Электрическая цепь (электроустановки здания): определение, особенности, примеры

Электрическая цепь (электроустановки здания) (electric circuit of an electrical installation) — это совокупность соединенного между собой электрического оборудования, образующего путь для протекания электрического тока [1].

Данное определение предложил Харечко Ю.В. в своей книге [1] на основании достаточно большого, на мой взгляд, анализа различной нормативной и правовой документации. Вот, что он пишет:

« Для национальной нормативной и правовой документации, распространяющейся на низковольтные электроустановки, определение термина «электрическая цепь» целесообразно выполнить таким образом, чтобы оно обобщенно характеризовало все виды электрических цепей, применяемых в низковольтных электроустановках. Определения, данные рассматриваемому термину в некоторых стандартах, например, в ГОСТ 30331.1-2013, имеют существенный недостаток. Они характеризуют только те электрические цепи, которые защищены от коротких замыканий и перегрузок устройствами защиты от сверхтока. Однако в электроустановках зданий могут быть электрические цепи, которые запрещено защищать от сверхтоков. Более того, в электроустановках зданий и в зданиях имеют место электрические цепи, образованные защитными проводниками и проводниками уравнивания потенциалов, присоединенные к заземляющим устройствам или изолированные от земли. В указанных электрических цепях запрещено применять какие бы то ни было коммутационные устройства. »

[1]

Поэтому при определении электрической цепи, во-первых, следует говорить о том, что она является совокупностью соединенного между собой электрического оборудования. Во-вторых, необходимо отразить тот факт, что соединенное электрооборудование образует проводящий путь для протекания электрического тока.

Далее Харечко Ю.В. в своем словаре [1] детализирует детализирует некоторые особенности понятия «электрическая цепь»:

« Любая электроустановка здания состоит из нескольких частей, которые включают в себя соединенное электрооборудование, объединенное в специальные группы и предназначенное выполнять определенные функции. Для идентификации указанных частей электроустановки здания, которые могут функционировать независимо друг от друга, в международных стандартах, а также в некоторых национальных нормативных документах используют термин «электрическая цепь». »

[1]

« На уровне электрических цепей в электроустановке здания обычно выполняют защиту от сверхтока, а также осуществляют защиту от поражения электрическим током, например, посредством такой меры защиты, как автоматическое отключение питания. »

[1]

« Характеристики электрооборудования, объединенного какой-либо электрической цепью, должны быть согласованы между собой. Например, номинальный ток электрической плиты не должен превышать допустимый длительный ток питающего ее кабеля. Номинальный ток автоматического выключателя или плавкого предохранителя, защищающего этот кабель от сверхтока, не может быть больше его допустимого длительного тока и меньше номинального тока электроплиты. »

[1]

Примеры.

В электроустановках жилых зданий обычно формируют следующие электрические цепи:

• освещения, состоящие из светильников, кабелей и проводов, защитных устройств и другого электрооборудования;
• штепсельных розеток, включающие в себя штепсельные розетки, кабели и провода, защитные устройства и другое электрооборудование;
• электрических плит, стиральных машин, кондиционеров, электрических котлов, электрических насосов, нагревательных кабелей и т. д.

Пример схемы с электрическими цепями

По своему назначению и выполняемым функциям все электрические цепи в электроустановке здания подразделяют на две
группы: распределительные электрические цепи и конечные электрические цепи, также именуемые в национальной нормативной и правовой документации групповыми электрическими цепями (групповыми цепями).

1. Харечко Ю.В. Краткий терминологический словарь по низковольтным электроустановкам. Часть 2// Приложение к журналу «Библиотека инженера по охране труда». – 2012. – № 4. – 160 c.;

Электрическая цепь и ее составные части – примеры по физике

4.6

Средняя оценка: 4.6

Всего получено оценок: 514.

4.6

Средняя оценка: 4.6

Всего получено оценок: 514.

Электрической цепью называют набор устройств, предназначенных для прохождения по ним электрического тока. Назначение электроцепи — транспортировка электроэнергии потребителю для ее последующего преобразования в другие виды энергии: механическую, тепловую, световую или электрохимическую. Из каких элементов состоят электрические цепи и как обозначаются на графических схемах – об этом рассказывается в данной статье.

Составные части

Любая электрическая цепь имеет следующие базовые элементы: источник тока, потребители тока, соединительные провода. Потребители тока могут состоять из более мелких элементов второго уровня, каждый из которых имеет свое наименование, функцию и параметры.

