กระบวนการออกแบบวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่แตกต่างกัน

อัน วงจรอิเล็กทรอนิกส์ ประกอบด้วยชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ต่างๆเช่นตัวต้านทานตัวเก็บประจุไดโอดและทรานซิสเตอร์ที่เชื่อมต่อด้วยสายไฟซึ่งกระแสจะไหลในวงจร การออกแบบวงจรอิเล็กทรอนิกส์โดยทั่วไปได้รับการออกแบบบนเขียงหั่นขนมก่อน (การสร้างต้นแบบ) ซึ่งช่วยนักออกแบบในการปรับเปลี่ยนและเพิ่มประสิทธิภาพของวงจร วงจรอิเล็กทรอนิกส์เหล่านี้ใช้ในการคำนวณการถ่ายโอนข้อมูลและการขยายสัญญาณ

ปัจจุบันแทนที่จะเชื่อมต่อส่วนประกอบผ่านสายไฟส่วนประกอบต่างๆจะถูกบัดกรีเข้ากับการเชื่อมต่อระหว่างกันซึ่งเป็น สร้างขึ้นบนแผงวงจรพิมพ์ (PCB) เพื่อสร้างวงจรสำเร็จรูป

แนวทางวงจรอิเล็กทรอนิกส์บน Breadboard และ PCB

พื้นฐานของกระบวนการออกแบบวงจรอิเล็กทรอนิกส์

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พื้นฐานทุกชิ้นสร้างเป็นหน่วยเดียว ก่อนการประดิษฐ์วงจรดิจิทัล (IC) ทรานซิสเตอร์แต่ละตัวไดโอดตัวต้านทานตัวเก็บประจุและตัวเหนี่ยวนำไม่ต่อเนื่องกัน วงจรหรือระบบใด ๆ สามารถสร้างเอาต์พุตที่ต้องการได้ตามอินพุต ในที่นี้เราจะกล่าวถึงความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับกระบวนการออกแบบวงจรอิเล็กทรอนิกส์ นอกจากนี้อ่านเกี่ยวกับ ความแตกต่างระหว่างวงจรอนาล็อกและวงจรดิจิตอล

วงจรอนาล็อก

การออกแบบวงจรอิเล็กทรอนิกส์แบบอะนาล็อกคือการที่กระแสหรือแรงดันแตกต่างกันไปตามเวลาเพื่อให้สอดคล้องกับข้อมูลที่แสดง ไดโอดตัวเก็บประจุตัวต้านทานทรานซิสเตอร์และสายไฟเป็นส่วนประกอบหลักของวงจรอนาล็อก ในวงจรอะนาล็อกสัญญาณไฟฟ้ารับค่าต่อเนื่องและวงจรเหล่านี้แสดงในแผนภาพโดยที่สายไฟแสดงด้วยเส้นและแต่ละส่วนประกอบจะแสดงด้วยสัญลักษณ์เฉพาะ วงจรอนาล็อกทุกวงจรมีอนุกรมหรือขนานหรือทั้งสองวงจร

วงจรอนาล็อกอย่างง่าย

วงจรดิจิทัล

การออกแบบวงจรอิเล็กทรอนิกส์แบบดิจิทัลรับสัญญาณไฟฟ้าในรูปแบบของค่าที่ไม่ต่อเนื่อง ข้อมูลจะแสดงในรูปของศูนย์และค่า วงจรดิจิทัลใช้ทรานซิสเตอร์อย่างกว้างขวางซึ่งเชื่อมต่อกันเพื่อสร้างลอจิกเกตที่ให้ ฟังก์ชันของตรรกะบูลีน . ทรานซิสเตอร์เชื่อมต่อกันเพื่อให้การตอบรับเชิงบวกเช่นเดียวกับที่ใช้ในสลักและฟลิปฟลอป ดังนั้นวงจรดิจิทัลสามารถให้ทั้งลอจิกและหน่วยความจำทำให้สามารถคำนวณได้

วงจรดิจิตอลโดยใช้ Flip-Flops

วงจรดิจิทัลใช้ในการสร้างชิปประมวลผลทั่วไปเช่นไมโครโปรเซสเซอร์และวงจรรวมเฉพาะของแอปพลิเคชัน

