálmi, ktorá zahŕňa zdroje EDC. Index "P" sa používa na označenie pasívnej siete s dvoma terminálmi.
Výpočet a analýza elektrických obvodov sa vykonáva pomocou Ohmovho zákona, prvého a druhého Kirchhoffovho zákona. Na základe týchto zákonov je stanovený vzťah medzi hodnotami prúdov, napätí, EMF celého elektrického obvodu a jeho jednotlivých sekcií a parametrami prvkov, ktoré tvoria tento obvod.
Ohmov zákon pre časť reťaze
Vzťah medzi prúdom I, napätím UR a odporom R úseku ab elektrického obvodu (obr. 1) vyjadruje Ohmov zákon.
V tomto prípade sa U R = RI nazýva napätie alebo pokles napätia na rezistore R a I sa nazýva prúd v rezistore R.
Pri výpočte elektrických obvodov je niekedy vhodnejšie použiť nie odpor R, ale hodnotu spätný odpor, t.j. elektrická vodivosť:
V tomto prípade bude Ohmov zákon pre časť obvodu napísaný v tvare:
Ohmov zákon pre úplný obvod
Tento zákon určuje vzťah medzi EMF zdroja s vnútorným odporom r 0 (obr. 1), prúdom I elektrického obvodu a celkovým ekvivalentným odporom R E = r 0 + R celého obvodu:
I = E / Re = E / (ro + R)
Zložitý elektrický obvod spravidla obsahuje niekoľko vetiev, do ktorých je možné pripojiť ich napájacie zdroje a režim jeho činnosti nemožno opísať iba Ohmovým zákonom. V tomto prípade použite Kirchhoffove zákony , ktoré sú dôsledkom zákona zachovania energie.
Prvý Kirchhoffov zákon
Algebraický súčet prúdov konvergujúcich v akomkoľvek uzle sa rovná nule.
Pri písaní rovníc podľa prvého Kirchhoffovho zákona sa prúdy smerujúce do uzla berú so znamienkom plus a prúdy smerované z uzla - so znamienkom mínus.
I1-I2 + I3-I4 + I5 = 0
Počet rovníc, na základe ktorých je možné zostaviť prvý zákon, sa rovná počtu reťazových uzlov a iba (U - 1) rovnice sú nezávislé od seba. Mať- počet uzlov okruhu.
Druhý Kirchhoffov zákon
Algebraický súčet poklesov napätia naprieč vybrané lokality uzavretého okruhu, ľubovoľne zvoleného v zložitom rozvetvenom okruhu, sa rovná algebraickému súčtu EMF v tomto okruhu.
Pri písaní rovníc podľa druhého Kirchhoffovho zákona je potrebné:
1) nastavte podmienené kladné smery EMF, prúdov a napätí;
2) vyberte smer obchádzania obrysu, pre ktorý je rovnica napísaná;
3) zapíšte rovnicu a výrazy zahrnuté v rovnici sa berú so znamienkom plus, ak sa ich podmienené kladné smery zhodujú s cestou obchádzajúcou obrys, a so znamienkom mínus, ak sú opačné.
E1 – E2 + E3 = I1R1 - I2R2 + I3R3 - I4R4
Počet nezávislých rovníc podľa druhého Kirchhoffovho zákona sa rovná:
Metódy analýzy lineárnych jednosmerných elektrických obvodov
Skutočné elektrické zariadenia a systémy majú zložité obvody. Špecialisti stoja pred úlohou vypočítať ich parametre. Proces výpočtu parametrov v teórii elektrotechniky sa zvyčajne nazýva "analýza obvodov". Elektrické obvody akejkoľvek zložitosti sa riadia Ohmovými a Kirchhoffovými zákonmi. Uplatňovanie len týchto zákonov však často vedie k zbytočne ťažkým rozhodnutiam. Preto bolo vyvinutých množstvo analytických metód prispôsobených topológii elektrických obvodov a zjednodušujúcich proces výpočtu ich parametrov.
Analýza elektrických obvodov pomocou Kirchhoffových zákonov
Pri analýze elektrických obvodov, hodnoty prúdov v ich vetvách, úbytku napätia na prvkoch alebo spotreby energie podľa danej hodnoty EMF, ako aj hodnôt odporov, vodivosti alebo iných parametrov podľa sú určené hodnoty prúdu alebo napätia.
Podstatou analýzy elektrických obvodov pomocou Kirchhoffových zákonov je zostavenie systému nezávislých lineárnych rovníc.
Podľa prvého Kirchhoffovho zákona je zostavená rovnica (Y - 1), podľa druhého zákona B - (Y-1) rovnica.
Analýza elektrických obvodov metódou ekvivalentných transformácií
Keď je v elektrickom obvode zahrnutý iba jeden zdroj EMF, jeho prúd je určený celkovým odporom pasívnych prijímačov elektrickej energie. Takýto odpor sa nazýva ekvivalentný - Req. Je zrejmé, že ak je známy Req, potom môže byť obvod reprezentovaný vo forme dvoch sériovo zapojených prvkov - zdroja EDS. a Req a určenie zdrojového prúdu je redukované na aplikáciu Ohmovho zákona. Proces prechodu z elektrického obvodu s ľubovoľnou topológiou na obvod s Reqv sa nazýva ekvivalentná transformácia. Táto transformácia tvorí základ uvažovanej metódy analýzy.
Metódy transformácie elektrického obvodu sú určené metódami spájania pasívnych prvkov. Existujú spôsoby pripojenia: sekvenčný, paralelný, zmiešaný, trojuholníkový a hviezdicový. Uvažujme o podstate ekvivalentných transformácií pre každú z vyššie uvedených metód.
Elektrický obvod so sériovým zapojením prvkov
Sériové zapojenie je spojenie prvkov obvodu, v ktorom sa vo všetkých prvkoch zahrnutých v obvode objavuje rovnaký prúd I (obr. 2.).
Na základe druhého Kirchhoffovho zákona celkový stres U celého obvodu sa rovná súčtu napätí v jednotlivých sekciách:
U = U1 + U2 + U3 alebo IR ekvivalent = IR1 + IR2 + IR3,
odkiaľ nasleduje
Req = R1 + R2 + R3.
Teda pre sériové pripojenie reťazové prvky celkom ekvivalentný odpor obvod sa rovná aritmetickému súčtu odporov jednotlivých sekcií. Preto obvod s ľubovoľným počtom sériovo zapojených odporov možno nahradiť jednoduchým obvodom s jedným ekvivalentným odporom R eq (obr. 3.). Potom sa výpočet obvodu zredukuje na určenie prúdu I celého obvodu podľa Ohmovho zákona
a vyššie uvedené vzorce vypočítajú pokles napätia U 1, U 2, U 3 v zodpovedajúcich úsekoch elektrického obvodu (obr. 2.).
Nevýhodou sekvenčného prepínania prvkov je, že ak zlyhá aspoň jeden prvok, zastaví sa činnosť všetkých ostatných prvkov obvodu.