Для удобства электрические цепи изображают в виде графических схем, в которых используются общепринятые условные символы различных элементов. Обозначения элементов электрических цепей имеют интернациональный характер, классифицированы и систематизированы.

Рис. 1. Обозначения базовых элементов электрических схем:.

Разновидности цепей

Различают цепи для постоянного и переменного токов. Постоянный ток не меняет своего направления. Пример сети постоянного тока — электрические цепи автомобилей. Переменный ток меняет свое направление с определенной частотой. График зависимости переменного тока от времени в нашей сети имеет синусоидальный вид. Полярность изменяется 50 раз в секунду, что соответствует частоте 50 Гц. Под внутренней частью цепи подразумевают источники электропитания. Под внешней — провода, переключатели, бытовые и измерительные приборы.

Элементы цепи

Все электрические цепи служат для производства, передачи и потребления электрической энергии. Элементы цепей подразделяются на пассивные и активные. К пассивным относятся потребляющие и передающие электроэнергию: лампочки, нагревательные элементы, электродвигатели и т.п. К активным —- источники, генерирующие электроэнергию: аккумуляторы, генераторы, солнечные батареи, термодатчики. Кроме этого элементы делятся на двухполюсные (два вывода) и многополюсные ( три и более выводов).

Пример двухполюсника — резистор. Пример трехполюсника — транзистор.

Примеры составных частей электрической цепи:

• Источник. Обычно это аккумулятор, гальванический элемент или генератор. Реже, но бывают солнечные батареи или ветрогенераторы;
• Проводник. Необходимый элемент для транспортировки электроэнергии от источника к потребителю;
• Потребитель. Осветительные и нагревательные приборы, двигатели, бытовая техника, компьютеры;
• Переключающие (коммутирующие) устройства. В простейшем варианте — выключатель.

Электрический ток течет только по замкнутой цепи. Если цепь разомкнуть, то движение электронов прекратится.

Потребители электроэнергии

Перечислим основных потребителей:

• Резисторы — потребители, которые могут иметь как постоянное, так и переменное сопротивление;
• Конденсаторы — потребители, имеющие емкостные свойства;
• Индуктивности — потребители, создающие магнитное поле;
• Электродвигатель — потребитель, преобразующий электрическую энергию в механическую.

Рис. 2. Резисторы, конденсаторы, индуктивности, электродвигатель:.

Контур, узел, ветвь

Для описания и анализа схем используются следующие термины:

• Ветвь — участок с одним или несколькими компонентами соединенными последовательно;
• Узел — место соединения двух и более ветвей;
• Контур — совокупность ветвей, образующих для тока замкнутый контур. Один из узлов в контуре должен быть и началом и концом пути. Остальные узлы должны встречаться не более одного раза.

Очень полезным элементом электрической цепи является предохранитель. Он предотвращает перегорание элементов цепи в случае перегрева. Предохранитель содержит легкоплавкий проводник, который перегорает в случае превышения допустимых параметров. Поменять предохранитель легче, чем найти сгоревший элемент среди сотен подобных элементов.

Рис. 3. Примеры участков схем: ветвь, узел, контур:.

Что мы узнали?

Итак, мы узнали что такое электрическая цепь и ее составные части. Все электрические цепи состоят из источников, проводников, потребителей и переключающих устройств.

Тест по теме

Доска почёта

Чтобы попасть сюда — пройдите тест.

• Максим Вдовенко

  4/5

• Ирина Чулкова

  5/5

• Fluffox Furry

  5/5

Оценка доклада

4. 6

Средняя оценка: 4.6

Всего получено оценок: 514.

---

А какая ваша оценка?

10 Передовые методы проектирования электронных схем

Внедрение схем развязки, эффективное заземление, меры безопасности цепей и создание принципиальной схемы — вот лишь некоторые из лучших методов проектирования электронных схем. В этой статье мы обсудим лучшие методы проектирования схем, которые помогут создать хорошо спланированную плату.

Давайте углубимся в это с помощью блок-схем.

1. Определение спецификаций и построение блок-схем

Первым шагом в проектировании электронной схемы является разработка подробного технического задания, охватывающего все аспекты проектирования схемы, включая:

• Входные и выходные сигналы
• Требования к напряжению/току/мощности
• Рабочая температура и диапазоны частот
• Методы радиационной защиты
• Размер платы
• Расстояние между компонентами и детали монтажа

Все это нужно делать с учетом имеющегося бюджета.

