¿Qué significa la palabra "caracterizar" en un contexto de EE? [cerrado]

Empezando por el principio,

  

Definición simple de caracterizar

     

: para describir el carácter o las cualidades especiales de (alguien o algo)

     

Fuente: Merriam-Webster's Learner's Dictionary

Esta es una de las dos definiciones básicas para caracterizar (que describe la acción a la que se refiere).

Creo que esta definición tiene mucho sentido, en el contexto, pero desde la otra dirección, un instrumento o dispositivo o circuito que NO está caracterizado no se ha estudiado y descrito de una manera que pueda ser necesaria para comprender. Sus características fundamentales.

En general, existen dos categorías de dispositivos con las que EE puede lidiar ... una que está suficientemente caracterizada ... es decir, que se entiende lo suficientemente bien como para utilizarla para algún propósito, pero no necesariamente totalmente entendido.

... y uno que NO está suficientemente caracterizado. Puede caracterizar una resistencia como Red Black Black Gold por observación visual. Usted entiende que es una resistencia de 20 Ohmios al 5%, y tiene una creencia razonable de que la marca es correcta. Pero si necesita una resistencia de 1/2 vatio, pero no está seguro de lo que tiene, no está suficientemente caracterizado .

Usted puede caracterizarlo poniendo una cierta cantidad de energía a través de él y observando el aumento de temperatura ... finalmente, decidiendo que 1 / 2W a través de la resistencia eleva la temperatura de la caja 40C, y que esto es suficiente en su aplicación.

AHORA la resistencia está totalmente caracterizada a su necesidad.

  

"¿Por qué un EE invierte tiempo en caracterizar un dispositivo o instrumento?"

Si la EE no comprende completamente la especificación del dispositivo o instrumento, o la información necesaria no se publica como una especificación, la EE debe hacer un trabajo para determinar si ese dispositivo o instrumento funcionará en la aplicación necesaria.

  

"¿Cuáles serían sus objetivos principales al hacerlo? ¿Qué resultados, una vez obtenidos, harían que dejaran de caracterizarse, teniendo en cuenta los objetivos alcanzados?"

En general, esta es una prueba de idoneidad. Una vez que se hayan respondido estas preguntas (¿es adecuado este dispositivo: sí o no?) Probablemente sea hora de parar.

  

"¿De qué manera estoy ya naturalmente ocupado al caracterizar dispositivos, circuitos o lo que sea, solo que no estoy usando esa palabra para describir lo que estoy haciendo?"

Cada vez que intente comprender un dispositivo o un circuito en una situación que no está dada por su documentación, es probable que se lleve a cabo un paso de caracterización, especialmente si ese esfuerzo involucra pruebas.

Porque las cosas nunca funcionan en la práctica como lo hacen en teoría.

Di que eres un diseñador de IC. Usted diseña sus transistores y puertas y registros y el diseño, basado en la simulación, todo funciona perfectamente. Pero una vez fabricado, debe saber si realmente funciona correctamente y si funciona de la manera correcta. Si hiciste un amplificador, querrás saber qué es lo que gana, y es lo que esperas. ¿Cómo funciona el diseño de su búfer para la fluctuación de reloj y la velocidad de giro? Es importante saber si va a utilizarlo en un circuito.

Incluso alejándose de VLSI, la caracterización es importante. Digamos que construyes un filtro usando un amplificador operacional. En teoría, conoce el ancho de banda, sin embargo, en la práctica, debido a las tolerancias de los componentes y similares, podría encontrar un rendimiento diferente. Debe caracterizarlo para saber con seguridad cuál es su comportamiento y si necesita realizar correcciones en el diseño.

Puede diseñar un software de microcontrolador que tenga que interactuar con algún dispositivo. Debe caracterizar el tiempo de sus señales de E / S para ver si están funcionando como se espera.

TL; DR; La caracterización consiste básicamente en determinar cómo se comporta el circuito / sistema / lo que diseñó, cuáles son sus características y si se realiza dentro de los parámetros necesarios para realizar el trabajo.

Un lugar donde aparece el término caracterizar es en simulación . Todas las herramientas y modelos de simulación son compromisos, y los resultados reales de la simulación que obtiene generalmente serán precisos en un modo particular de operación para un circuito, pero no en todos los posibles escenarios operativos.

Daré tres escenarios en los que una simulación no caracteriza suficientemente un circuito (obviamente hay cientos, si no miles, de ejemplos):

1. Puesta en marcha del amplificador operacional, particularmente para dispositivos con cero automático (generalmente conmutadores). A continuación se muestra una imagen del comportamiento de inicio del LTC2050 que se ejecuta en un solo riel:

Silepreocupaelcomportamientodeinicio(lohicimosenestecaso),entonceslasimulaciónnohacaracterizadosuficientementeeldispositivo.Intenteloquequieraconelmodelo,noveráestecomportamientoenlasimulación,inclusosiconfiguralasfuentesdealimentacióncomogeneradoresdeimpulsos.

La razón por la que la palabra "caracterizar" se usa a menudo en EE (pero no solo allí) es porque en EE casi siempre se utilizan modelos .

Un modelo es una abstracción de la realidad para simplificar el problema y un modelo se describe mediante algunos parámetros característicos . Es decir. en realidad, puede haber muchos más parámetros, pero la mayoría de ellos se pueden descuidar al usar el modelo.

Por ejemplo, un diodo puede ser modelado por la ecuación de Shockley con sus parámetros característicos (saturación de polarización inversa corriente \ $ I_S \ $ y factor de idealidad \ $ n \ $) que describen el diodo en particular.
Un BJT puede ser modelado por el modelo Ebers-Moll o Gummel-Poon, cada uno con su conjunto de parámetros característicos que describen el transistor en particular.

Según la situación particular, uno u otro modelo puede ser más apropiado.