Elektrický obvod s paralelným zapojením prvkov
Paralelné zapojenie sa nazýva zapojenie, pri ktorom sú všetci spotrebitelia elektrickej energie zaradení do obvodu pod rovnakým napätím (obr. 4.).
V tomto prípade sú pripojené na dva uzly obvodu a a b a na základe prvého Kirchhoffovho zákona možno napísať, že celkový prúd I celého obvodu sa rovná algebraickému súčtu prúdov jednotlivé pobočky:
I = I 1 + I 2 + I 3, t.j.
odkiaľ z toho vyplýva
Z tohto pomeru vyplýva, že ekvivalentná vodivosť obvodu sa rovná aritmetickému súčtu vodivosti jednotlivých vetiev:
g eq = g 1 + g 2 + g 3.
S rastúcim počtom paralelne pripojených spotrebičov sa zvyšuje vodivosť obvodu g eq a naopak, celkový odpor R eq klesá.
Napätia v elektrickom obvode s paralelne zapojenými odpormi (obr. 4)
U = IR ekvivalent = I1R1 = I2R2 = I3R3.
Z toho teda vyplýva
tie. prúd v obvode sa rozdeľuje medzi paralelné vetvy v opačnom pomere k ich odporom.
Podľa paralelne pripojeného obvodu pracujú spotrebitelia akéhokoľvek výkonu, navrhnuté pre rovnaké napätie, v nominálnom režime. Okrem toho zahrnutie alebo vypnutie jedného alebo viacerých spotrebiteľov neovplyvňuje prácu ostatných. Preto je táto schéma hlavnou schémou pripojenia spotrebiteľov k zdroju elektrická energia.
Elektrický obvod so zmiešaným zapojením prvkov
Zmiešané je zapojenie, v ktorom sú v obvode skupiny paralelne a sériovo zapojených odporov.
Pre obvod znázornený na obr. 5, výpočet ekvivalentného odporu začína na konci obvodu. Pre zjednodušenie výpočtov predpokladajme, že všetky odpory v tomto obvode sú rovnaké: R 1 = R 2 = R 3 = R 4 = R 5 = R. Odpory R 4 a R 5 sú zapojené paralelne, potom sa odpor časti obvodu cd rovná:
V tomto prípade môže byť pôvodný obvod (obr. 5) znázornený nasledovne (obr. 6):
V schéme (obr. 6) sú odpory R 3 a R cd zapojené do série a potom sa odpor časti obvodu ad rovná:
Potom môže byť diagram (obr. 6) uvedený v skrátenej verzii (obr. 7):
V schéme (obr. 7) sú odpor R 2 a R ad zapojené paralelne, potom je odpor časti obvodu ab
Zapojenie (obr. 7) je možné predstaviť v zjednodušenej verzii (obr. 8), kde sú odpory R 1 a R ab zapojené do série.
Potom sa ekvivalentný odpor pôvodného obvodu (obr. 5) bude rovnať:
|
Ryža. Ryža. osem |
Ryža. Ryža. deväť |
V dôsledku premien pôvodný obvod(obr. 5) je prezentovaný vo forme obvodu (obr. 9) s jedným odporom R eq. Výpočet prúdov a napätí pre všetky prvky obvodu je možné vykonať podľa Ohmových a Kirchhoffových zákonov.
Podstata metódy ekvivalentných transformácií:
1. Časti elektrického obvodu s prvkami zapojenými do série a paralelne sa nahradia jedným ekvivalentným prvkom. Postupne vykonávanými transformáciami sa obvod zjednoduší na elementárnu formu.
2. Aplikácia Ohmovho zákona je prúd zjednodušeného obvodu. Jeho hodnota určuje prúd vetvy najbližšie k zdroju EMF. (prúd prvej vetvy). To uľahčuje výpočet prúdov zostávajúcich vetiev.
Okamžitá hodnota;
hodnota amplitúdy;
Počiatočná fáza;
Efektívna hodnota;
priemer;
Komplex efektívnych alebo amplitúdových hodnôt atď.
Okamžitá hodnota
Okamžitá hodnota a sa píše ako:
а = Аm sin (ωt + ψ),
kde Ám je amplitúda ( maximálna hodnota) hodnoty;
t je aktuálna časová hodnota, s;
ψ je počiatočná fáza.
Okamžité hodnoty prúdu i, napätia u alebo EMF zapisujeme v tvare:
i = som sin (ωt + ψi),
u = Um sin (ωt + ψu),
e = Em sin (ωt + ψe).
Volá sa sínusový argument (ωt + ψ). fáza... Uhol ψ sa rovná fáze v počiatočnom čase t = 0 a preto sa nazýva počiatočná fáza.
Uhlová frekvencia ω súvisí s periódou T a frekvenciou f = 1 / T podľa vzorcov:
.Efektívna hodnota sínusových prúdov sa často označuje ako rms alebo rms hodnoty.
Efektívne hodnoty prúdov a napätí zobrazuje väčšina elektrických meracích prístrojov (ampérmetre, voltmetre).
Efektívne hodnoty udávajú menovité prúdy a napätia v certifikátoch rôznych elektrických spotrebičov a zariadení.
Pod priemer sínusový prúd sa chápe ako jeho priemerná hodnota za polovicu periódy:
Podobne:
Prvky elektrických obvodov sínusového prúdu
Hlavné prvky elektrických obvodov sínusového prúdu:
Zdroje elektrickej energie (a zdroje prúdu);
Odporové prvky (rezistory, reostaty, vykurovacie prvky atď.);
Kapacitné prvky (kondenzátory);
Indukčné prvky (induktory).
Odporový prvok
Podľa Ohmovho zákona napätie naprieč odporový prvok: u = i⋅R = R⋅Im sinωt = Um sinωt, kde Um = R⋅Im a prúd i = Im sinωt.
To znamená:
1. Prúd a napätie v odporovom prvku sú vo fáze (zmena fázy).
2. Ohmov zákon je splnený oboje pre hodnoty amplitúdy prúdu a napätia: Um = R⋅Im a pre efektívne hodnoty prúdu a napätia: U = R⋅I.
Vyjadrime okamžitý výkon p pomocou okamžitých hodnôt prúdu i a napätia u:
p = u i = Um Im sinωt sinωt = U I (1 − cos2ω).
Indukčný prvok
Klasickým príkladom indukčného prvku je induktor - drôt navinutý okolo izolačného rámu.
uL = ω⋅L⋅Im cosωt = Um sin (ωt + 900),
kde Um = ω⋅L⋅Im = XL⋅Im.
Nazýva sa veličina XL = ω⋅L indukčná reaktancia, sa meria v ohmoch a závisí od frekvencie ω.
Z týchto výrazov vyplýva dôležitý záver:
1.Prúd v indukčnom prvku zaostáva vo fáze s napätím o(900).