Следующим шагом является построение блок-схем, которые обеспечивают обзор функционирования схемы и группировки компонентов. Блок-схемы имеют решающее значение для успешного проектирования электронных схем и служат справочным материалом для будущего анализа схем.

Они также позволяют использовать стратегию «разделяй и властвуй», когда диаграмма разбита на различные функциональные секции, каждая из которых выполняет определенную задачу, которую можно реализовать и протестировать изолированно. Необходимы знания и понимание работы каждого из этих блоков. Некоторые блоки могут иметь схемы формирования сигнала, чтобы система сбора данных могла легко считывать выходные данные. Например, выходной сигнал датчика LDR (светозависимого резистора) необходимо преобразовать в диапазон напряжения, который может быть легко считан АЦП микроконтроллера. Схемы в этих блоках также могут быть воспроизведены в других конструкциях, требующих аналогичных функций, что способствует повторному использованию конструкции.

Дополнительные сведения о повторном использовании проекта см. в разделе Автоматическое группирование повторяющихся блоков проекта печатной платы.

Пример функциональной блок-схемы

2. Эффективное размещение развязывающих/развязывающих/шунтирующих конденсаторов

Источники питания не всегда стабильны из-за неидеальных условий эксплуатации, а выходное напряжение может колебаться или возникать шумы, которые могут привести к неправильной работе схемы или даже неудача.

Развязывающие конденсаторы используются параллельно источнику питания для развязки входящих сигналов переменного тока от сигналов постоянного тока. Они отфильтровывают любые возникающие пики и защищают различные микросхемы в цепи. Конденсатор начинает заряжаться от источника питания, пока не достигнет напряжения питания и не удержит это значение. При падении напряжения питания значение, составляющее высокий (состояние высокий) уменьшится. В то же время эти пики приводят землю к небольшому положительному напряжению, вызывая увеличение значения того, что составляет низкий уровень (состояние низкий).

Это затрудняет различение 1 и 0, закрывая глазковую диаграмму. Это также негативно влияет на целостность питания вашей конструкции. Добавление подходящего конденсатора к источнику питания компенсирует падение напряжения. Это связано с тем, что напряжение на конденсаторе не изменяется мгновенно и обеспечивает питание микросхемы. Точно так же конденсатор заряжается от всплесков и разряжается, чтобы поддерживать постоянное напряжение на нем, гарантируя, что всплески не влияют на питание ИС. Они часто размещаются близко к точкам питания ИС и, как правило, должны располагаться как можно ближе.

Конденсатор связи используется на пути сигнала. Он пропускает нужный сигнал переменного тока и блокирует нежелательный элемент постоянного тока. Они распространены в аудио- и радиочастотных приложениях.

Шунтирующий конденсатор используется параллельно выходному сигналу для фильтрации низкочастотного шума путем его шунтирования на землю и обеспечения чистого сигнала постоянного тока.

Электролитические конденсаторы в основном хорошо подходят для низкочастотных приложений, где необходимо передать больший заряд. Керамические конденсаторы и конденсаторы MLCC хорошо подходят для высокочастотных приложений. Танталовые конденсаторы обладают высокой стабильностью при высоких значениях емкости и чаще используются в устройствах связи. Выбор конденсатора должен быть сделан на основе требований к характеристикам схемы, ESR, ESL и стоимостных ограничений.

Хорошей практикой при проектировании схем является выбор подходящих конденсаторов в зависимости от области применения и обеспечение их идеального размещения.

Эффективное размещение подходящих конденсаторов

3. Используйте подтягивающие, понижающие и нулевые резисторы

Цифровые ИС работают с определенными логическими уровнями, чтобы определить, интерпретируется ли вход как 0 или 1. Для VCC 5 В уровни напряжения от 5 В до 2,8 В считаются логической 1, а от 0 до 0,8 — логическим 0. Диапазон напряжения от 0,9 до 2,7 В будет неопределенной областью, и микросхема будет интерпретировать его либо как 0, либо как 1, что приведет к поведению ИС. неправильно. Это называется плавающим состоянием.

