Làm thế nào để giải thích một sơ đồ về đầu vào / đầu ra [đóng]


10

Tôi là lập trình viên nghiên cứu về điện tử cho sở thích (nhưng nghiêm túc, không chỉ để giải trí). Tôi xem xét bản thân để có kiến ​​thức hợp lý về điện tử kỹ thuật số. Chẳng hạn, tôi đã mô tả các bộ xử lý, GPU đơn giản, card mạng, bộ điều khiển RAM, v.v. trong VHDL và sau đó là một đồ họa. Về điện tử kỹ thuật số, đây là loại kiến ​​thức mà tôi có cho đến nay.

Bây giờ, tôi muốn cải thiện kiến ​​thức của tôi trong điện tử tương tự. Cho đến nay, tôi đã nghiên cứu: bóng bán dẫn, bộ khuếch đại bjt, opamp, mạch RLC, bộ lọc thụ động và chủ động, phông chữ tuyến tính đơn giản và một số IC cổ điển, ví dụ như 555.

Nhưng điều tôi vẫn còn thiếu là khả năng đọc và hiểu sơ đồ mạch anolog theo nghĩa sau: khi tôi thấy sơ đồ mạch kỹ thuật số, rất dễ xác định đầu vào và đầu ra ở đâu, cách truyền dữ liệu qua mạch và cách thức mỗi giai đoạn biến đổi tín hiệu đầu vào. Ví dụ, hình ảnh sau đây dễ dàng lý luận về đầu vào và đầu ra.

nhập mô tả hình ảnh ở đây

Nhưng khi đọc sơ đồ mạch tương tự, tôi chưa thể phân chia sơ đồ theo khối / bộ phận ngay cả khi nghiên cứu cẩn thận. Ví dụ: sơ đồ sau (SPMS):

nhập mô tả hình ảnh ở đây

Bởi vì rất nhiều trong các kết hợp nối tiếp và song song và bởi vì dòng điện có thể chảy theo cả hai cách trong một số phần của mạch, tôi khó có thể suy luận về mặt đầu vào và đầu ra.

Vì vậy, đây là câu hỏi của tôi: có cách nào để đọc và giải thích sơ đồ mạch tương tự về mặt đầu vào / đầu ra theo cùng một cách có thể đối với sơ đồ kỹ thuật số (ví dụ cổng logic)? Hoặc đối với mạch tương tự có một cách suy luận khác về mạch điện? Nói cách khác: có một cách có hệ thống, một cách thuật toán, để đọc và giải thích sơ đồ tương tự hoặc mỗi mạch đòi hỏi một phân tích đặc biệt? Có một sự trừu tượng mà các kỹ sư điện sử dụng?

Những gì tôi đã cố gắng cho đến nay: lý do về một mạch sử dụng sự trừu tượng của các tín hiệu; cố gắng phân chia một mạch theo bộ đệm (vì trở kháng đầu vào / đầu ra) nhưng điều này cho đến nay vẫn chưa hoạt động tốt vì: không phải tất cả các mạch đều có bộ đệm hoặc hoạt động với tín hiệu. Trước tiên, tôi cũng đã thử tách một mạch bằng cách nhìn vào IC và sau đó là các thành phần riêng biệt xung quanh nó. Sau đó, tôi sẽ truy cập bảng dữ liệu của IC và đọc hướng dẫn ở đó. Nhưng điều này cũng không hoạt động cho tất cả các trường hợp vì không phải tất cả các mạch đều có IC.

Mục tiêu của tôi là: đưa ra một sơ đồ, cố gắng xác định các khối chức năng: bộ lọc, bộ khuếch đại vv và; để có thể thiết kế (đối với tôi đây là mục tiêu quan trọng nhất) sơ đồ về độ phức tạp như SPMS ở trên. Vì vậy, đối với cả hai trường hợp, tôi cần hiểu làm thế nào một giai đoạn được kết nối với một giai đoạn khác.

Tôi xin lỗi nếu câu hỏi của tôi hơi mơ hồ. Như tôi đã nói, tôi là một lập trình viên, không phải là kỹ sư điện và tôi vẫn thiếu từ khóa và khái niệm. Nếu có thể, xin vui lòng giúp tôi cải thiện câu hỏi của tôi.