2. Indukčný prvok poskytuje sínusový (striedavý) prúdový odpor, ktorého modul X L = ω ⋅ L je priamo úmerný frekvencii.
3. Ohmov zákon je splnený ako pre amplitúdové hodnoty prúdu a napätia: Um = XL⋅Im, tak aj pre efektívne hodnoty: U = XL⋅I.
Okamžitý výkon:
p = u⋅i = Um cosωt⋅Im sinωt = U⋅I sin2ωt.
Okamžitý výkon na indukčnom prvku má len premennú zložku U⋅I sin2ωt, meniacu sa s dvojnásobnou frekvenciou (2ω).
Sila sa pravidelne mení v znamienku: buď kladná alebo záporná. To znamená, že počas niektorých štvrťrokov, keď p> 0, sa energia ukladá v indukčnom prvku (vo forme energie magnetického poľa) a počas iných štvrťrokov, keď p
V tejto časti sú uvedené pre vašu pozornosť Knihy o elektronike a elektrotechnike... Elektronika je veda, ktorá študuje interakciu elektrónov s elektromagnetickými poľami a vyvíja metódy na vytváranie elektronických zariadení, zariadení alebo prvkov používaných najmä na prenos, spracovanie a ukladanie informácií.
Elektronika je rýchlo sa rozvíjajúce odvetvie vedy a techniky. Študuje fyzikálne základy a praktické aplikácie rôznych elektronických zariadení. Fyzikálna elektronika zahŕňa: elektronické a iónové procesy v plynoch a vodičoch. Na rozhraní medzi vákuom a plynom, pevnými látkami a kvapalinami. Technická elektronika zahŕňa štúdium zariadenia elektronických zariadení a ich aplikácie. Oblasť venovaná využívaniu elektronických zariadení v priemysle sa nazýva Priemyselná elektronika.
Na stránke si môžete stiahnuť zadarmo veľké množstvo knihy o elektronike. V knihe „Obvod elektronickými prostriedkami»Skontrolované elementová základňa elektronické zariadenia. Prezentované sú základné princípy konštrukcie analógových, impulzných a digitálnych zariadení. Osobitná pozornosť sa venuje pamäťovým zariadeniam a konvertorom informácií. V samostatnej časti sa uvažuje o mikroprocesorových komplexoch a zariadeniach. Pre študentov vysokých škôl. Stiahnite si aj knihy autorov: Levinshtein M.E., Simin G.S., Maksina E.L., Kuzmina O., Shchedrin A.I., Leontiev B.K., Shelestov I.P., Pease R., Rodin A., Bessonov VV, Stolovykh AM, Drigalkin VV, Mendl M. , Lebedev AI, Braga N., Hamakava J., Revich Yu.V., Abraitis BB., Altshuller GB, Elfimov NN, Shakulin VG, Baida NP, Byers T., Balyan R.Kh., Obrusnik VP, Bamdas AM, Savinovsky Yu A.A., Bas A.A., Bezborodov Yu.M., Bocharov L.N., Bukhman D.R., Krotchenkov A.G., Oblasov P.S., Bystrov Yu.A., Vasilevsky D.P., Vasiliev VA, Vdovin SS, Veresov SV, Shakhdygil GP, Yakhov Chistyakov N., Horowitz P., Hill U., Phelps R., Sidorov I N., Skornyakov S.V., Grishin G.G., Moshkov A.A., Olshansky O.V., Ovechkin Yu.A., Vikulin I.M., Voishvillo G.V., Volodin A.A. MP, Kuznetsov V.Ya., Maslenikov Yu.A., Gausi M., Laker K., Elyashkevich S., Gendin GS, Golovkov AV
Venujte pozornosť knihe "Obvodové a konštrukčné nástroje pre digitálne zariadenia". Kniha poskytuje popis obvodov digitálnych zariadení. Hlavným zameraním je školenie vo vývoji softvérových a hardvérových systémov obsahujúcich procesor: písanie behaviorálnych a štrukturálnych modelov VHDL a Verilog HDL, ich testovanie a funkčné testovanie vykonávanie programov. Je opísaná moderná súprava nástrojov pre vývojárov. Príklady popisujú použitie tohto súboru nástrojov.
Stránka obsahuje knihy od najznámejších autorov: Lyubitsky V.B., Goldenberg L.M., Matyushkin B.D., Polyak M.N., Gorbaty V.I., Gorodilin V.M., Fedoseeva E.O., Trokhimenko Ya., Lyubich F., Rumyantsev MM, Rozanov Yu.K., Yu.K., .P., Kazarinov Yu.M., Katikov VM, Ramm GS, Panfilov ND, Oksner ES, Novachenko IV, Yurovsky AV, Nefedov AV, Gordeeva VI, Moshits G., Horn P., Migulin I., Chapovsky M., Markatun MG., Dmitriev V.A., Ilyin V.A., Lyarskiy V.F., Muradyan O.B., Joseph K., Andreev V., Baranov V.V., Bekin N.V., Godonov A.Yu.., Golovin O., Aleksenko AG, Kolombet EA, Starodub Aisberg E., Shumilin MS, Golovin OV, Sevalnev VP, Shevtsov EA., Tsykin GS, Kharchenko VM, Khablovski I., Skulimovski V., Williams A., Tetelbaum IM, Schneider Yu.R., Soklof S., Gutnikov VS , Danilov L V.V., Matkhanov P.N., Filippov E.S., Deryabin V.I., Rybakov A.M., Rothammel K., Dyakov V.I., Palshkov V.V., Zhutyaev S., Zeldin I VV, Rusinov VV, Lomonosov K.Yu. , Larionov A., Igumnov D.V., Korolev G., Gromov I., Iofe V.K., Lizunkov M.V., Kollender B.G., Kuzinets L.M., Sokolov V.S., Kitaev V.E., Bokunyaev AA, Kolkanov MF, Kalantarov PL, Konovich L. Kalantarov, LA., Konon , Kovalgin Yu.A., Syryso A., Polyakov V., Korolev G.V., Kostikov V.G., Nikitin I.E., Krasnopolsky A.E., Sokolov V., Troitsky A., Krise S., Kubarkin L.V., Kuzin V., Kuzina O., Kupriyanovich L., Leontiev VF, Lukoshkin A., Kirenskiy I., Monakhov Y., Petrov O., Dostal I., Sudakov Y., Gromov N., Vykhodets AV, Gitlitz M VV, Nikonov AV, Odnolko VV, Gavrilenko I ., Maltseva L., Martsinkevichus A., Mirsky G.Ya., Volgov VA, Vambersky MV, Kazantsev VI., Shelukhin SA, Bunimovich S., Yaylenko L., Mukhitdinov M., Musaev E., Myachin Yu.A. , Odnoralov N., Pavlenko Yu.F., Shpanion PA, Password NV., Bershtein AS, Paskalev Zh., Polikarpov A., Sergienko EF, Bobrov NV, Benkovsky Z., Lipinsky E., Bastanov VG, Polyakov VT, Abramovich M I., Pavlov B., Shcherbakova Yu.V., Adamenko M., Ty N.A. Nin, G.V. Kulikov