Чтобы предотвратить это, при разработке электронных схем, использующих цифровые ИС, микроконтроллеры и переключатели, используются подтягивающие или подтягивающие резисторы. Подтягивающие резисторы используются для фиксации напряжения вблизи точки VCC, а подтягивающие резисторы — для подтягивания напряжения к точке GND. Современные микроконтроллеры теперь оснащены внутренними подтягивающими и подтягивающими резисторами, которые можно активировать с помощью кода. Пожалуйста, проверьте техническое описание и примите соответствующее решение, нужно ли использовать эти резисторы или отказаться от них.

Использование подтягивающих и подтягивающих резисторов

Каковы преимущества использования резисторов с нулевым сопротивлением?

Резисторы с нулевым сопротивлением можно использовать для модификации схемы даже после ее создания. Эти резисторы используются в качестве моста для оптимальной разводки дорожек на плате.

Как дизайнер вы можете создавать печатные платы различных конфигураций и функций. Чаще всего эти конфигурации мешают друг другу и не могут все сосуществовать в цепи. Следовательно, в зависимости от требований, различные участки печатной платы можно легко отключать или включать, отпаивая или добавляя нулевые резисторы соответственно.

Вы можете разделить цепь на несколько частей, используя нулевые резисторы. Это полезно для изоляции неисправных сегментов, требующих устранения неполадок. Например, легко найти зашумленные блоки и дорожки, вызывающие перекрестные помехи, без необходимости разрезать цепь.

Участку цепи может потребоваться последовательное сопротивление, значение которого нуждается в регулировке и еще не зафиксировано. Пока значение не будет окончательно определено, можно временно использовать нулевые резисторы. Площадки с нулевым сопротивлением также служат в качестве точки тестирования или отладки для измерения различных параметров, таких как напряжение, ток и т. д.

Нулевые резисторы SMD облегчают непрерывное соединение и используются для замены перемычек. Это позволит создать эффективную однослойную конструкцию платы вместо двухслойной. Они намного дешевле, чем DIP-переключатели или перемычки berg. Резисторы с нулевым сопротивлением также используются в качестве автоматических выключателей при перегрузке питания, предотвращая повреждение цепи.

По причинам, упомянутым выше, использование нулевых сопротивлений при прототипировании на начальном этапе проектирования является хорошей практикой.

В радиочастотных цепях нулевые резисторы могут быть вставлены в радиочастотный фидер последовательно с дорожкой антенны. По мере настройки антенны его можно заменить на другие значения. Он также используется в качестве согласующего элемента в некоторых радиочастотных приложениях.

Проводные сопротивления, т. е. дорожки, соединенные нулевым сопротивлением, хорошо подходят для цифровых цепей. Однако быстродействующие схемы работать не будут из-за большого значения их паразитной индуктивности. Максимально допустимый ток, тип корпуса, занимаемая площадь на печатной плате, паразитная индуктивность и емкость резистора — это разные параметры, на которые следует обратить внимание при выборе нулевого резистора.

4. Использование микроконтроллеров и схем со смешанными сигналами для повышения эффективности работы

Схемы со смешанными сигналами представляют собой гибридные схемы, сочетающие аналоговые и цифровые схемы в полупроводниковом кристалле. Это также называется системой в пакете. В зависимости от требований к конструкции вы должны использовать современные недорогие микроконтроллеры, поскольку они имеют несколько встроенных функций. Наиболее часто используемыми периферийными устройствами микроконтроллеров являются таймеры, широтно-импульсные модуляторы (ШИМ), аналого-цифровые преобразователи (АЦП), цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП) и интерфейсы связи последовательный/SPI/I2C.

Их можно легко запрограммировать для работы в соответствии с требованиями. Это позволит избежать перегрузки вашей схемы слишком большим количеством дискретных компонентов для выполнения одной и той же задачи. Интеграция соответствующих цифровых ИС и секций аналоговой схемы с микроконтроллером повысит эффективность работы схемы при одновременном уменьшении ее размера и стоимости. Блок-схема микроконтроллера показана ниже.

Блок-схема микроконтроллера

5. Снижение энергопотребления с помощью ШИМ-сигналов

Важно построить схему, которая экономит энергию, особенно для тех, которые работают от батарей. ШИМ — это тип модуляции, при котором ширина импульса сигнала изменяется в зависимости от рабочего цикла.