แผนผังวงจร

ถึง แผนผังวงจร คือการแสดงส่วนประกอบและการเชื่อมต่อระหว่างกันในวงจรโดยใช้สัญลักษณ์มาตรฐานโดยไม่ต้องใช้ภาพจริงของส่วนประกอบ แผนภาพวงจรใช้สำหรับออกแบบก่อสร้างและบำรุงรักษาอุปกรณ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์

แผนผังวงจร

แม้ว่าจะไม่ได้เป็นมาตรฐาน แต่แผนผังจะถูกจัดเรียงในหน้าจากซ้ายไปขวาและจากบนลงล่าง เช่นเดียวกับในวงจรสัญญาณเสาอากาศจะอยู่ทางซ้ายและลำโพงทางขวา ในทำนองเดียวกันแหล่งจ่ายไฟบวกที่ด้านบนของหน้าโดยมีกราวด์และแหล่งจ่ายเชิงลบที่ด้านล่าง แผนภาพเส้นลอจิกของรีเลย์ยังใช้วิธีการที่เป็นมาตรฐานเพื่อแสดงแผนภาพ รางจ่ายไฟแนวตั้งทางด้านซ้ายและอีกอันทางด้านขวาโดยมีส่วนประกอบที่พันระหว่างกันซึ่งแสดงถึงบันได ดังนั้นจึงเรียกอีกอย่างว่าแผนภาพลอจิกบันได

วงจรสวิตช์อิเล็กทรอนิกส์

สวิตช์เป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ใช้ขัดขวางการไหลของกระแสในวงจร โดยพื้นฐานแล้วเป็นอุปกรณ์ไบนารีซึ่งเปิดหรือปิดอย่างสมบูรณ์ นอกจากสวิตช์เปิด / ปิดจะควบคุมการทำงานของวงจรและเปิดใช้งานคุณสมบัติต่าง ๆ ของวงจร

สวิตช์เป็นอุปกรณ์เชิงกลที่มีขั้วต่อสองขั้วขึ้นไปซึ่งเชื่อมต่อกับหน้าสัมผัสโลหะ เมื่อหน้าสัมผัสอยู่ด้วยกันสวิตช์จะปิด ดังนั้นกระแสและสวิตช์จึงเปิดอยู่ เมื่อหน้าสัมผัสอยู่ห่างกันสวิตช์จะเปิดและไม่มีกระแสไหล

วงจรสวิตช์อิเล็กทรอนิกส์

วงจรข้างต้นแสดงวิธีใช้สวิตช์เพื่อควบคุมการไหลของกระแสในหลอดไฟ ด้านล่างนี้คือสวิตช์ต่างๆที่ใช้ในวงจรอิเล็กทรอนิกส์

สลับสวิตช์

สวิตช์เปิด / ปิดทำงานโดยคันโยกที่ทำมุมในตำแหน่งหนึ่งหรือหลายตำแหน่ง คันโยกพลิกขึ้นหรือลงเพื่อปิดหรือเปิดหน้าสัมผัส สวิตช์ไฟที่ใช้ในครัวเรือนเป็นตัวอย่างของสวิตช์เปิดปิด

สลับสวิตช์

สวิตช์ปุ่มกด

สวิตช์ปุ่มกดเป็นอุปกรณ์สองตำแหน่งที่ทำงานด้วยปุ่มเพื่อเปิดและปิดหน้าสัมผัส ทุกครั้งที่คุณกดปุ่มหน้าสัมผัสจะสลับกันระหว่างเปิดและปิด

สวิตช์ปุ่มกด

สวิตช์เลือก

สวิตช์เลือกจะทำงานด้วยปุ่มหมุนหรือคันโยกเพื่อเลือกตำแหน่งหนึ่งหรือสองตำแหน่ง สวิตช์ตัวเลือกสามารถวางตัวในตำแหน่งใดก็ได้เช่นสวิตช์สลับ

สวิตช์เลือก

จอยสติ๊ก

สวิทช์จอยสติ๊กถูกกระตุ้นโดยคันโยกเพื่อให้เคลื่อนที่ได้มากกว่าหนึ่งแกน สัญกรณ์วงกลมและจุดบนสัญลักษณ์สวิตช์บ่งบอกทิศทางของการเคลื่อนที่ของก้านจอยสติ๊กที่จำเป็นในการเรียกหน้าสัมผัส สวิตช์มือแบบจอยสติ๊กใช้ในการควบคุมเครนหุ่นยนต์และในเกม