FEDERÁLNA AGENTÚRA PRE VZDELÁVANIE RUSKEJ FEDERÁCIE
FGOU SPO PROKOPIEVSKY
PRIEMYSELNÁ A EKONOMICKÁ TECHNIKA
POZNÁMKY K PREDNÁŠKE
PODĽA DISCIPLÍNY
"ELEKTRONICKÉ ZARIADENIE"
ŠPECIALITY
"AUTOMATIZÁCIA TECHNOLOGICKÝCH PROCESOV A VÝROBY"
Zostavil D.Yu Vasiliev
PROKOPIEVSK 2011
Prednáška 2. Polovodičové materiály. Fyzikálne procesy. Zapnite p-n križovatku. Základné parametre diód. deväť
Prednáška 3 režimy práca p-n prechod. Základné parametre diód. 12
Prednáška 4 Druhy diód: zenerove diódy, stabilizátor, Schottkyho dióda, varikapa, tunelová dióda, invertovaná dióda. 15
5. prednáška Klasifikácia a zápis 17
Prednáška 6. Bipolárne tranzistory. Notový zápis. dvadsať
Prednáška 7 Možnosti zapínania bipolárnych tranzistorov. Hlavné charakteristiky. 22
Prednáška 8 Tranzistory s efektom poľa... Zariadenie, typy, označenia. 24
Prednáška 9 Tranzistor s efektom poľa s riadenie p-n prechod, prevádzkové režimy, CVC. 29
Prednáška 10 Variety MIS tranzistorov. Schémy zapojenia. Aplikácia. 32
Prednáška 11 Tyristory. Typy. Zariadenie. 40
Prednáška 12 Charakteristika tyristorov 45
Prednáška 13 Optoelektronické zariadenia. Všeobecné charakteristiky. Vyžarovacia dióda. 47
14. prednáška Fotorezistor, fotodióda. 49
Prednáška 15 Informačné zobrazovacie zariadenia: PPI, VLI, GRI 50
Prednáška 16 Indikátory z tekutých kryštálov. Princíp činnosti. 51
Prednáška 17 Testová práca. Typy LCD. 52
4 semestre. 54
Prednáška 18 Usmerňovače prístrojov 54
Prednáška 19 Základné konštrukčné pomery. Spôsoby, ako znížiť pomer zvlnenia 55
Prednáška 20 Striedačky 56
Prednáška 21 Kapacitné vyhladzovacie filtre usmerňovačov 57
Prednáška 22 Indukčné vyhladzovacie filtre usmerňovače 58
Prednáška 23 Parametrické stabilizátory napätia a prúdu. Kompenzačné a pulzné stabilizátory napätia a prúdu 59
Prednáška 24 Druhy signálov a ich charakteristiky 60
Prednáška 25 Zosilňovacie zariadenia. Klasifikácia zosilňovačov. 61
Prednáška 26 Hlavné charakteristiky zosilňovačov (Amplitúda, frekvenčná charakteristika, fázová charakteristika, prechodový jav) 62
Prednáška 27 Spätná väzba v zosilňovačoch. Klasifikácia spätnej väzby. 63
Prednáška 28. Zosilňovače na bipolárnych tranzistoroch. Výkonové zosilňovače 64
Prednáška 29 Operačné zosilňovače. 65
Prednáška 30 Filtre. 66
Prednáška 31 Generátory. Typy generátorov. 67
Prednáška 32 Generátory impulzov. Multivibrátor. Jeden vibrátor. Blokovací generátor. 68
Prednáška 33 Testová práca. Integrované mikroobvody. 69
Prednáška 34 Realizácia zákl logické funkcie 70
Prednáška 35 Klasifikácia a základné parametre digitálnych integrovaných obvodov 71
Zápočtová lekcia. 72
Prednáška 1 Úvodná hodina. Fyzikálne veličiny.
Vzdelávací cieľ:
Učenie vedomostí študentov o téme vyučovacej hodiny.
Rozvojový cieľ:
Rozvoj analytického, syntetizujúceho a abstraktného myslenia, schopnosť aplikovať poznatky v praxi.
Rozvoj vzdelávacích zručností, iniciatíva, sebavedomie.
Rozvoj schopností samostatne konať.
Vzdelávací účel
Snažte sa pestovať zmysel pre úhľadnosť.
Prispieť k podpore pocitu hrdosti na zvolené povolanie.
Schopnosť zvládať emócie, rešpektovať sa navzájom.
Typ lekcie: Lekcia osvojovania si nového materiálu a primárneho posilňovania
Čas na organizáciu:
kontrola stavu publika, vzhľadštudenti,
prítomnosť odznakov, vzdelávacích potrieb: perá, notebooky.
Prítomnosť žiakov v triede.
Prieskum alebo testovanie.
Vydanie nového materiálu:
Charakteristika odboru a jeho vzťah k ostatným odborom kurikula, jeho úloha v rozvoji vedy, techniky a techniky.
Ciele študovaného kurzu a jeho miesto vo všeobecnom systéme prípravy špecialistu strednej úrovne;
úloha disciplíny pri rozvoji vedy, techniky a techniky
Stručný prehľad a hlavné smery vývoja a aplikácie priemyselnej elektroniky.
Spoľahlivosť elektronických zariadení.
Spôsoby a významy mikrominiaturizácie elektronických zariadení a zariadení.
Koncept elektromagnetickej kompatibility elektronických zariadení
Ukotvenie.
Domáca úloha.
Zhrnutie lekcie (Úvaha). Kontrola výkonu práce. Klasifikácia.
čo je elektronika? - Ide o prenos, príjem, spracovanie a ukladanie informácií pomocou elektrických nábojov. Toto je veda technika, priemysel.
Čo sa týka informácií, vždy, keď tam bola ľudskosť, to bolo všetko. Ľudské myslenie, hovorená reč, pamäťové uzliny, signálne požiare, semaforový telegraf atď. je príjem, prenos, spracovanie a uchovávanie informácií. A to nebolo menej ako 5000 rokov. Ale len nedávno, koncom 18. storočia, bol vynájdený telefón a telegraf - zariadenia na prenos a príjem informácií pomocou elektrických signálov. Toto je začiatok elektroniky, ako sa teraz nazýva.
Okrem toho sa elektronika vyvíja pomerne rýchlo. V roku 1895 Popov vynašiel a zostrojil funkčný model rádia - elektronické zariadenie pre bezdrôtový prenos informácie - detektor bleskov. Hertz uskutočnil experimenty so šírením rádiových vĺn, Marconi tieto experimenty vyvinul a aplikoval na zostrojenie rádia s možnosťou voľby vysielacej rádiovej stanice podľa vlnovej dĺžky žiarenia.