4
Câu hỏi này thực sự quá rộng để trả lời một cách hiệu quả, ngoài câu "Đi lấy BS trong EE". Những gì có thể làm việc là chọn một sơ đồ cụ thể và yêu cầu chúng tôi giải thích quá trình suy nghĩ trong việc cố gắng hiểu những gì nó làm.
Olin Lathrop

Cảm ơn bạn, @OlinLathrop. Hãy giả sử rằng tôi có một BS trong EE. Những khóa học được liên kết với câu hỏi của tôi? Tôi không có ý định lấy một BS thực tế trong EE bây giờ (có thể trong tương lai), nhưng tôi có thời gian để đọc tài liệu mà bạn có thể giới thiệu
Hadley Siqueira

3
Không có khóa học "đọc sơ đồ" cụ thể. Bạn có được kinh nghiệm, nhận ra các khối và đơn giản hóa có thể, những gì có thể bỏ qua và những gì không thể, v.v. Không có câu trả lời duy nhất cho câu hỏi của bạn, nó là một trường hợp cụ thể. Cách duy nhất để học cách đọc sơ đồ là ... Đọc sơ đồ, thất bại, học, lặp lại.
Vladimir Cravero

1
Tất cả các khóa học kỹ thuật điện được thực hiện cho BS EE đều góp phần vào khả năng giải mã sơ đồ của bạn. Bạn phải bò trước khi bạn có thể chạy.
Elliot Alderson

2
@Hadley, bạn đang hỏi "Làm thế nào để diễn giải?", Đây là một bài đăng trả lời một câu hỏi có đi có lại "Làm thế nào để vẽ sơ đồ dễ diễn giải hơn?"
Nick Alexeev

Câu trả lời:


11

Đó là tất cả về nhận dạng mẫu và bạn có được điều đó bằng cách xem sơ đồ đơn giản hơn và sau đó xây dựng từ đó. Nói chung, mọi người chọn các mẫu thiết kế từ một tập hợp các tùy chọn khá hạn chế và vì vậy một khi bạn nhận ra một vài mẫu, bạn có thể bắt đầu hiểu được những phần của thiết kế làm gì. Sau đó, bạn có thể "bỏ qua" những thứ đó và tập trung nỗ lực vào việc hiểu các bit mà bạn không biết.

Tôi thường tìm thấy một thách thức là bố trí thực tế của sơ đồ. Ví dụ, trong sơ đồ SMPS của bạn, rõ ràng nó được tạo ra để khớp chặt vào một không gian hình chữ nhật để một số mẫu không có trong sắp xếp sách giáo khoa của chúng. Thực hành, thực hành, thực hành và yêu cầu ở đây khi bạn cần sự giúp đỡ :)


Có rất nhiều thứ cho nó hơn là nhận dạng mẫu. Các mô hình giúp bạn bắt đầu khi một sơ đồ được bố trí tốt, nhưng cuối cùng, bạn vẫn phải theo các đường dẫn tín hiệu và hình dung các điện áp đẩy và dòng chảy.
Olin Lathrop

@OlinLathrop Hoàn toàn đúng, nhưng như tôi đã nói, đó là về việc có thể giảm "tiếng ồn" và tập trung sự chú ý của bạn vào các bit bạn không hiểu.
awjlogan

4

Các bối cảnh cho sơ đồ cung cấp cho bạn các tuyến đường ban đầu vào mạch.

Ví dụ, bạn đã minh họa một SMPS. Theo định nghĩa, điều này cần một đầu vào nguồn và cung cấp một đầu ra DC được quy định. Bây giờ bạn phải quét sơ đồ, cho đến khi bạn tìm thấy dòng chữ 'INPUT LỌC' ở trên cùng bên trái và 'DC OUTPUT ở trên cùng bên phải.

Trong mạch đó, sẽ có nhiều khối riêng lẻ có đầu vào và đầu ra và được nối lại với nhau để thực hiện chức năng tổng thể. Ở đây, phần nhận dạng là bạn của bạn, và sau khi goog họ vài lần, bạn sẽ quen với những con số một cách nhanh chóng. TL494 và 78L05 lần lượt là bộ điều khiển chế độ chuyển đổi và bộ điều chỉnh điện áp thấp. Bạn đọc các bảng dữ liệu cho những người đó và họ cho bạn biết các bộ phận làm gì, và các chức năng pin là gì.

