 |
Краткие теоретические сведения.
|
|
|
|
Электронная схема — это сочетание отдельных электронных компонентов, таких как резисторы, конденсаторы, индуктивности, диоды и транзисторы, соединённых между собой. Различные комбинации компонентов позволяют выполнять множество как простых, так и сложных операций, таких как усиление сигналов, обработка и передача информации и т. д. Соединения между элементами могут осуществляться посредством проводов, однако в настоящее время чаще применяются печатные платы, когда на изолирующей основе различными методами (например, фотолитографией) создаются проводящие дорожки и контактные площадки, к которым припаиваются компоненты.
Для разработки и тестирования электронных схем применяются макетные платы, позволяющие при необходимости быстро вносить изменения в электронную схему. Обычно, при рассмотрении, электронные схемы классифицируются на аналоговые, цифровые, а также гибридные (смешанные).
В аналоговых электронных схемах напряжение и ток могут изменяться непрерывно во времени, отражая какую-либо информацию. В аналоговых схемах существуют два базовых понятия: последовательное и параллельное соединения. При последовательном соединении, примером которого может быть новогодняя гирлянда, через все компоненты в цепочке течёт один и тот же ток. При параллельном соединении на выводах всех компонентов создаётся одно и то же электрическое напряжение, но токи через компоненты различаются: суммарный ток делится в соответствии с сопротивлением компонентов. Принципиальная схема простого усилителя — пример аналоговой схемы (6.1).
Рис. 6.1. – Пример аналоговой схемы
Основными элементами для построения аналоговых устройств являются резисторы (сопротивления), конденсаторы, катушки индуктивности, диоды, транзисторы, а также соединительные проводники. Обычно аналоговые схемы представляются в виде принципиальных электрических схем. За каждым элементом закреплено стандартное обозначение.
|
|
|
В цифровых схемах сигнал может принимать только несколько различных дискретных состояний, которые обычно кодируют логические или числовые значения. В цифровых схемах крайне широкое применение находят транзисторы, из которых строятся логические ячейки (вентили). Также, на базе транзисторов создаются триггеры — ячейки, которые могут находиться в одном из нескольких устойчивых состояний, и переключаться между ними при подаче внешнего сигнала.
Цифровые схемы по сравнению с аналоговыми той же сложности значительно проще в разработке и анализе. Это связано с тем, что логические ячейки на выходе выдают только определённые уровни напряжений, и разработчику не надо заботиться об искажениях, усилении, смещении напряжения и прочих аспектах, которые необходимо учитывать при разработке аналоговых устройств. По этой причине, на основе логических элементов могут создаваться сверхсложные схемы с огромной степенью интеграции элементов, содержащие на одном кристалле миллиарды транзисторов, стоимость каждого из которых получается ничтожно малой. Именно это во многом и определило развитие современной электроники.
Гибридные схемы объединяют элементы, относящиеся к аналоговой и цифровой схемотехнике. Большинство современных радиоприборов и устройств связи используют гибридные схемы. К примеру, приёмник может состоять из аналоговых усилителя и преобразователя частот, после чего сигнал может быть преобразован в цифровую форму для дальнейшей обработки.
Некоторые стандартные электронные компоненты, как, например, конденсаторы, часто обозначаются на принципиальных схемах при помощи литеры и соответствующего номера (скажем, С2). Номер радиоэлемента определяет каждый конкретный элемент схемы и служит для описания его свойств в перечне элементов, где указывают наименование компонента, его тип и номинал. В электронике принято применять одни и те же символы для радиодеталей одного типа. Следует помнить, однако, что для некоторых, более сложных элементов, могут применяться целые аббревиатуры. Ниже приведены стандартные буквы, с которых начинается наименования на принципиальной схеме устройства: (В скобках даны обозначения, принятые за рубежом.)
|
|
|
С — конденсатор;
VD(D) - диод;
D (U) — интегральная микросхема;
L — катушка индуктивности (дроссель);
HL или VD (LED) — светоизлучающий диод; (Обозначение VD используется для полупроводниковых диодов, a HL — для средств индикации.)
VT (Q) — транзистор;
R — резистор;
K(RLY) – реле;
G (XTAL) — кварцевый осциллятор.
Примеры условно графических изображений некоторых элементов электронных схем показаны на рис. 6.2.
Рис. 6.2 - УГО элементов электронных схем (а, б, в – переменные резисторы; г – катушки, д – транзисторы)
Общие условные графические обозначения всех элементов электронных схем определяются соответствующим ГОСТом (ГОСТ 2.728-74, ГОСТ 2.723-68, ГОСТ 2.755-87, ГОСТ 2.730-73, ГОСТ 2.731-81, ГОСТ 2.732-68, ГОСТ 2.741-68, ГОСТ 2.736-68).
Задание
Выполнить чертеж условно графических обозначений элементов электронных схем.
Ход работы
1. По заданию согласно приложению Г, выполнить чертеж условно графических изображений. Каждый студент выполняет по 12 УГО указанных преподавателем.
2. На формате А3 чертежной бумаги выбрать рабочую сторону (более гладкая на ощупь).
3. Расположить формат вертикально и определить рабочую область, вычертив рамку и основную надпись по заданным ГОСТом размерам.
4. В пределах рабочей области листа вычертить условные графические обозначения элементов электронных схем, соблюдая заданные ГОСТом размеры, и подписать их наименование чертежным шрифтом 5 размера.
5. Обвести мягким карандашом контуры элементов, основную надпись, рамку. Стереть вспомогательные линии построения.
Образец выполненной работы представлен на рис.6.3.
|
|
|
Контрольные вопросы
1. Дайте определение понятию электронная схема?
2. Перечислите виды электронных схем?
3. Какие компоненты электронных схем являются базовыми для их построения?
Рис. 6.3 – Образец выполнения практической работы
Практическая работа №7
|
|
|