Ale na začiatku nebol dobrý zosilňovací prvok elektrické zariadenia... Preto skutočný rozvoj elektroniky začal v roku 1904, keď bola vynájdená rádiová elektrónka, dióda a v roku 1907 trióda. Vyzerajú ako na obr. Naľavo je rádiová trubica - dióda, ktorá pozostáva z utesneného valca a vo vnútri valca je vákuum a niekoľko kovových konštrukcií s elektródami vyvedenými von. Jedným z nich je vlákno, ktorým prechádza elektrický prúd, ktorý ho zohreje na teplotu 700-2300 o C. Toto vlákno ohrieva katódu, na ktorú je privedené záporné napätie a katóda vyžaruje elektróny. Na anódu je aplikované kladné napätie, potenciálny rozdiel je pomerne vysoký (100-300 V), a preto elektróny emitované z katódy budú lietať na anódu, a preto bude v lampe prúdiť prúd. Keď sa zmení znamienko napätia, elektróny zo studenej anódy nevyletia a nebude tam ani prúd. Preto môže dióda pôsobiť ako usmerňovač. striedavé napätie.
Na pravom obr. zobrazená je rádiová trubica - trióda. Všetko v ňom je rovnaké ako v dióde, ale je tu dodatočná elektróda - riadiaca mriežka. Zvyčajne sa na mriežku aplikuje negatívny potenciál a odpudzuje elektróny vyvrhnuté z katódy. Preto čím zápornejší je potenciál mriežky, tým menej elektrónov bude prúdiť z katódy na anódu. Sieťový potenciál teda slúži na riadenie prúdu v rádiovej trubici. Mriežka v lampe je zvyčajne umiestnená oveľa bližšie ku katóde ako anóda, takže nízke potenciály mriežky môžu ovládať veľké prúdy lampy. Ak je napätie privedené na anódu cez veľký odpor, potom sa potenciály na anóde zmenia viac ako na mriežke. Je to dobrý elektronický zosilňovač napätia.
Rádiové elektrónky prešli veľmi dlhou cestou vývoja. Objavili sa pokročilejšie tetrody a pentódy - lampy so štyrmi a piatimi elektródami s vysokými zosilňovacími faktormi. Začali vyrábať zložitejšie rádiové elektrónky: s viac ako piatimi elektródami. Z nich sú najrozšírenejšie duálne rádiové elektrónky: duálne diódy, triódy, diódo-triódy atď. Objavili sa plynové lampy - gasotróny. Majú plyn, aj keď pod miernym tlakom. Väčšinou je ionizovaný, objavujú sa ióny – atómy bez elektrónu, t.j. majúci kladný náboj.
Tok prúdu v takýchto lampách je zložitejší: môže byť elektronický alebo iónový. Veľkosti rádiových elektrónok boli veľmi odlišné: od miniatúrnych v tvare prstov až po obrovské v ľudskej výške.
Vynález triódy otvoril veľké možnosti pre rozvoj elektroniky. V čase druhej svetovej vojny vzrástla svetová produkcia rádiových elektrónok na mnoho miliónov ročne. Bolo vynájdených a vytvorených mnoho zariadení na príjem a prenos informácií. Telefón a telegraf, rádiové prijímače a rádiové vysielače. Namiesto gramofónov sa objavili gramofóny, objavili sa magnetofóny. Začali sa vyvíjať televízory.
Ale to všetko je len časť úloh elektroniky - príjem, prenos a ukladanie informácií. A kde je spracovanie informácií, jeho najdôležitejšia, najkomplexnejšia a najzaujímavejšia časť? Je zrejmé, že to dokáže iba výpočtové zariadenie.
Na začiatku druhej svetovej vojny sa už objavili elektronické sčítačky - procesory digitálne informácie... Ale skutočný rozvoj tejto oblasti elektroniky začal so vznikom elektroniky počítacie stroje(POČÍTAČ). Začalo to v roku 1948 - prvý počítač na rádiových elektrónkach ENIAC bol vyrobený v USA. Tu sú niektoré z jeho parametrov:
Ako vidíte z tejto tabuľky, ide o grandióznu stavbu. A malo všetky vlastnosti moderné počítače: pamäť, ktorá obsahovala dáta a program na ich spracovanie, aritmeticko-logické zariadenie, komunikácia s externých zariadení... Ale, samozrejme, mala aj veľa nedostatkov. V porovnaní so súčasným stavom techniky je tento počítač menej zložitý ako jednoduchá kalkulačka, najmä ak sa dá naprogramovať. Ale čo sa týka hmotnosti (30 ton oproti 50 g), čo sa týka obsadenej plochy, čo sa týka straty výkonu, moderné kalkulačky ho výrazne prekonávajú. Dôležité je najmä to, aby ich výkon nebol menší ako 1 MHz, t.j. stokrát viac ako prvý počítač.
Oveľa dôležitejšia je však životnosť prvého počítača. Určila to najmä životnosť rádioelektrónky. A je určená mierou zlyhania
= 10 -5 h -1
Tie. zo 100 000 trubíc jedna zlyhá za 1 hodinu. Alebo inak povedané, životnosť jednej rádiovej trubice je
T = 1 / = 105 h
Ale keď namiesto 5-20 rádiových elektrónok musí súčasne fungovať 18 000 rádiových elektrónok, situácia sa dramaticky zmení. Všetky rádiové elektrónky vydržia 12 rokov, ale kedykoľvek náhodne zlyhajú. A porucha aspoň jednej rádiovej trubice vedie k poruche celého zariadenia. V tomto prípade pre celé zariadenie môžete napísať:
celkom = N * = 18 000 * 10 -5 = 0,18 h -1
A životnosť celého zariadenia je
T celkom = 5 h
Tie. Životnosť ENIAC je len 5 hodín! V priemere každých 5 hodín bola rádiová trubica nefunkčná. Nie je také ľahké zistiť z 18 000 nefunkčných rádiových elektrónok. A po jeho nájdení je potrebné ho vymeniť a skontrolovať funkčnosť počítača. Celé to trvalo ešte asi 5 hodín.
Potrebujeme však vyrobiť zložitejšie počítače. Ak to skomplikujeme tak, že má 10x viac rúrok, životnosť sa zníži 10x, t.j. sa bude rovnať 0,5 hod. A oprava bude trvať ešte dlhšie. Toto je katastrofa čísel.
Všetko ďalší vývoj elektronika je o vysporiadaní sa s katastrofou množstva. Na to bolo potrebné znížiť poruchovosť rádiovej trubice. Ale rádiová trubica je zložité zariadenie. Po prvé, vo vnútri je hlboké vákuum, ak sa stratí, anódový prúd rádiovej trubice sa zníži v dôsledku zrážok elektrónov s atómami vzduchu a s iónmi, ktoré sú výsledkom týchto zrážok. Mriežka lampy je špirálový drôt, ktorý je navinutý okolo katódy. Je slabý, nevydrží preťaženie, vibrácie. Vlákno sa zahrieva na vysokú teplotu, preto vyžaruje nielen elektróny, ale aj pomerne veľa atómov, t.j. niť sa neustále vyparuje. Nepodarilo sa odstrániť všetky tieto nedostatky a zvýšiť životnosť.
