Cómo interpretar un esquema en términos de entrada / salida [cerrado]

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Soy un programador que estudia electrónica por afición (pero serio, no solo por diversión). Me considero tener un conocimiento razonable en electrónica digital. Por ejemplo, ya describí procesadores, GPU simples, tarjetas de red, controladores de RAM, etc. en VHDL y luego a un FPGA. Con respecto a la electrónica digital, este es el tipo de conocimiento que tengo hasta ahora.

Ahora, quiero mejorar mi conocimiento en electrónica analógica. Hasta ahora, he estudiado: transistores, amplificadores bjt, opamps, circuitos RLC, filtros pasivos y activos, fuentes lineales simples y algunos circuitos integrados clásicos como 555, por ejemplo.

Pero lo que todavía me falta es la capacidad de leer y entender un esquema del circuito anólogo en el siguiente sentido: cuando veo un esquema del circuito digital, es fácil identificar dónde están las entradas y las salidas, cómo fluyen los datos a través del Circuito y cómo cada etapa transforma la señal de entrada. Por ejemplo, la siguiente imagen es fácil de razonar en términos de entradas y salidas.

Peroalleerunesquemadecircuitoanalógico,nopuedo,sinembargo,dividirelesquemaenbloques/partespormímismo,inclusoconunestudiocuidadoso.Porejemplo,elsiguienteesquema(unSPMS):

Debido a tantas conexiones en serie y en paralelo y porque la corriente puede fluir de ambas maneras en algunas partes de los circuitos, es difícil para mí en términos de entrada y salida.

Entonces, aquí está mi pregunta: ¿hay una manera de leer e interpretar esquemas de circuitos analógicos en términos de entrada / salida de la misma manera que es posible a los esquemas digitales (puertas lógicas, por ejemplo)? ¿O para los circuitos analógicos hay otra forma de razonar sobre el circuito? En otras palabras: ¿existe una forma sistemática, una forma algorítmica, de leer e interpretar esquemas analógicos o cada circuito requiere un análisis ad hoc? ¿Hay una abstracción que usan los ingenieros eléctricos?

Lo que he intentado hasta ahora: razonar acerca de un circuito que usa la abstracción de señales; intente dividir un circuito en términos de búferes (debido a la impedancia de entrada / salida) pero esto no ha funcionado bien hasta ahora porque: no todos los circuitos tienen búferes o funcionan con señales. También he intentado dividir un circuito mirando primero los circuitos integrados y luego los componentes discretos que lo rodean. Luego iría a la hoja de datos del IC y leería las instrucciones allí. Pero esto tampoco funcionó en todos los casos porque no todos los circuitos tienen circuitos integrados.

Mis objetivos son: dado un esquema, tratar de identificar bloques funcionales: filtros, amplificadores, etc. y; para poder diseñar (para mí este es el objetivo más importante) esquemas de tal complejidad como el SPMS anterior. Entonces, para ambos casos, necesito entender cómo una etapa está conectada a otra.

Le pido perdón si mi pregunta es un poco vaga. Como dije, soy un programador, no un ingeniero eléctrico y todavía carezco de palabras clave y conceptos. Si es posible, ayúdame a mejorar mi pregunta.

    
pregunta Hadley Siqueira

3 respuestas

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Todo se trata de la identificación de patrones, y se obtiene al observar esquemas más simples y luego construir desde allí. En general, las personas eligen patrones de diseño de un conjunto bastante limitado de opciones, por lo que una vez que reconozca algunas, podrá comenzar a comprender qué partes del diseño hacen. Después de eso, puede "ignorar" esos y concentrar sus esfuerzos en comprender partes que no conoce.

A menudo encuentro que un desafío es el diseño real del esquema. Por ejemplo, en su esquema de SMPS, está claramente diseñado para ajustarse a un espacio rectangular, por lo que algunos patrones no están en su disposición de libros de texto. Practica, practica, practica y pregunta aquí cuando necesites ayuda :)

    
respondido por el awjlogan
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El contexto del esquema le da la ruta inicial hacia el circuito.

