Ηλεκτρονικά κυκλώματα

Ηλεκτρονικά κυκλώματα

Όλα τα ηλεκτρονικά που χρησιμοποιούμε σήμερα βασίζονται σε πολύπλοκα ηλεκτρονικά κυκλώματα. Τα ηλεκτρονικά κυκλώματα συνδυάζουν εξαρτήματα, καλώδια και ηλεκτρισμό για να ολοκληρώσουν κάποια λειτουργία.

Βασικό κύκλωμα

Το βασικό ηλεκτρονικό κύκλωμα διαθέτει πηγή τροφοδοσίας, εξαρτήματα σύνδεσης καλωδίων και εξαρτήματα. Εδώ είναι ένα απλό παράδειγμα που δείχνει μερικές αντιστάσεις συνδεδεμένες παράλληλα και σειρές.


Σχηματικός

Τα σχέδια σύνθετων ηλεκτρονικών κυκλωμάτων καλούνται σχηματικά. Τα σχήματα δείχνουν πώς όλα τα συστατικά συνδέονται μεταξύ τους. Υπάρχουν τυπικά σύμβολα για διαφορετικά εξαρτήματα που επιτρέπουν σε διαφορετικούς μηχανικούς να εργάζονται στο ίδιο έργο.


Παράδειγμα σχηματικού
Τυπωμένη πλακέτα κυκλώματος

Μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος χρησιμοποιείται για τη σύνδεση πολλών διαφορετικών ηλεκτρονικών εξαρτημάτων σε ένα κύκλωμα λειτουργίας. Τα «καλώδια» που συνδέουν τα εξαρτήματα είναι ενσωματωμένα στο ταμπλό. Υπάρχουν ακόμη και διαφορετικά στρώματα του πίνακα με κάθε στρώμα να έχει το δικό του σετ καλωδίων. Μικρές τρύπες που ονομάζονται «vias» ανοίγονται μέσω του σκάφους για να κάνουν συνδέσεις από στρώμα σε στρώμα. Στη συνέχεια, τα εξαρτήματα συγκολλούνται στην επιφάνεια του πίνακα για να κάνουν τις ηλεκτρικές συνδέσεις.

Ισχύς και γείωση

Σε μια σύνθετη πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος θα υπάρχει γενικά τουλάχιστον ένα στρώμα αφιερωμένο στη γείωση και ένα στην παροχή ρεύματος. Το στρώμα για το έδαφος ονομάζεται επίπεδο εδάφους. Το επίπεδο γείωσης χρησιμεύει ως διαδρομή επιστροφής για ρεύμα για πολλά από τα στοιχεία. Τα περισσότερα ενεργά συστατικά έχουν τουλάχιστον έναν πείρο που πρέπει να συνδεθεί στη γείωση.

Ένα πολύπλοκο κύκλωμα θα έχει επίσης συνήθως τουλάχιστον μία τροφοδοσία DC. Σε ορισμένες πολύπλοκες πλακέτες κυκλωμάτων ενδέχεται να υπάρχουν πολλαπλά τροφοδοτικά. Ένα τυπικό τροφοδοτικό θα είναι + 3.3V, + 2.5V ή + 1.8V ανάλογα με την τεχνολογία που χρησιμοποιείται. Γενικά, ένα πλήρες στρώμα της πλακέτας κυκλώματος αφιερώνεται στην κύρια τάση τροφοδοσίας. Αυτή η τροφοδοσία χρησιμοποιείται για την τροφοδοσία των ενεργών εξαρτημάτων.

Παθητικά συστατικά

Τα παθητικά εξαρτήματα σε ένα κύκλωμα είναι εξαρτήματα που δεν απαιτούν εξωτερική ισχύ. Βρίσκονται στην τρέχουσα διαδρομή του κυκλώματος και δεν χρειάζεται να συνδεθούν στο τροφοδοτικό. Μερικά παραδείγματα παθητικών εξαρτημάτων περιλαμβάνουν αντιστάσεις, πυκνωτές, επαγωγείς και συνδετήρες.

Ενεργά συστατικά

Τα ενεργά εξαρτήματα σε ένα κύκλωμα χρειάζονται εξωτερική ισχύ. Συνδέονται στο τροφοδοτικό και μπορούν να εισάγουν ισχύ στο κύκλωμα, όπως η ενίσχυση ενός σήματος. Παραδείγματα ενεργών συστατικών περιλαμβάνουν διόδους, τρανζίστορ και ολοκληρωμένα κυκλώματα όπως η CPU στον υπολογιστή σας.

Ενδιαφέρουσες πληροφορίες για ηλεκτρονικά κυκλώματα

• Το επίπεδο του εδάφους συντομογραφείται συχνά ως GND ή με ένα σύμβολο που μοιάζει με ένα ανάποδο βέλος ή τρίγωνο.
• Ο όρος «τυπωμένη πλακέτα κυκλώματος» συντομογραφείται συχνά ως PCB.
• Ένα αναλογικό κύκλωμα είναι εκείνο όπου το ρεύμα ή η τάση μεταβάλλεται συνεχώς με το χρόνο.
• Ένα ψηφιακό κύκλωμα είναι εκείνο όπου τα ηλεκτρικά σήματα λαμβάνουν καθορισμένες τιμές που αντιπροσωπεύουν μηδενικά και αυτά.
• Μπορεί να υπάρχουν εξαιρετικά περίπλοκα κυκλώματα μέσα σε τσιπ υπολογιστή. Οι επεξεργαστές υψηλής τεχνολογίας για υπολογιστές έχουν κυκλώματα που αποτελούνται από δισεκατομμύρια τρανζίστορ.