ШИМ-сигнал с рабочим циклом 75% останется ВКЛ. для 75% и ВЫКЛ. Эти сигналы можно генерировать с помощью надежного микроконтроллера или микросхемы NE555. Его можно использовать для экономии энергии в простых схемах управления светодиодами и двигателями. Сигналы ШИМ также используются в топологии силового преобразователя (преобразователей) для разработки высокоэффективных, легких и недорогих импульсных источников питания.

ШИМ-сигнал для снижения энергопотребления

6. Обеспечьте стратегические обратные пути сигнала и заземление для предотвращения электромагнитных помех

Все опорные сигналы должны иметь отдельные проводники к общему заземлению. Как показано на схеме ниже. Заземляющие контакты разных микросхем в схеме должны быть подключены к общему узлу отдельно, а не соединять каждый из них между собой, а затем связывать его с общей землей. Это позволит избежать гудящего шума.

Отдельные дорожки к общему узлу заземления в электронной схеме

Любая сигнальная линия должна иметь соответствующий обратный путь тока в стеке вашей печатной платы. Если схемы высокой мощности и быстродействующие коммутационные цепи используют один и тот же путь заземления, это приведет к пикам, вызывающим искажение сигнала.

Одна из стратегий заключается в разделении путей заземления с высокой мощностью и высокой скоростью переключения. В печатной плате со смешанными сигналами всегда полезно разделить площадь платы; то есть изолировать цифровые и аналоговые участки схемы. Чувствительные цепи заземления подключаются к аналоговой земле, а шумящие — к цифровой земле. Затем оба заземления можно соединить, чтобы обеспечить обратный путь для сигнала, используя либо нулевое сопротивление, либо специальный компонент, называемый сеткой. Это обеспечивает наименьшие помехи, когда цифровая и аналоговая части взаимодействуют друг с другом.

Методы заземления для подключения аналоговых и цифровых цепей

 

 

Контуры заземления возникают, когда несколько точек заземления в цепи имеют разные потенциалы. Они являются основной причиной шума, гудения и помех в бытовой электронике. Этого можно избежать, обеспечив, чтобы все уязвимые сигнальные цепи были связаны с одной точкой заземления. Эти схемы работают на высоких скоростях и при низком напряжении, что делает их более восприимчивыми к шуму. Использование дифференциальной сигнализации также может обеспечить подавление наземных помех.

Электромагнитные помехи можно уменьшить за счет оптимального разделения слоев заземления и кратчайших путей обратного сигнала. Ферритовые кольца и емкостные фильтры — это компоненты, которые могут обеспечить экранирование электромагнитных помех для повышения целостности сигнала. Экранированные катушки индуктивности обеспечат ЭМС, снизив резкие скачки тока.

7. Примите меры безопасности от электростатического разряда, обратной полярности, переходных процессов и перенапряжения

Защита соединений цепи от электростатического разряда чрезвычайно важна, если продукт используется в суровых условиях. Для защиты от электростатического разряда можно использовать металлооксидные варисторы, диодные матрицы TVS (подавитель переходного напряжения), фиксирующие диоды и GDT (газоразрядные трубки). Между диодами и микросхемами можно разместить сопротивление в несколько десятков Ом для рассеивания скачков напряжения. Это должно быть особенно реализовано в соединениях коммуникационного интерфейса, контактах кнопок пользователя и других чувствительных входных/выходных соединениях.

Защита от обратной полярности в цепи может быть обеспечена различными типами диодов или использованием схем на полевых транзисторах. Использование диодов в основном подходит для маломощных приложений.

Для защиты от перенапряжения можно использовать ограничители напряжения в сочетании с электронными предохранителями и термисторами. Современные ИС теперь имеют встроенные схемы защиты. Примерами ограничителей напряжения являются варисторы, TVS-диоды и диодные схемы (ограничение и ограничение). Плавкие предохранители могут быть либо микросхемами схемы горячей замены, либо контроллерами питания.

Защитные диоды также следует использовать, когда реле управляется полупроводниками. Если питание катушки реле внезапно отключится, катушка вызовет всплеск напряжения, который может повредить остальную часть цепи. Обратный диод действует как демпферная цепь, обеспечивая путь разряда для катушки, чтобы защитить вашу цепь. Следует избегать использования микроконтроллеров для схемы защитного отключения, так как они могут зависнуть.

