Electrónica
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Electrónica se ocupa de circuitos eléctricos que involucran componentes eléctricos activos tales como tubos de vacío, transistores, diodos y circuitos integradosy asociados a las tecnologías de interconexión pasivas. Comúnmente, los dispositivos electrónicos contienen circuitos consistente principalmente o exclusivamente de semiconductores activos complementan con elementos pasivos; tal circuito es descrito como un circuito electrónico.
El no lineal comportamiento de componentes activos y su capacidad para controlar los flujos de electrones hace posible la amplificación de señales débiles y electrónica es ampliamente utilizado en procesamiento de la información, telecomunicaciones, y procesamiento de señales. La capacidad de los dispositivos electrónicos para actuar como interruptores permite el procesamiento de la información digital. Tecnologías de interconexión tales como tableros de circuitos, tecnología de envasado de electrónica y otras variadas formas de la infraestructura de comunicación completa funcionalidad de circuito y los componentes mixtos se transforman en un trabajo regular sistema.
La electrónica es distinta eléctrica y electro-mechanical Ciencia y tecnología, que se ocupan de la generación, distribución, conmutación, almacenamiento y conversión de energía eléctrica a y de otras formas de energía usando cables, motores, generadores, baterías, interruptores, relés, transformadores, resistenciasy otros componentes pasivos. Esta distinción comenzó alrededor de 1906 con la invención por Lee De Forest de la triodo, que hizo eléctrico amplificación de señales de radio débiles y las señales de audio con un dispositivo no mecánico. Hasta 1950, este campo fue llamado "tecnología de radio" porque su aplicación principal era el diseño y la teoría de la radio transmisores, receptores, y tubos de vacío.
En la actualidad utilizan la mayoría de dispositivos electrónicos semiconductor componentes para realizar control de electrones. El estudio de dispositivos semiconductores y su tecnología es considerado una rama de física de estado sólido, mientras que el diseño y construcción de circuitos electrónicos para resolver problemas prácticos vienen bajo Ingeniería electrónica. Este artículo se centra en Ingeniería aspectos de la electrónica.
Contenido
- 1 Componentes y dispositivos electrónicos
- 2 Historia de componentes electrónicos
- 3 Tipos de circuitos
- 3.1 Circuitos analógicos
- 3.2 Circuitos digitales
- 4 Disipación de calor y gestión térmica
- 5 Ruido
- 6 Teoría de electrónica
- 7 Laboratorio de electrónica
- 8 Diseño asistido por ordenador (CAD)
- 9 Métodos de construcción
- 10 Degradación
- 11 Véase también
- 12 Referencias
- 13 Lectura adicional
- 14 Enlaces externos
Componentes y dispositivos electrónicos
Un componente electrónico es cualquier entidad física en un sistema electrónico utilizado para afectar la electrones o sus campos asociados de manera compatible con la función del sistema electrónico. Componentes generalmente están diseñados para ser conectados juntos, generalmente por ser soldadas a un placa de circuito impreso (PCB), para crear un circuito electrónico con una función determinada (por ejemplo un amplificador, receptor de radio, o oscilador). Los componentes pueden ir envasados individualmente o en grupos más complejos como circuitos integrados. Algunos componentes electrónicos comunes condensadores, inductores, resistencias, diodos, transistores, etc.. Los componentes se clasifican a menudo como activo (por ejemplo los transistores y tiristores) o pasivo (por ejemplo resistencias, diodos, inductancias y condensadores).
Historia de componentes electrónicos
Tubos de vacío (Válvula termoiónica) fueron uno de los primeros componentes electrónicos. Eran casi exclusivamente responsables de la revolución electrónica de la primera mitad del siglo XX. Tomaron electrónica de trucos y nos dio radio, televisión, fonógrafos, telefonía larga distancia radar y mucho más. Jugaron un papel destacado en el campo de microondas y transmisión de alta potencia, así como los receptores de televisión hasta mediados de la década de 1980.[1] Desde ese momento, dispositivos de estado sólido han tomado pero completamente. Los tubos de vacío todavía se utilizan en algunas aplicaciones especializadas tales como Amplificadores de alta potencia de RF, tubos de rayos catódicos, equipos de audio de especialista, Amplificadores de guitarra y algunos dispositivos de microondas.
En abril de 1955 el IBM 608 fue el primer producto de IBM que utiliza circuitos de transistor sin cualquier tubos de vacío y se cree que es calculadora transistorizada todo primer del mundo ser fabricado para el mercado comercial.[2][3] El 608 contenía más de 3.000 germanio transistores. Thomas J. Watson Jr. ordenó a todos los productos de IBM futuros utilizar transistores en su diseño. Desde ese momento los transistores fueron utilizados casi exclusivamente para periféricos y la lógica de la computadora.
