Electr??nica

Montaje superficial de componentes electr??nicos

Electr??nica es el estudio del flujo de carga a trav??s de varios materiales y dispositivos tales como los semiconductores , resistencias, inductores, condensadores, nanoestructuras y tubos de vac??o. Aunque considerado como una rama te??rica de la f??sica , el dise??o y la construcci??n de circuitos electr??nicos para resolver problemas pr??cticos es una t??cnica esencial en los campos de ingenier??a electr??nica y ingenier??a inform??tica. Esta ciencia se inicia aproximadamente 1908 con la invenci??n del Dr. Lee De Forest de la v??lvula (triodo) Antes de 1950 esta ciencia fue nombrado "Radio" o "t??cnicas de radio" porque esa era su principal aplicaci??n.

El estudio de nuevos dispositivos semiconductores y la tecnolog??a que rodea a veces se considera una rama de la f??sica . Este art??culo se centra en la ingenier??a aspectos de la electr??nica.

Visi??n general de los sistemas electr??nicos y circuitos

Digital comercial volt??metro control de un prototipo

Los sistemas electr??nicos se utilizan para realizar una amplia variedad de tareas. Los principales usos de los circuitos electr??nicos son:

1. El control y el procesamiento de datos.
2. La conversi??n a / desde y distribuci??n de energia electrica.

Tanto estas aplicaciones implican la creaci??n y / o la detecci??n de campos electromagn??ticos y corrientes el??ctricas. Mientras la energ??a el??ctrica se ha utilizado durante alg??n tiempo antes de finales del siglo 19 para transmitir datos a trav??s de telegr??ficas y telef??nicas l??neas, el desarrollo en la electr??nica crecieron exponencialmente despu??s de la llegada de la radio .

Una forma de ver un sistema electr??nico es dividirlo en 3 partes:

• Entradas - Electronic o mec??nico sensores (o transductores). Estos dispositivos tienen se??ales / informaci??n de fuentes externas en el mundo f??sico (tales como antenas o tecnolog??a redes) y convertir esas se??ales / informaci??n en corriente / tensi??n o digital (alta / baja) se??ales dentro del sistema.

• Procesadores de se??al - Estos circuitos sirven para manipular, interpretar y transformar las se??ales introducidas con el fin de que sean ??tiles para una aplicaci??n deseada. Recientemente, el procesamiento de se??ales complejas se ha logrado con el uso de Procesadores de se??al digital.

• Salidas - Actuadores u otros dispositivos (como transductores) que transforman las se??ales de corriente / tensi??n de nuevo en forma f??sica ??til (por ejemplo, mediante la realizaci??n de una tarea f??sica, como la rotaci??n de una motor el??ctrico).

Por ejemplo, una televisi??n conjunto contiene estas 3 partes. De entrada del televisor transforma una se??al de radio (recibida por una antena o alimentado a trav??s de un cable) en una se??al de corriente / tensi??n que se puede utilizar por el dispositivo. Procesamiento de se??ales circuitos dentro de la informaci??n de extracto de televisi??n de esta se??al que dicta el brillo, el color y el sonido de nivel. Los dispositivos de salida a continuaci??n, convertir esta informaci??n de nuevo en forma f??sica. La tubo de rayos cat??dicos transforma las se??ales electr??nicas en un visible imagen en la pantalla. Im??n impulsada altavoces convierten las se??ales en sonido audible.

Dispositivos y componentes electr??nicos

Un componente electr??nico es cualquier entidad f??sica en un sistema electr??nico cuya intenci??n es afectar a los electrones o sus campos asociados de una manera deseada consistente con la funci??n prevista del sistema electr??nico. Los componentes son generalmente con la intenci??n de estar en contacto electromec??nico mutuo, por lo general por ser soldado a una placa de circuito impreso (PCB), para crear un circuito electr??nico con una funci??n particular (por ejemplo un amplificador, receptor de radio, u oscilador). Los componentes pueden ser envasados individualmente o en grupos m??s o menos complejas como circuitos integrados.

Tipos de circuitos

Circuitos anal??gicos

Hitachi J100 frecuencia ajustable chasis motriz.

M??s aparatos electr??nicos anal??gicos, tales como de radio receptores, se construyen a partir de combinaciones de algunos tipos de circuitos b??sicos. Circuitos anal??gicos utilizan un rango continuo de la tensi??n en comparaci??n con niveles discretos como en circuitos digitales. El n??mero de diferentes circuitos anal??gicos hasta ahora ideado es enorme, sobre todo porque un "circuito" se puede definir como cualquier cosa de un solo componente, a los sistemas que contienen miles de componentes.

Circuitos anal??gicos se denominan a veces circuitos lineales aunque muchos efectos no lineales se utilizan en circuitos anal??gicos, tales como mezcladores, moduladores, etc. Buenos ejemplos de circuitos anal??gicos incluyen tubos de vac??o y los transistores amplificadores, amplificadores operacionales y osciladores.

Algunos circuitos anal??gicos estos d??as podr?? utilizar t??cnicas digitales o incluso microprocesadores para mejorar el rendimiento b??sico del circuito. Este tipo de circuito normalmente se llama "se??al mixta."

A veces puede ser dif??cil diferenciar entre circuitos anal??gicos y digitales, ya que tienen elementos tanto de funcionamiento no lineal y lineal. Un ejemplo es el comparador que toma en un rango continuo de la tensi??n, sino que pone a cabo s??lo uno de los dos niveles como en un circuito digital. Del mismo modo, un amplificador de transistor saturado puede asumir las caracter??sticas de una controlada cambiar tiene esencialmente dos niveles de salida.