Các ví dụ bạn đã chọn cho kỹ thuật số so với tương tự là hơi cực đoan. Nếu bạn đã đăng sơ đồ của MCU, với các kết nối giữa RAM và ALU và các thiết bị ngoại vi và ... bạn có ý tưởng chung, không có đầu vào hoặc đầu ra rõ ràng trừ khi bạn biết bạn đang tìm kiếm điều gì. Độ tương tự tương tự về độ phức tạp cho chức năng logic ABC của bạn sẽ nằm ở đâu đó giữa TL494 và 78L05. Tương đương SMPS sẽ là MCU.

Làm quen với các con số, sử dụng google cho các bảng dữ liệu, phân tách thành các khối chức năng (như thiết bị ngoại vi SPI), bắt đầu đơn giản, và thực hành rất nhiều. Điều đó hoàn toàn bình thường khi đầu bạn nổ tung khi bạn bước vào một lĩnh vực mới.

Bạn có thể đã nghiên cứu opamp và 555s, nhưng bạn đã xây dựng được gì từ chúng chưa? Điện tử thực sự là một môn học thực tế. Nếu bạn không muốn có một bảng mạch và DMM, thì ít nhất hãy chơi với một trình giả lập mạch. Tôi đọc hướng dẫn lập trình và nghĩ rằng tôi hiểu, nhưng phải đến khi tôi có một cái gì đó vượt ra ngoài 'Xin chào thế giới', tôi mới nhận ra mình không hiểu và làm ngay bây giờ.


Cảm ơn bạn. Tôi biết các ví dụ tôi đưa ra khác nhau về độ khó, nhưng đó là vì đó không phải là điểm chính. Về ví dụ của bạn về kết nối MCU và RAM, tôi đang xem phần này là một phần tương tự vì việc sử dụng các tụ điện để lọc, ví dụ. Ngoài ra, tôi đồng ý với đề xuất của bạn nhưng không phải lúc nào cũng tìm kiếm thông tin trong sơ đồ cho các phần được đặt tên vì không phải lúc nào cũng như trong câu hỏi này: Electronics.stackexchange.com/questions/387497/. )
Hadley Siqueira

Có lẽ tôi nên hỏi những điều sau (?): Làm thế nào để tôi thiết kế các bộ phận / mô-đun / phần duy trì hành vi của nó khi kết nối với các bộ phận khác? Khi tôi có một cổng logic như một biến tần, chẳng hạn, nó sẽ luôn đảo ngược đầu vào. Đây không phải là trường hợp của bộ chia điện trở, ví dụ, nếu tôi kết nối một thứ gì đó song song với một trong các điện trở của bộ chia vì điện áp đầu ra có thể thay đổi
Hadley Siqueira

Một cách khác mà tôi tin rằng tôi có thể hỏi là: những hướng dẫn chung để đi từ một cái gì đó giống như hình ảnh sau đây để là người mà tôi đã đăng về câu hỏi của tôi là gì: lonetechnologist.files.wordpress.com/2016/12/...
Hadley Siqueira

Một câu trả lời là bằng cách xây dựng công cụ. Mặc dù các thông số kỹ thuật đầu vào và đầu ra đều rất đẹp trên trang, nhưng bạn thực sự phải đối mặt với thực tế của việc kết nối nguồn đầu ra và dòng chìm và tải đầu vào trước khi bạn phải mò mẫm chúng. Logic I / O dễ chỉ định hơn I / O tương tự. Tuy nhiên đừng quên Logic I / O tương tự, và bạn phải dây mọi thứ trước khi bạn hiểu rằng tỷ lệ quay, sự chậm trễ thời gian, mức logic biên, thư bị trả lại mặt đất, gây ra tiếng ồn mess lên đẹp '1' và '0' giải thích . Tôi hiểu sự thất vọng của bạn, nhưng bạn sẽ phải đặt trong giờ.
Neil_UK

@HadleySiqueira "làm cách nào để thiết kế các bộ phận / mô-đun / phần duy trì hành vi của nó khi được kết nối với các bộ phận khác?" Không giống như với phần mềm, trong điện tử, bạn thường không thể. Bạn sẽ cần hiểu những thứ nó kết nối để bạn có thể dự đoán cách chúng sẽ tương tác và thiết kế phù hợp.
evildemonic

2

Tôi đoán bạn đang tìm kiếm một loại sơ đồ, một cái gì đó có thể được đánh giá bằng thuật toán nào đó, từ đầu đến cuối, như một chương trình máy tính. Bạn mong đợi sơ đồ để mô tả những gì máy làm. Nhưng kỹ sư điện nhìn vào một sơ đồ để xem cách chế tạo máy. Ông sử dụng kinh nghiệm, bối cảnh và các tài nguyên khác để xem những gì nó làm và cách thức hoạt động.