A tak bol v roku 1948 vynájdený tranzistor. Vyzeralo to ako na obr.
Je oveľa lepšia ako rádiová trubica: menšia, ľahšia, bez vlákna. Jeho rozmery nie sú väčšie ako jeden milimeter. Jedná sa o pevný kus polovodiča, veľmi silný kryštál, ktorého pevnosť nie je horšia ako oceľ alebo liatina. Preto má tranzistor nižšiu poruchovosť, približne = 10 -7 h -1.
Tranzistory veľmi rýchlo dobyli trh. Už v roku 1949 vyrobili USA prvý tranzistorový počítač, podobný ENIACu - t.j. rok po vynájdení tranzistora. Na ilustráciu uvádzam citát z časopisu
"Veda a život", 1986, č. 2, s. 90:
„... ak rátame od prvých áut, tak dnes objemy vnútorná pamäť Počítače sa zvýšili stokrát a ich rýchlosť sa zvýšila stotisíckrát, spotreba energie sa tisíckrát znížila a náklady klesli. Odborníci usúdili, že ak by automobilový priemysel napredoval takým tempom, potom by sa auto triedy Volga pohybovalo takmer rýchlosťou svetla, spotrebovalo niekoľko gramov benzínu na sto kilometrov a stálo by to niekoľko rubľov.
Ale to bolo pred 15 rokmi!
Pozrime sa podrobnejšie, ako bol vynájdený tranzistor? Ukazuje sa, že bol vynájdený skúmaním vplyvu dvoch pn prechodov (polovodičových diód) na seba, umiestnených vo veľmi malej vzdialenosti. (Toto je znázornené na obrázku.)
Dve veľmi ostré kovové ihly boli umiestnené na povrchu germánia (polovodič) v krátkej vzdialenosti
od seba a potom boli kauterizované (prešiel silný prúd
Krátky čas). V tomto prípade sa polovodič zahrial, kov sa čiastočne rozpustil v polovodiči a tiež do neho difundoval. Kov bol vybraný tak, že jeho atómy vytvorili elektronický polovodič ( NS-Typ). Takto sa získali dva prechody pn. A keďže boli veľmi blízko, interagovali a získali tranzistor.
Týmto spôsobom sa vyrábali prvé tranzistory a táto technológia sa nazývala bodová. Jeho nevýhody sú zrejmé. Faktom je, že podľa teórie tranzistorov by vzdialenosť medzi pn prechodmi mala byť oveľa menšia ako difúzna dĺžka (čo to je, povieme v ďalších prednáškach) a je veľmi malá, v rozmedzí od jednotiek do desiatok. mikrometrov (zvyčajne hovoria mikróny) ... Nie je možné umiestniť dve ihly tak blízko - mikrón je oveľa menší ako hrúbka ľudského vlasu (asi 50 mikrónov).
Dá sa predpokladať, že vzdialenosť medzi ihlami je porovnateľná s hrúbkou ľudského vlasu a je približne rovná 0,1 mm alebo 100 mikrónov. Ďalej musíte prejsť iskrou elektrického výboja cez ihly, aby došlo k roztaveniu, rozpusteniu a difúzii kovu. Proces je ťažké reprodukovať. Preto sa mnohé tranzistory vyrobené pomocou tejto technológie ukázali ako chybné: potom pn prechody zlúčené, vzdialenosť medzi nimi bola príliš veľká. A zisk samotného tranzistora bol vo všeobecnosti náhodnou premennou.
Bolo potrebné zlepšiť technológiu výroby tranzistorov. Prvým krokom týmto smerom bol
získané pri výmene bodovej technológie za plávajúcu (pozri obr.). Tu je znázornený základný dizajn použitý pri tejto metóde: dve grafitové platne s malými jamkami pre hliník obklopujú platňu z elektronicky vodivého germánia (typ n) na oboch stranách. Táto konštrukcia je umiestnená vo vysokoteplotnej peci (600-800 ° C). Hliník sa topí a difunduje do germánia. Keď difúzia prejde do dostatočne veľkej hĺbky, proces sa zastaví. Hliník je akceptor, t.j. tam, kde prebiehala difúzia, sa germánium stalo polovodičom s dierovou elektrickou vodivosťou (typ p). Vyzerá to takto:
Teraz stačí výslednú platňu rozrezať na kúsky obsahujúce tri rôzne typy elektrickej vodivosti (tranzistory), vložiť do puzdra a prispájkovať kryštál na nožičky - tranzistor je hotový.
Zliatinové tranzistory sú oveľa lepšie ako bodové tranzistory: proces viac kontrolovanej difúzie, jednoducho udržiavanie konštantnej teploty v peci a nastavenie doby difúzie. Bodová technológia bola nahradená plávacou technológiou.
Technológia zliatiny má však určité nevýhody, z ktorých hlavné je, že sa uskutočňuje difúzia rôzne strany... Hrúbka dosky nemôže byť menšia ako 0,5 ... 1 mm, pretože inak bude pružná, bude sa zrolovať a nebude možné predpokladať, že je doska plochá. To znamená, že hrúbka, ktorá sa má rozptýliť, je najmenej 250 mikrónov, hrúbka základne je 1 ... 5 mikrónov a musí sa to robiť presne (s presnosťou najmenej 1 mikrón). V dôsledku toho je potrebné vykonať difúziu do hĺbky 250 µm s presnosťou aspoň 1 µm. To sa ťažko realizuje.
Postupne sa v priebehu vývoja technológie výroby tranzistorov dospelo k difúznej technológii, ktorá je založená na fotolitografii.
Stručne popíšme fotolitografiu. Jeho úlohou je vytvoriť na povrchu kremíka difúznu masku (najlepšie sa hodí na fotolitografiu), ktorá sa bude následne lokálne vyrábať. Táto maska musí odolávať veľmi vysokým teplotám (1200 ... 1300 0 С). Na tento účel je vhodný oxid kremičitý, ktorý sa získa veľmi jednoducho oxidáciou samotného kremíka pri vysoké teploty vo vodnej pare a kyslíku. Jeho hrúbka je rádovo 1 mikrón, ale to stačí na to, aby sa zabránilo difúzii atómov nečistôt do polovodiča. Ale na správnych miestach v oxide kremičitom sú vytvorené otvory (okná), ktoré určia, kde bude prebiehať lokálna difúzia.
Na výrobu okien sa zvyčajne používa fotorezist - je to prakticky fotoemulzia, ktorá má špeciálne vlastnosti:
1. Musí odolať leptaniu kyselinou fluorovodíkovou (bežná fotografická emulzia neznesie), čo je potrebné pri leptaní okien v oxide kremičitom.