Высоковольтные конденсаторы, используемые в цепи, должны иметь надлежащие пути разряда. Если устройства в цепи получают питание от сети, очень важно хорошо разбираться в защитных конденсаторах класса X/класса Y и их правильном размещении. Эти конденсаторы используются для фильтрации сигналов переменного тока и уменьшения электромагнитных помех, как показано на рисунке ниже. Они также смягчают неблагоприятные последствия переходных процессов и скачков напряжения.

Конденсаторы класса X обычно размещают между линией и нейтралью источника переменного тока для уменьшения электромагнитных/радиопомех из-за дифференциального шума. Конденсаторы класса Y идеально размещаются между источником переменного тока и землей для минимизации синфазных помех. Существуют различные стандарты и классификации предохранительных конденсаторов, в которых указывается их пороговая емкость. Вы должны выбрать правильные конденсаторы, исходя из потребностей конструкции.

Вы должны выбрать оптимальные комбинации вышеупомянутых схем защиты, принимая во внимание вероятность ошибок, требования к надежности, а также ограниченное пространство и стоимость печатной платы.

Классификация безопасных конденсаторов

При работе с высоким напряжением необходимо обеспечить надлежащие методы заземления печатных плат, такие как гальваническая изоляция, чтобы избежать поражения электрическим током. Это предотвращает прохождение потенциально опасных токов через тело оператора или другие части цепи.

Гальваническая развязка также используется, когда два участка цепи имеют разные потенциалы земли и между ними необходимо передать сигнал. Это предотвращает протекание нежелательных токов переменного и постоянного тока между двумя частями. Изоляция разрывает эти контуры заземления, которые вызывают неточности сигналов между двумя системами, сохраняя целостность связи. Популярным вариантом является использование трансформаторов для повышения / понижения напряжения вместе с электрическими предохранителями. Обмен информацией между изолированными секциями обеспечивается с помощью оптоизоляторов, датчиков Холла, конденсаторов или реле.

 

Электронная книга о целостности сигнала

3 главы — 12 страниц — 20 минут чтения

 

8.

Выберите компоненты соответствующим образом Выбор компонентов для вашего проекта

Компоненты должны быть выбраны на основе проектных требований и достаточных запасов. На рынке доступно множество различных комплектаций — сквозное отверстие, монтаж на поверхность, монтаж на панели и монтаж на шасси, чтобы воспользоваться преимуществами различных требований.

Примите во внимание следующие советы при выборе компонентов для своей электронной схемы:

• Внимательно изучите технические описания компонентов и включите их в проект на основе указанных в них эталонных схем или расчетов.
• Убедитесь, что вы используете детали, которые не устареют и будут доступны в течение следующих 5-7 лет как минимум .
• Снижение номинальных характеристик деталей, чтобы не допустить их эксплуатации на пределе своих возможностей, что в конечном итоге может привести к отказу.
• Выбирайте детали, номинальные значения которых в 1,5-2 раза превышают фактически требуемые значения. Например, номинальная мощность резистора должна быть такой, чтобы в нем рассеивалось только 50% номинальной мощности. Точно так же транзисторы, диоды, микросхемы, источники входного сигнала, разъемы и т. д. следует выбирать с учетом аналогичного завышения характеристик.
• Сохраните электронную таблицу с расчетами рассеиваемой мощности для каждой детали вместе с ее значениями, типами и упаковками, чтобы подготовить чистую спецификацию материалов.
• Максимально используйте стандартные номиналы компонентов, чтобы снизить стоимость схемы. Также хорошо избегать частей, которые имеют большое время выполнения заказа.

 

9. Эффективное создание схемы и ее проверка с помощью инструментов EDA

Лучшие практики проектирования схем

Следующей важной частью процесса проектирования электронной схемы является построение принципиальной схемы с использованием таких инструментов EDA, как Altium, KiCAD и Cadence Allegro. . Эти инструменты предоставляют несколько функций, таких как создание схем, создание электронных компонентов, моделирование функций сложных схем и создание спецификаций. Они также включают в себя пакеты компоновки печатных плат, посадочные места компонентов, 3D-виды и выходные файлы производственных файлов. Выберите инструмент EDA, который удобен и обеспечивает адекватную поддержку проектирования.

Запись схем формирует основу, на которой строится остальная проектная документация. Должна быть синхронизирована информация между схемой, списком соединений и компоновкой. Чтобы узнать о лучших методах проектирования схем, см. статью о том, как рисовать и проектировать схемы.