Por ejemplo, has ilustrado un SMPS. Por definición, esto toma una entrada de potencia y entrega una salida de CC regulada. Ahora tiene que escanear el esquema, hasta que encuentre las palabras "FILTRO DE ENTRADA" en la parte superior izquierda y "SALIDA DE CC en la parte superior derecha.

Dentro de ese circuito, habrá muchos bloques que individualmente tienen una entrada y una salida, y se unen para realizar la función general. Aquí, la identificación de la parte es su amigo, y después de buscarlo en Google varias veces, se acostumbrará rápidamente a los números. El TL494 y el 78L05 son un controlador de modo de conmutación y un regulador de voltaje de baja potencia respectivamente. Lees las hojas de datos para ellos y te dicen qué hacen las partes y cuáles son las funciones de los pines.

Los ejemplos que ha elegido para digital frente a analógico son un tanto extremos. Si hubiera publicado el esquema de una MCU, con los buses que van entre la RAM y la ALU y los periféricos y ... tiene una idea general, no hay entradas o salidas obvias a menos que sepa lo que está buscando. El equivalente analógico en complejidad para su función lógica ABC estaría en algún lugar entre el TL494 y el 78L05. El equivalente de SMPS sería el MCU.

Familiarícese con los números, use google para las hojas de datos, descomponga en bloques funcionales (como un periférico SPI), comience de forma sencilla y con mucha práctica. Es perfectamente normal que tu cabeza explote cuando ingresas a un nuevo campo.

Es posible que haya estudiado opamps y 555s, pero ¿ha construido algo de ellos? La electrónica realmente es una disciplina práctica. Si no desea obtener una placa de prueba y un DMM, al menos juegue con un simulador de circuito. Leo los manuales de programación y creo que lo entiendo, pero no es hasta que tengo algo más allá del trabajo de 'Hello World' que me doy cuenta de que no entendí, y ahora lo hago.

    
respondido por el Neil_UK
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Supongo que está buscando algún tipo de diagrama de flujo, algo que pueda ser evaluado por algún algoritmo, de principio a fin, como un programa de computadora. Espera que el esquema describa lo que hace la máquina. Pero el ingeniero eléctrico observa un esquema para ver cómo se construye la máquina. Utiliza la experiencia, el contexto y otros recursos para ver qué hace y cómo funciona.

El "esquema del circuito" digital que proporciona es un paso más allá del esquema del circuito. ¿Dónde está la fuente de alimentación? ¿Qué tipo de IC uso? ¿Qué puertas hay en qué circuitos integrados? ¿Cuáles son los números de pin? ¿Qué pasa con los condensadores de desacoplamiento? Conectores? ¿Protección ESD?

Nada dice que no puedan existir esquemas a un nivel similar de abstracción para circuitos analógicos. Por ejemplo, aquí hay una radio definida por software muy básico:

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Aquí hay otro, un Softrock Lite II :

Laúnicadiferenciaeslacantidaddedetallepresenteenelesquema.Unodestilaelcircuitoenbloquesfuncionalesconentradasysalidasclaras.Elotroproporcionaunadescripcióncompletadecadacomponentefísicoenelcircuitoycómoestánconectados.

Ustedpreguntócómointerpretarlosesquemasentérminosdeentradaysalida.Sieseltipodeesquemaquemuestrabloquesfuncionales,esfácil.

Perosiesdeltipoquemuestrauncircuitoelectrónico,generalmentenoesposible.Uncircuitoelectrónicoesunamáquina,comounrelojounmotorareacciónounsacapuntas.Elesquemaescomounplano:ledicecómoconstruirlamáquina,noloquehace.Elesquemanoesundiagramadeflujo.Loscomponenteselectrónicosnoseejecutanunoalavezcomolasinstruccionesenunprogramadecomputadora.Elloscorrentodosalavez.Unalíneaenunesquemanoestánecesariamenteconectadaaunaentradaenunextremoyunasalidaenotroextremo.Noindicaunflujodeinformación.Másbien,simplementeindicaquedospartesestán"tocando", eléctricamente hablando.

    
respondido por el Phil Frost

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