2. Má vysoké rozlíšenie (viac ako 1000 riadkov na mm alebo menej ako 1 mikrón).
3. Má nízku viskozitu, takže sa môže rozprestrieť na vrstvu hrubú 1 mikrón (inak napr. s vysokým rozlíšením neprijímať).
4. Je citlivý na ultrafialové žiarenie (vlnová dĺžka svetla je 0,3 µm).
Toľko špeciálnych vlastností môže mať len špeciálna látka. Ide o plast, ktorý sa pôsobením svetla ničí, alebo naopak vzniká pôsobením svetla. Našlo sa veľa takýchto látok. Toto sú fotorezisty.
Takže v procese fotolitografie môžeme vytvoriť tenkú vrstvu oxidu kremičitého (na kremíku, polovodiči), potom naniesť veľmi tenkú vrstvu fotorezistu, potom cez fotomasku (špeciálnu fotografickú platňu, na ktorej je veľa vopred vypočítaných a vyrobené tmavé a svetlé miesta) osvetlite ultrafialovým svetlom, potom vyvolajte, to znamená odstráňte osvetlené miesta (alebo naopak neosvetlené miesta), potom môžete odstrániť oxid kremičitý cez okná vo fotoreziste (leptanie v kyseline fluorovodíkovej) a odstrániť samotný fotorezist, pretože jeho zvyšky môžu interferovať s procesom vysokoteplotnej difúzie.
Teraz môžete difundovať z jednej strany:
To znamená, že je jednoduchšie vytvoriť presne nastaviteľnú tenkú základnú vrstvu: urobíme difúziu do hĺbky asi 5 ... 6 µm, potom druhú difúziu pri 3...4 µm. Základňa bude mať približne 2 mikróny. Hĺbka difúzie a hrúbka základne sú úmerné, čo znamená, že môžu byť vyrobené presne (a celková hrúbka dosky môže byť ľubovoľná, napr. 1 mm). Doštičku (ako sa bežne v elektronike nazýva „čip“) je možné narezať jednotlivé tranzistory skontrolujte každý tranzistor a dobré tranzistory sa zmestia do puzdra.
energie -fyzikálne množstvo, čo je jednotná miera rôznych foriem pohybu hmoty a miera prechodu pohybu hmoty z jednej formy do druhej.
Electron(zo starogréčtiny - jantár]) je stabilná, negatívne nabitá elementárna častica, jedna z hlavných štruktúrnych jednotiek hmoty.
Elektrina - usporiadaný pohyb voľných elektricky nabitých častíc, napríklad vplyvom elektrického poľa.
Prúd môže byť striedavý a konštantný
Striedavý prúd, AC (anglicky striedavý prúd) je elektrický prúd, ktorý periodicky mení veľkosť a smer.
Neustále prúd, DC (anglický jednosmerný prúd - jednosmerný prúd) - elektrický prúd, ktorého parametre, vlastnosti a smer sa v čase nemenia (v rôznych významoch), to znamená, že jeho veľkosť je v čase konštantná.
Napätie je potenciálny rozdiel medzi dvoma bodmi.
Elektrický odpor je skalárna fyzikálna veličina, ktorá charakterizuje vlastnosti vodiča na zabránenie prechodu elektrického prúdu.
Elektrická energia- fyzikálna veličina charakterizujúca rýchlosť prenosu alebo premeny elektrickej energie.
Indukčnosť (alebo koeficient samoindukcie) je koeficient úmernosti medzi elektrickým prúdom tečúcim v uzavretej slučke a magnetickým tokom vytvoreným týmto prúdom cez povrch, ktorého okrajom je táto slučka.
Ф - magnetický tok, ja- prúd v obvode, L- indukčnosť.
Elektrická kapacita - charakteristika vodiča, ukazujúca schopnosť vodiča akumulovať elektrický náboj.
Kondenzátor(z lat. condensare - "kondenzovať", "zahusťovať") - dvojpólové zariadenie s určitou hodnotou kapacity a nízkou ohmickou vodivosťou; zariadenie na uchovávanie náboja a energie elektrického poľa.
Dióda(zo starogréčtiny δις - dva a -od znamená dráha) je dvojelektródové elektronické zariadenie, ktoré má rôznu vodivosť v závislosti od smeru elektrického prúdu. Diódová elektróda pripojená na kladný pól zdroja prúdu, keď je dióda otvorená (teda má malý odpor), sa nazýva anóda pripojený k zápornému pólu - katóda.
Tranzistor(anglický tranzistor) - rádioelektronická súčiastka z polovodičový materiál, zvyčajne s tromi svorkami, ktoré umožňujú vstupným signálom riadiť prúd v elektrickom obvode. Zvyčajne sa používa na zosilnenie, generovanie a konverziu elektrických signálov. V schémach zapojenia je uvedené "VT" alebo "Q".
USATU 2008
Shangin E.S.
Ш21 Základy elektroniky: Učebnica. príspevok. - Ufa, vydavateľstvo USATU, 2007, - 168 s.
Zvažujú sa hlavné polovodičové zariadenia a najpoužívanejšie zariadenia analógovej aj digitálnej elektroniky. Opisom charakteristík a parametrov zariadení predchádzajú potrebné informácie o fyzikálnych javoch používaných pri prevádzke zariadení.
Príručka je určená pre študentov druhého ročníka odboru 552800-Informatika a počítačové inžinierstvo (príprava diplomovaného bakalára inžinierstva a techniky).
|
1. Úvod ………………………………………………………………... | |
|
2. Prvky elektronické obvody.………………………………………….. | |
|
3. Bipolárne tranzistory ………………………………………………. | |
|
4. Tranzistory s efektom poľa ………………………………………………… .. | |
|
5. Tyristory ………………………………………………………… .... | |
|
6. Optoelektronické zariadenia ………………………………………… .. | |
|
7. Operačné zosilňovače ………………………………………………… .. | |
|
8. Integrované mikroobvody …………………………………………………. | |
|
9. Analógové elektronické zariadenia ………………………………… | |
|
10. Lineárne obvody založené na operačných zosilňovačoch ………………… | |
|
11. DC zosilňovače ………………………………………… | |
|
12. Elektronické filtre ………………………………………………… .. | |
|
13. Generátory harmonické vibrácie …………………………….. | |
|
14. Sekundárne napájacie zdroje ………………………………………… | |
|
15. Digitálna a pulzná elektronika ……………………………… .. | |
|
16. Kombinácia digitálnych zariadení ……………………………. | |
|
17. Digitálne pamäťové zariadenia ……………………………… | |
|
18. Zariadenia na tvarovanie a analógovo-digitálne konverzia signálu …………………………………………………. | |
|
Literatúra ……………………………………………………………………… |
1. Úvod
Elektronika je všestranný a efektívny nástroj na riešenie rôznych problémov v oblasti zberu a spracovania informácií, automatického riadenia a premeny energie. Znalosti v oblasti elektroniky sa stávajú nevyhnutnými pre čoraz širší okruh odborníkov.