Los circuitos digitales

Los circuitos digitales son circuitos el??ctricos basados en un n??mero de niveles de tensi??n discretos. Circuitos digitales son la representaci??n f??sica m??s com??n de ??lgebra de Boole y son la base de todas las computadoras digitales. Para la mayor??a de los ingenieros, los t??rminos "circuito digital", "sistema digital" y "l??gicas" son intercambiables en el contexto de los circuitos digitales. En la mayor??a de los casos, el n??mero de diferentes estados de un nodo es de dos, representado por dos niveles de tensi??n con la etiqueta "baja" (0) y "High" (1). A menudo "Bajo" ser?? cerca de cero voltios y "alta" ser?? a un nivel superior en funci??n de la tensi??n de alimentaci??n en uso.

Inform??tica , electr??nica relojes, y controladores l??gicos programables (utilizados para controlar procesos industriales) se construyen de circuitos digitales. Procesadores de se??ales digitales son otro ejemplo.

Bloques de construcci??n:

• Las puertas l??gicas
• Culebras
• Multiplicadores binarias
• Chanclas
• Contadores
• Registros
• Multiplexores
• Disparadores Schmitt

Dispositivos altamente integrados:

• Microprocesadores
• Microcontroladores
• Circuito integrado de aplicaci??n espec??fica (ASIC)
• Procesador de se??al digital (DSP)
• Arreglo de compuertas programables en campo (FPGA)

Circuitos de se??al mixta

Circuitos de se??al mixta se refiere a los circuitos integrados (CI) que tienen ambos circuitos anal??gicos y circuitos digitales combinadas en un solo cubo de semiconductor o en la misma placa de circuito. Circuitos de se??al mixta se est??n volviendo cada vez m??s com??n. Circuitos mixtos se utilizan generalmente para controlar una dispositivo anal??gico uso de la l??gica digital, por ejemplo la velocidad de un motor. Convertidores anal??gicos a digitales y convertidores de digital a anal??gico son los principales ejemplos. Otros ejemplos son puertas de transmisi??n y tampones.

La disipaci??n de calor y la gesti??n t??rmica

El calor generado por los circuitos electr??nicos debe disiparse para prevenir el fracaso inmediato y mejorar la fiabilidad a largo plazo. T??cnicas para la disipaci??n de calor pueden incluir disipadores de calor y ventiladores para la refrigeraci??n por aire, y otras formas de equipo de refrigeraci??n tales como refrigeraci??n por agua. Estas t??cnicas utilizan convecci??n, conducci??n, y radiaci??n de energ??a de calor.

Ruido

El ruido se asocia con todos los circuitos electr??nicos. El ruido se define como alteraciones no deseadas superpuestos en una se??al ??til que tienden a oscurecer su contenido de informaci??n. El ruido no es la misma que la distorsi??n de la se??al causada por un circuito.

Teor??a Electr??nica

Los m??todos matem??ticos son parte integral del estudio de la electr??nica. Para llegar a ser competentes en la electr??nica tambi??n es necesario para alcanzar la competencia en las matem??ticas de an??lisis de circuitos.

An??lisis de circuitos es el estudio de los m??todos de resoluci??n de sistemas generalmente lineales para las variables desconocidas, tales como el voltaje en un cierto nodo o la corriente a trav??s de un cierto rama de un red. Una herramienta de an??lisis com??n de esto es la Simulador de circuitos SPICE.

Tambi??n es importante la electr??nica es el estudio y la comprensi??n de la teor??a del campo electromagn??tico.

Equipos de Prueba Electr??nica

Equipo de prueba electr??nico se utiliza para crear se??ales de est??mulo y capturar respuestas de electr??nica Los dispositivos bajo prueba (DUT). De esta manera, el buen funcionamiento del DUT puede ser probada o fallos en el dispositivo puede ser rastreado y reparado.

Pr??ctica ingenier??a electr??nica y montaje requiere el uso de muchos tipos diferentes de equipos de prueba electr??nicos que van desde las m??s simples y de bajo costo (como una luz de prueba que consiste en s??lo una bombilla y un conductor de prueba) a extremadamente compleja y sofisticada como equipo de prueba autom??tico .

Dise??o asistido por ordenador (CAD)

Ingenieros electr??nicos de hoy en d??a tienen la capacidad de dise??o circuitos utilizando bloques de construcci??n prefabricados como fuentes de alimentaci??n, los semiconductores (tales como transistores), y circuitos integrados . Programas de software de automatizaci??n de dise??o electr??nico incluyen programas de captura de esquem??ticos y programas de dise??o de placas de circuitos impresos. Nombres populares en el mundo del software EDA son NI Multisim, Cadence ( ORCAD), ??guila PCB y esquem??tico, Mentor (PCB PADS y la l??gica esquem??tica), Altium (Protel), LabCentre Electr??nica (Proteus) y muchos otros.

M??todos de construcci??n

Muchos m??todos diferentes de componentes de conexi??n se han utilizado en los ??ltimos a??os. Por ejemplo, la electr??nica a principios de uso frecuente punto a punto cableado con componentes unidos a placas universales de madera para la construcci??n de circuitos. Construcci??n del haz de le??a y envolturas de alambre hab??a otros m??todos utilizados. La mayor??a de la electr??nica de hoy en d??a utilizan ahora placas de circuito impreso (hechos de FR4), y altamente circuitos integrados . Salud y medio ambiente preocupaciones asociadas con la electr??nica de montaje han ganado cada vez m??s atenci??n en los ??ltimos a??os, sobre todo para los productos destinados a la Uni??n Europea, con su Restricci??n de Sustancias Peligrosas (RoHS) y Directiva sobre residuos electr??nicos (RAEE), que entr?? en vigor en julio de 2006 y Electr??nico.

Industria electr??nica

• Los l??deres de ventas de semiconductores por a??o

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