"Sơ đồ mạch" kỹ thuật số mà bạn cung cấp vượt xa một bước so với sơ đồ mạch. Cung cấp điện ở đâu? Tôi sử dụng loại IC nào? Những cổng nào trong IC? Các số pin là gì? Những gì về tụ tách rời? Kết nối? Bảo vệ chống nhiễm trùng?

Không có gì nói sơ đồ ở mức độ trừu tượng tương tự không thể tồn tại cho các mạch tương tự. Ví dụ: đây là một đài phát thanh được xác định bằng phần mềm rất cơ bản:

sơ đồ

mô phỏng mạch này - Sơ đồ được tạo bằng CircuitLab

Đây là một cái khác, Softrock Lite II :

nhập mô tả hình ảnh ở đây

Sự khác biệt duy nhất là số lượng chi tiết hiện diện trong sơ đồ. Người ta chắt lọc mạch thành các khối chức năng với đầu vào và đầu ra rõ ràng. Cái kia cung cấp một mô tả đầy đủ của từng thành phần vật lý trong mạch và cách chúng được kết nối.

Bạn hỏi làm thế nào để giải thích sơ đồ về đầu vào và đầu ra. Nếu đó là loại sơ đồ hiển thị các khối chức năng, thật dễ dàng.

Nhưng nếu đó là loại hiển thị một mạch điện tử, thì nói chung là không thể. Mạch điện tử là một cỗ máy, giống như đồng hồ hoặc động cơ phản lực hoặc gọt bút chì. Các sơ đồ giống như một kế hoạch chi tiết: nó cho bạn biết cách xây dựng máy chứ không phải những gì nó làm. Các sơ đồ không phải là một sơ đồ. Các thành phần điện tử không chạy cùng một lúc như hướng dẫn trong chương trình máy tính. Họ chạy tất cả cùng một lúc. Một dòng trên sơ đồ không nhất thiết phải được kết nối với đầu vào ở một đầu và đầu ra ở đầu kia. Nó không chỉ ra một luồng thông tin. Thay vào đó, nó chỉ cho thấy hai phần là "chạm", nói bằng điện.


Cảm ơn bạn đã trả lời. Tôi hoàn toàn hiểu những gì bạn nói, thưa ông. Nhưng, may mắn thay, bạn đã đăng một hình ảnh (hình thứ hai) trong đó màu sắc dường như cho thấy sự phân tách rõ ràng của các giai đoạn. Điều này cho tôi ý tưởng rằng những phần này có thể được thiết kế một mình và chúng kết hợp với nhau. Nhưng, ví dụ, khi tôi thấy các tụ điện C2, C15 và C17, tôi tự hỏi liệu U3 sẽ không thấy giá trị điện dung kết hợp thay vì chỉ C15 (dường như thuộc về màu sắc của U3). Ngoài ra, khi tôi nhìn thấy U1 và U4, dường như có một đường dẫn tự nhiên cho dòng điện do trở kháng cao / thấp của các thành phần này
Hadley Siqueira

Tôi sẽ không gọi đỉnh vẽ một sơ đồ. Đó là một sơ đồ khối.
Olin Lathrop

Chỉ để củng cố: có thực sự có thể thiết kế từng phần màu một và sau đó chỉ cần kết nối chúng lại với nhau bằng các dây đơn giản như nó xảy ra trên hình ảnh thứ hai?
Hadley Siqueira

1
Có, nếu bạn chỉ định các tham số của từng đầu vào và đầu ra và chắc chắn rằng chúng tương thích. Đó là cách chúng tôi chia một thiết kế phức tạp thành một loạt các mô-đun hoặc các phần.
Transitor

Đường dây từ chân U1 3 là nguồn cấp điện + 5V, do đó, C2, C15 và C17 là các tụ điện bỏ qua nguồn điện. Bạn có thể thấy rằng dòng đó cung cấp năng lượng cho tất cả các khối mạch. Khi phân tích hoạt động của toàn bộ mạch, bạn phần lớn có thể bỏ qua đường cung cấp điện đó, vì nó không liên quan đến luồng tín hiệu hoặc xử lý. Tôi cho rằng tôi có thể nhận ra dòng đó là sức mạnh bởi vì tôi biết rằng LM7805 là một bộ ổn áp được sử dụng rất phổ biến.
Peter Bennett
Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.