Tipos de circuitos
Circuitos y componentes pueden dividirse en dos grupos: analógico y digital. Un dispositivo determinado puede consistir en circuitos que tiene uno o el otro o una mezcla de los dos tipos.
Circuitos analógicos
Mayoría analógico aparatos electrónicos, tales como radio receptores, se construyen a partir de combinaciones de algunos tipos de circuitos básicos. Circuitos analógicos Utilice una gama continua de voltaje en contraposición a niveles discretos como en circuitos digitales.
El número de diferentes circuitos analógicos ideado hasta ahora es enorme, sobre todo porque un 'circuit' puede ser definida como algo de un solo componente, para sistemas que contienen miles de componentes.
A veces se llaman circuitos analógicos circuitos lineales Aunque muchos efectos no lineales se utilizan en circuitos analógicos como mezcladores, moduladores, etc.. Buenos ejemplos de circuitos analógicos incluyen el tubo de vacío y amplificadores con transistores, amplificadores operacionales y osciladores.
Rara vez uno encuentra circuitos modernos que son totalmente analógicos. Estos días circuitería analógica puede utilizar técnicas de microprocesador digital o incluso para mejorar el rendimiento. Este tipo de circuito se llama generalmente "señal mixta" en lugar de analógico o digital.
A veces puede ser difícil distinguir entre circuitos analógicos y digitales que tienen elementos de operación lineal y no lineal. Un ejemplo es el comparador que lleva en una gama continua de tensión pero sólo uno de dos niveles en un circuito digital salidas. Del mismo modo, un amplificador de transistor saturados puede tomar sobre las características de un controlado interruptor tienen esencialmente dos niveles de salida.
Circuitos digitales
Los circuitos digitales son los circuitos eléctricos basados en una serie de niveles de Voltaje discreto. Los circuitos digitales son la representación física más común de Álgebra boleana, y son la base de todos los equipos digitales. A la mayoría de los ingenieros, los términos "circuito digital", "sistema digital" y "lógica" son intercambiables en el contexto de los circuitos digitales. La mayoría de los circuitos digitales utilizan un sistema binario con dos niveles de voltaje con la etiqueta "0" y "1". A menudo lógica "0" será una tensión más baja y se refiere como "Low" mientras que la lógica "1" se conoce como "Alta". Sin embargo, algunos sistemas utilizan la definición inversa ("0" es "Alta") o corriente basado. A menudo el diseñador lógica puede revertir estas definiciones de un circuito a otro como él estime conveniente para facilitar su diseño. La definición de los niveles como "0" o "1" es arbitraria.
Ternario (con tres Estados) lógica ha sido estudiada, y algunos equipos prototipo realizado.
Ordenadores, electrónica relojes, y controladores lógicos programables (utilizado para el control de procesos industriales) se construyen de digital circuitos. Procesadores de señal digital son otro ejemplo.
Bloques de construcción:
- Puertas lógicas
- TDAH
- Flip-flop
- Contadores
- Registros
- Multiplexores
- Disparadores Schmitt
Dispositivos altamente integrados:
- Microprocesadores
- Microcontroladores
- Circuito integrado de aplicación específica (ASIC)
- Procesador de señal digital (DSP)
- Arsenal de puerta programable del campo (FPGA)
Disipación de calor y gestión térmica
Calor generado por un circuito electrónico debe ser disipado para evitar fallo inmediato y mejorar la fiabilidad a largo plazo. Pueden incluir técnicas de disipación de calor disipadores de calor y fanáticos para la refrigeración por aire y otras formas de equipo de refrigeración tales como refrigeración por agua. Utilizan estas técnicas convección, conducción, & radiación de la energía térmica.
Ruido
Se define ruido electrónico[4] como no deseados disturbios superpuestos en una señal útil que tienden a ocultar su contenido de información. Ruido no es igual a la distorsión de la señal causada por un circuito. Ruido se asocia con todos los circuitos electrónicos. Ruido puede ser electromagnéticamente o térmicamente generado, que puede reducirse mediante la reducción de la temperatura de funcionamiento del circuito. Otros tipos de ruido, tales como ruido de disparo No puede eliminarse como son debido a las limitaciones en las propiedades físicas.
Teoría de electrónica
Métodos matemáticos son parte integrales para el estudio de la electrónica. También es necesario para ser competentes en las matemáticas de análisis de circuito para convertirse en experto en electrónica.
Análisis de circuitos es el estudio de los métodos de resolución de sistemas generalmente lineales para variables desconocidas como la tensión en un determinado nodo o la corriente a través de un determinado rama de un red. Un instrumento analítico común para esto es el ESPECIA simulador de circuitos.