 

Справочник по проектированию для производства

10 глав — 40 страниц — 45 минут чтения

 

10. Проведение моделирования и функциональных испытаний

Проверка и тестирование отдельных блоков схемы, имеющих решающее значение, с использованием программного обеспечения для моделирования — это следующий шаг в проектировании электронных схем. Многие EDA предоставляют эту опцию, где можно проверить правильную функциональность блока.

Вы можете внести необходимые изменения, если схема не работает в соответствии с требованиями.

Программное обеспечение для моделирования имеет ограничения, и иногда хорошая схема может не давать точных результатов в системе. Поэтому рекомендуется физически собрать часть схемы на макетной плате, чтобы проверить ее функциональность. Если в каком-либо блоке схемы есть какие-либо ошибки, вы можете найти и устранить проблему на следующей итерации проекта.

Моделирование схемы с помощью NI Multisim

Еще одним очень важным приемом проектирования является документирование каждого шага процесса проектирования. Это включает в себя все детали, такие как причины выбора решения, компонента, логической таблицы и принятия специальных соображений.
Ведение заметок имеет следующие преимущества:

• Эффективное решение проблем проектирования
• Лучшие решения для текущей конструкции на основе предыдущих работ
• Легкая передача знаний между командами.

После моделирования и функционального тестирования вы можете развести топологию печатной платы. Перед созданием списка соединений необходимо использовать/создать соответствующие посадочные места для частей и связать их с компонентом. Затем список соединений импортируется в редактор компоновки для маршрутизации.

Необходимо обеспечить эффективное размещение и группировку компонентов для облегчения оптимизации трассировки. Это должно быть сделано с учетом мощности, тепловых и электрических изменений цепи. Ознакомьтесь с основами проектирования печатных плат, чтобы узнать о подготовке сборки, проверке посадочных мест, трассировке, изготовлении и монтажных чертежах. Он также дает обзор проверок качества DFM и DFA, которые проводятся для производства печатных плат хорошего качества.

Проектирование электронных схем может быть сложной задачей, но если усердно следовать этим методам и правильно документировать, вы сможете отточить необходимые навыки. Поделитесь своими лучшими методами проектирования электронных схем и лучшими советами в разделе комментариев ниже.

Посетите нашу страницу услуг по проектированию печатных плат, чтобы узнать больше о наших возможностях.

 

Что такое схема в электронике?

К

• Гэвин Райт

Что такое цепь?

В электронике цепь представляет собой полный круговой путь, по которому течет электричество. Простая цепь состоит из источника тока, проводников и нагрузки. Термин «схема» может использоваться в общем смысле для обозначения любого фиксированного пути, по которому могут проходить электричество, данные или сигнал.

Как работают электронные схемы

В электронной цепи электроны выходят из источника питания, перемещаются по проводникам, проходят через нагрузку для выполнения работы и, наконец, возвращаются к источнику. Это называется цепью из-за кругового пути, по которому проходят электроны. Связь между электрическим потоком и нагрузкой описывается законом Ома. В цепи электроны перемещаются от отрицательной стороны источника питания к положительной стороне.

В большинстве современных электронных устройств используются печатные платы с дорожками, которые действуют как проводники. Печатные платы также будут содержать все разъемы и другие компоненты, необходимые для выполнения необходимой работы схемы.

Схемы могут быть миниатюризированы и напечатаны на подложке в виде интегральной схемы (ИС). ИС будет содержать все необходимые дорожки схемы, конденсаторы, транзистор и другие детали, необходимые для выполнения работы. В большинстве устройств микросхема размещается на печатной плате, а затем подключается к источнику питания.

Разомкнутая цепь — это когда путь для электричества разорван, так что он не может течь по полной цепи. В разомкнутой цепи ток не течет и работа не совершается.

Короткое замыкание — это когда имеется электрический путь непосредственно от выхода к входу источника питания. Поскольку электричество хочет найти кратчайший путь или путь наименьшего сопротивления, весь ток будет проходить через короткое замыкание, минуя нагрузку. Это приведет к тому, что цепь перестанет работать должным образом и может повредить источник питания, привести к перегреву деталей и потенциальному возгоранию. Для защиты от коротких замыканий, вызывающих повреждения, в цепь помещается предохранитель или автоматический выключатель, который разрывает электрический путь, если короткое замыкание потребляет слишком большой ток.