จอยสติ๊ก

สวิตช์ระดับของเหลว

วัตถุลอยน้ำถูกใช้เพื่อเปิดใช้งานกลไกสวิตช์เมื่อระดับของเหลวเพิ่มขึ้นถึงจุดคงที่ เมื่อระดับของเหลวถึงจุดวัตถุที่ลอยอยู่จะปิดวงจร วงจรปิดนี้ดำเนินการทำให้ทำงานเฉพาะ

สวิตช์ระดับของเหลว

สวิตช์ จำกัด ตัวกระตุ้นก้าน, สวิตช์ความดัน, สวิตช์ความใกล้เคียง, สวิตช์ความเร็วและสวิตช์ระดับนิวเคลียร์เป็นสวิตช์อื่น ๆ ที่ใช้ในวงจรอิเล็กทรอนิกส์

การออกแบบวงจรอิเล็กทรอนิกส์

การออกแบบวงจรอิเล็กทรอนิกส์ประกอบด้วยการวิเคราะห์และสังเคราะห์วงจรอิเล็กทรอนิกส์ ในขณะที่ออกแบบวงจรแอนะล็อกหรือวงจรดิจิทัลผู้ออกแบบควรสามารถทำนายแรงดันและกระแสที่ทุกโหนดในวงจรได้ ทั้งหมด วงจรเชิงเส้นและวงจรที่ไม่ใช่เชิงเส้นอย่างง่าย สามารถวิเคราะห์ด้วยมือโดยใช้การคำนวณทางคณิตศาสตร์ ในขณะที่ซอฟต์แวร์ถูกใช้เพื่อวิเคราะห์วงจรที่ซับซ้อน

ซอฟต์แวร์จำลองการออกแบบวงจรอิเล็กทรอนิกส์ช่วยให้นักพัฒนาสามารถออกแบบวงจรได้อย่างมีประสิทธิภาพและแม่นยำยิ่งขึ้นช่วยลดเวลาค่าใช้จ่ายและความเสี่ยงที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนาต้นแบบวงจร

เครื่องจำลองแผงวงจร

เครื่องจำลองวงจรอิเล็กทรอนิกส์ใช้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์เพื่อจำลองพฤติกรรมของวงจรอิเล็กทรอนิกส์จริง ซอฟต์แวร์จำลองช่วยให้สามารถสร้างแบบจำลองการทำงานของวงจรและเป็นเครื่องมือวิเคราะห์ที่ล้ำค่า เนื่องจากข้อ จำกัด ของ breadboard และเครื่องมือที่มีราคาแพงเช่นโฟโตมาสก์สำหรับวงจรรวมการออกแบบ IC ส่วนใหญ่จึงอาศัยการจำลอง SPICE เป็นเครื่องจำลองวงจรอนาล็อก Verilog และ VHDL เป็นที่รู้จักกันดีที่สุดสำหรับการจำลองแบบดิจิทัล

แม้ว่าเครื่องจำลองแผงวงจรจะทำให้ง่ายต่อการพัฒนาวงจรขนาดใหญ่ แต่ก็มีความซับซ้อนในกระบวนการจำลอง รูปแบบของกระบวนการเกิดขึ้นเมื่อมีการสร้างการออกแบบ แต่ตัวจำลองวงจรไม่พิจารณารูปแบบเหล่านี้ แม้ว่ารูปแบบจะมีขนาดเล็ก แต่ก็ส่งผลต่อผลลัพธ์อย่างมาก

ทั้งหมดนี้เกี่ยวกับกระบวนการออกแบบวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่แตกต่างกัน เราพิจารณาว่าข้อมูลที่ให้ไว้ในบทความนี้มีประโยชน์สำหรับคุณในการทำความเข้าใจแนวคิดนี้ให้ดีขึ้น นอกจากนี้ข้อสงสัยใด ๆ เกี่ยวกับบทความนี้หรือความช่วยเหลือในการนำไปใช้ โครงการอิเล็กทรอนิกส์ คุณสามารถติดต่อเราได้โดยการแสดงความคิดเห็นในส่วนความคิดเห็นด้านล่าง นี่คือคำถามสำหรับคุณ Digital Circuit หมายถึงอะไร?