También es importante a la electrónica del estudio y la comprensión de campo electromagnético teoría.
Laboratorio de electrónica
Debido a la naturaleza compleja de la teoría electrónica, experimentación de laboratorio es una parte importante del desarrollo de dispositivos electrónicos. Estos experimentos se utilizan para probar o verificar la teoría del ingeniero y detectar errores en el diseño. Históricamente, los laboratorios de electrónica han consistido en dispositivos electrónicos y equipos situados en un espacio físico, aunque en los últimos años la tendencia ha sido hacia el software de simulación de laboratorio de electrónica, tales como CircuitLogix, Multisim, y PSpice.
Diseño asistido por ordenador (CAD)
Ingenieros electrónicos de hoy tienen la capacidad de diseño circuitos utilizando como bloques de construcción premanufactured fuentes de alimentación, semiconductores (tales como transistores), y circuitos integrados. Automatización de diseño electrónico incluyen programas de software captura de esquemáticos programas y placa de circuito impreso programas de diseño. Nombres populares en el mundo del software EDA son NI Multisim, cadencia)ORCAD), ÁGUILA PCB y esquemático, Mentor (almohadillas de PCB y esquema de lógica), Altium (Protel), LabCentre Electronics (Proteus), gEDA, KiCad y muchos otros.
Métodos de construcción
Muchos métodos diferentes de conectar componentes se han utilizado durante años. Por ejemplo, principios electrónicos de uso frecuente cableado de punto a punto con los componentes anexos al breadboards de madera para la construcción de los circuitos. Construcción de leña y sujetadores de cable se utilizaron otros métodos. Electrónica más moderna de día ahora utiliza placas de circuito impreso hechas de materiales tales como FR4, o el más barato (y menos resistentes) (papel consolidado de la resina sintéticaSRBPtambién conocido como Paxoline/Paxolin (marcas) y FR2) - caracterizado por su color amarillo a marrón claro. Salud y las preocupaciones ambientales asociadas con el montaje de la electrónica han adquirido mayor atención en los últimos años, especialmente para productos destinados a la Unión Europea, con su Restricción de sustancias peligrosas Directiva (RoHS) y Directiva de residuos de aparatos eléctricos y electrónicos (RAEE), que entró en vigor en julio de 2006.
Degradación
Hormigas locas rasberry se ha sabido que consumen las interioridades del cableado eléctrico y anidan en el interior de electrónica; ellos prefieren DC Para AC corrientes. Este comportamiento no es bien entendido por los científicos. [5]
Véase también
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- Atomtronics
- Ingeniería de audio
- Difusión de ingeniería
- Ingeniería Informática
- Ingeniería electrónica
- Tecnología de la ingeniería electrónica
- Índice de artículos de electrónica
- Lista de empresas de fabricación de equipos mecánicos, eléctricos y electrónicos por ingresos
- Electrónica marina
- Electrónica de potencia
- Robótica
Referencias
- ^ Sōgo Okamura (1994). Historia de los tubos del electrón. IOS Press. p. 5. ISBN978-90-5199-145-1. 05 de diciembre de 2012.
- ^ Bashe, Charles J.; et al (1986). Computadoras tempranas de IBM. MIT. p. 386.
- ^ Pugh, Emerson w.; Johnson, Lyle R.; Palmer, John H. (1991). Sistemas de IBM 360 y 370 temprano. MIT Press. p. 34. ISBN0-262-16123-0.
- ^ Diccionario IEEE de eléctrica y electrónica términos ISBN 978-0-471-42806-0
- ^ Andrew R Hickey (15 de mayo de 2008). "'Loco ' invasión hormiga ordenador equipo para freír ".
Lectura adicional
- El arte de la electrónica ISBN 978-0-521-37095-0
- Curso en línea Electrónica computacional en Nanohub.org
Enlaces externos
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Wikibooks tiene más sobre el tema: Electrónica |
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Wikimedia Commons tiene medios relacionados con Electrónica. |
- Electrónica en DMOZ
- Portal web de aparatos eléctricos y electrónicos
- Marina luz marina 1998 y serie de capacitación electrónica (desempleados)
- DOE 1998 ciencia eléctrica, Fundamentals Handbook, 4 vols..
- Vol. 1, teoría eléctrica básica, teoría básica DC
- Vol. 2, circuitos de DC, baterías, generadores, motores
- Vol. 3, componentes reactivos básicos AC, alimentación básica, teoría básica de AC, AC básicos generadores
- Vol. 4, motores de corriente alterna, transformadores, instrumentos de prueba y aparatos de control, sistemas de distribución eléctrica
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