Rozsah použitia elektroniky sa neustále rozširuje. Takmer každý pomerne zložitý technický systém je vybavený elektronickými zariadeniami. Je ťažké pomenovať technologický proces, ktorý by bol riadený bez použitia elektroniky. Funkcie elektronických zariadení sú čoraz rozmanitejšie.
Prejdime k idealizovanému systému riadenia pre nejaký objekt (obr. 1.1).
Obrázok 1.1. Bloková schéma riadiaceho systému
Elektrické signály obsahujúce informácie o sledovaných hodnotách sú generované príslušnými snímačmi. Tieto signály sú filtrované, zosilnené a konvertované na digitálna forma pomocou analógovo-digitálnych prevodníkov (ADC). Potom ich spracuje mikroprocesor, ktorý môže interagovať s počítačom. Riadiace signály generované mikroprocesorom sú konvertované do analógovej formy pomocou digitálno-analógových prevodníkov (DAC), zosilnené a privádzané do napájacích elektronických zariadení, ktoré riadia akčné členy, ktoré priamo ovplyvňujú objekt.
Uvažovaný systém obsahuje elektronické zariadenia pracujúce s analógovými signálmi (filtre, zosilňovače, výkonové elektronické zariadenia), digitálnymi signálmi (mikroprocesor, počítač), ako aj zariadeniami, ktoré konvertujú signály z analógového na digitálne a naopak. Charakteristiky elektronických zariadení sú určené predovšetkým charakteristikami ich základných prvkov.
Úloha elektroniky v súčasnosti výrazne narastá v súvislosti s využívaním mikroprocesorovej techniky na spracovanie informačných signálov a výkonových polovodičových zariadení na premenu elektrickej energie.
V štyridsiatych rokoch dvadsiateho storočia sa hmotnosť elektronických zariadení ťažkých lietadiel blížila k 1000 kg (bez energetických zariadení potrebných na napájanie zariadení). Takže napríklad samotné elektronické vybavenie zbraňového systému na lietadlách americkej firmy "Boeing" za desaťročie od roku 1949 do roku 1959 sa stalo 50-krát zložitejším. Na lietadlách vyrobených v roku 1959 obsahoval elektronický obvod tohto systému už 100 000 prvkov.
Hlavným ukazovateľom dokonalosti elektronického zariadenia je hustota balenia, to znamená počet prvkov obvodu na 1 cm 3 ovládacieho zariadenia. Ak sú napríklad lampy hlavným prvkom elektronického zariadenia, potom je možné dosiahnuť hustotu 0,3 e / cm3. Ak to vezmeme do úvahy, na umiestnenie moderného počítača bude potrebný objem niekoľko tisíc metrov kubických. Na pohon takéhoto stroja je navyše potrebná výkonná elektráreň.
Vytvorenie polovodičových prvkov (diód a tranzistorov) na konci 40. rokov dvadsiateho storočia viedlo k vzniku nového princípu navrhovania elektronických zariadení - modulárneho. Základom je modul základnej bunky, štandardnej veľkosti, spôsobu montáže a inštalácie. V tomto prípade sa hustota balenia zvýšila na 2,5 e / cm3.
Ďalšie zdokonaľovanie polovodičových súčiastok, rezistorov, kondenzátorov a iných prvkov, zmenšovanie ich veľkosti viedlo k vytvoreniu mikromodulov. Zároveň hustota balenia presiahla 10 e / cm3. Mikromoduly ukončili dekádu tranzistorovej elektroniky a dali vzniknúť integrovanej elektronike alebo mikroelektronike.
Pokiaľ ide o obvody, integrovaná elektronika sa často nelíši od tranzistorovej elektroniky, pretože v integrovanom obvode možno rozlíšiť všetky prvky schémy zapojenia zariadenia, ale rozmery týchto prvkov sú veľmi malé (asi 0,5–1 mikrónu). . Technológia výroby integrovaných obvodov umožnila dramaticky zvýšiť hustotu balenia až na tisíce prvkov na 1 cm3.
Z praktického hľadiska sa elektronika zaoberá tvorbou elektronických zariadení a zariadení, v ktorých sa na prenos, spracovanie a ukladanie informácií využíva interakcia elektrónov s elektromagnetickými poľami. Najtypickejšie typy takýchto transformácií sú generovanie, zosilňovanie, vysielanie a príjem elektromagnetických vĺn s frekvenciou do 10 12 Hz ako aj infračervené, viditeľné, ultrafialové a röntgenové žiarenie (10 12 -10 20 Hz). Konverzia na takéto vysoké frekvencie je možná vďaka extrémne nízkej zotrvačnosti elektrónu - najmenšej zo súčasne známych nabitých častíc.
V elektronike sa skúmajú interakcie elektrónov s makropolami v pracovnom priestore elektronického zariadenia a s mikropoľami vo vnútri atómu, molekuly alebo kryštálovej mriežky.
Elektronika sa opiera o mnohé odvetvia fyziky – elektrodynamiku, klasickú a kvantovú mechaniku, fyziku pevných látok, optiku, termodynamiku, ale aj chémiu, metalurgiu, kryštalografiu a ďalšie vedy. Využitím výsledkov týchto a mnohých ďalších oblastí poznania elektronika na jednej strane kladie nové úlohy pre iné vedy, čo stimuluje ich ďalší rozvoj, na druhej strane vytvára nové elektronické zariadenia a zariadenia a tým vybavuje vedu. s kvalitatívne novými prostriedkami a metódami výskumu.
Praktické úlohy z elektroniky:
vývoj elektronických zariadení a zariadení, ktoré vykonávajú rôzne funkcie v systémoch na konverziu a prenos informácií v riadiacich systémoch, vo výpočtovej technike, ako aj v energetických zariadeniach;
rozvoj vedeckých základov techniky na výrobu elektronických zariadení a techniky s využitím elektronických a iónových procesov a zariadení pre rôzne oblasti vedy a techniky.
Elektronika hrá vedúcu úlohu vo vedeckej a technologickej revolúcii. Zavádzanie elektronických zariadení do rôznych oblastí ľudskej činnosti do značnej miery (často rozhodujúcej) prispieva k úspešnému rozvoju zložitých vedeckých a technických problémov, k zvýšeniu produktivity fyzickej a duševnej práce, k zlepšeniu ekonomických a environmentálnych ukazovateľov. výroby. Na základe výdobytkov elektroniky sa rozvíja priemysel, ktorý vyrába elektronické zariadenia pre rôzne druhy komunikácie, automatizáciu, televíziu, radar, výpočtovú techniku, systémy riadenia procesov, výrobu prístrojov, ako aj osvetľovacie zariadenia, infračervenú techniku, X- lúčová technológia atď.
Pomer strán 1440 x 900
Rozlíšenia obrazovky monitora
Kedy potrebujem aktualizovať firmvér
Ako premeniť smartfón s Androidom na bezpečnostnú kameru
Ako vyzerá čínska klávesnica (história a fotografie)