Схемы можно миниатюризировать и печатать на подложке в виде интегральной схемы, которая содержит все дорожки схемы, конденсаторы, транзисторы и другие необходимые детали. Микроконтроллеры — это типы интегральных схем, которые управляют определенными операциями во встроенных системах.

Цепи в сетях и телекоммуникациях

В телекоммуникациях цепь — это полный путь, по которому сообщение идет от отправителя к получателю и обратно. Исторически сложилось так, что для работы телеграфов и ранних телефонных систем требовался полный электрический путь между отправителем и получателем. Это было достигнуто за счет длинных проводов, которые можно было подключать по мере необходимости на распределительных щитах.

В телефонии каждое голосовое соединение представляет собой канал, и количество одновременных вызовов или каналов используется для оценки пропускной способности телефонной службы. Сети с коммутацией каналов автоматически создают соединения физических каналов. В коммутируемых оптоволоконных сетях вместо подключения электрической цепи изменяется путь, по которому проходит свет.

Схема, иллюстрирующая принцип работы коммутации цепей

Несмотря на то, что в современных сетях больше не требуется прямое электрическое соединение, термин «цепь» все еще используется. В этих контекстах канал может быть маршрутом, по которому пакет данных проходит по сети. Виртуальные каналы могут быть созданы в сети с ретрансляцией кадров, такой как Ethernet или Интернет, для определения выделенных путей, по которым должны следовать определенные пакеты. Постоянный виртуальный канал (PVC) — это логический путь маршрутизации пакетов через другую сеть, установленный на неопределенный срок.

См. также: схема моностабильная , перекрестная помеха , микроконтроллер , оптоизолятор 90 274 ​​ , проводимость , фазовая автоподстройка частоты , международная частная аренда цепь , электромагнитные помехи , импеданс , полная мощность , задержка распространения и объединительная плата .

Последнее обновление: апрель 2022 г.

Продолжить чтение О схеме

• Тактика маршрутизации оптических сетей может изменить правила игры

• 7 основных компонентов серверного оборудования, которые вы должны знать

• Узнайте об основных типах серверного оборудования, их плюсах и минусах

• Что делают графические процессоры в вашем центре обработки данных?

• Создание руководства по электробезопасности для центра обработки данных

разговорный AI

Разговорный ИИ — это тип искусственного интеллекта, который позволяет компьютерам понимать, обрабатывать и генерировать человеческий язык.

Сеть

• граница службы безопасного доступа (SASE)

  Пограничный сервис безопасного доступа, также известный как SASE и произносится как дерзкий, представляет собой модель облачной архитектуры, которая объединяет сеть и …

• Протокол конфигурации сети (NETCONF)

  Протокол конфигурации сети (NETCONF) — это протокол сетевого управления инженерной группы Интернета (IETF), который . ..

• геоблокировка

  Геоблокировка — это блокировка чего-либо на основе его местоположения.

Безопасность

• черный список приложений (занесение приложений в черный список)

  Занесение приложений в черный список — все чаще называемое занесением в черный список приложений — представляет собой практику сетевого или компьютерного администрирования, используемую …

• соковыжималка

  Juice jacking — это эксплойт безопасности, в котором зараженная зарядная станция USB используется для компрометации устройств, которые к ней подключаются.

• безопасность гипервизора

  Безопасность гипервизора — это процесс обеспечения безопасности гипервизора (программного обеспечения, обеспечивающего виртуализацию) на протяжении…

ИТ-директор

• Общепринятые принципы ведения учета (Принципы)

  Общепринятые принципы ведения документации — это основа для управления записями таким образом, чтобы поддерживать . ..

• система управления обучением (LMS)

  Система управления обучением представляет собой программное приложение или веб-технологию, используемую для планирования, реализации и оценки конкретной …

• Информационный век

  Информационная эпоха — это идея о том, что доступ к информации и контроль над ней являются определяющими характеристиками нынешней эпохи …

HRSoftware

• аутсорсинг процесса подбора персонала (RPO)

  Аутсорсинг процесса найма (RPO) — это когда работодатель передает ответственность за поиск потенциальных кандидатов на работу …

• специалист по кадрам (HR)

  Специалист по персоналу — это специалист по кадрам, который выполняет повседневные обязанности по управлению талантами, сотрудникам …

• жизненный цикл сотрудника

  Жизненный цикл сотрудника — это модель человеческих ресурсов, которая определяет различные этапы, которые работник проходит в своей .