Електроинженерство: Разлика между версии
Изтрито е съдържание Добавено е съдържание
Редакция без резюме |
Редакция без резюме |
||
Ред 29:
{{основна|Енергетика}}
[[Енергетика]]та (по-рано силнотокова техника) обхваща както създаването и пренасянето на електрическа енергия, така и [[Техника на високите напрежения|техниката на високите напрежения (ТВН)]]. Електрическата енергия бива в повечето случаи създадена от механична енергия с помощта на генератори. Към силнотоковата техника принадлежи и задвижващата техника.
Електрониката е инженерна наука, чиято цел е използването за полезни цели на контролирано движение на електрони през различна среда. Възможността за контрол на потоците електрони най-често служи за манипулиране на информация или за управление на различни устройства.
Електрониката е клон на електротехниката, която има по-широк предмет, включващ генерирането, разпространението, управлението и приложенията не електроенергия. Обособяването на електрониката от останалите области на електротехниката започва през 1904 година, когато е изобретена електронната лампа. До средата на 20 век този дял на техниката се нарича радиотехника, тъй като неговите основни приложения, използващи главно електронни лампи, са свързани с предаването и приемането на радиосигнали. Днес повечето електронни устройства използват полупроводникови компоненти и намират приложение в широк кръг практически области.
Изучаването на фундаменталните физически процеси е предмет и дял от физиката, докато проектирането на конкретни електронни схеми в зависимост от областта им на приложение са предмет на електронното инженерство.
Съдържание
[скриване]
* 1 История
* 2 Електронни устройства и компоненти
* 3 Видове електронни вериги
o 3.1 Аналогови вериги
o 3.2 Цифрови вериги
o 3.3 Вериги със смесен сигнал
* 4 Вижте също
История [редактиране]
Още от началото на 19 век, с откриването на електричеството и неговите свойства, се появяват и първите електронни компоненти, но те намират широко практическо приложение едва век по-късно. Развитието на електрониката през следващите десетилетия и до днес следва две основни посоки - намаляване на размера на базовите компоненти (транзистори и други подобни устройства), позволяващо все по-ефективна интеграция, по-големи мощности и по-широко приложение, и непрекъснатото усложняване на използваните в електронните устройства методи (например, преходът от аналогова към цифрова обработка на сигнала). В резултат на това електронните апарати стават все по-сложни и намират приложение в повечето области на техниката, както и във всекидневието.
Електронно-лъчева тръба - екран на телевизор
Електронен дисплей
Ядро на компютърен микропроцесор
Игрална конзола
В средата на 20 век развитието на електрониката довежда до появата на изчислителната техника. Нейното масово разпространение е съпътствано с бърз напредък в електрониката, в резултат на който става възможно извършването на все по-бързи и сложни изчисления с електронни устройства, които стават все по-евтини и широко достъпни. Изчислителната техника, от своя страна, създава нови средства, използвани в електрониката, като софтуер за симулиране на електронни вериги или сложни методи за обработка на сигнали.
В наши дни основните насоки в развитието на електрониката са нарастването на степента на интеграция на компонентите (вижте Закон на Мур), свързано с изследването на физичните явления на молекулно или електронно ниво (нанотехнологии), както и усилията за намаляване на консумацията на електроенергия от електронните устройства.
Електронни устройства и компоненти [редактиране]
Целта на електрониката е да създава практически приложими уреди. На базата на един постоянен източник на енергия, чрез пасивни електротехнически компоненти и електронни компоненти, активно управляващи потока електрони в една електрическа верига, се постига трансформиране на неелектрически величини в електрически и обратно, управляват се и се усилват електрически сигнали, става възможно създаване на електромагнитно поле в пространството, като с това се осъществява безжична връзка на големи разстояния. В исторически план се различават следните поколения уреди, като размерите на отделните им компоненти и консумацията на ток прогресивно намаляват:
* уреди, изградени на базата на релета
* уреди, изградени на базата на електронни лампи
* уреди, изградени на базата на дискретни полупроводници
* уреди, изградени на базата на полупроводникови интегрални схеми (микроелектроника)
* уреди, изградени на базата на устройства с размери от порядъка на нанометри (наноелектроника).
Основната задача на тези уреди е пренасяне и обработване на сигнали и информация.
Електронен компонент е всеки физически обект в електронна система, чието предназначение е да влияе на електроните или техните полета по желания начин, съвместим с функцията на електронната система. В повечето случаи елементите са свързани електромеханично чрез запояване върху печатна платка, за да се създаде електронна верига с определена функция (например усилвател, радио приемник, или генератор). Компонентите може да са самостоятелно или в по-сложни групи като например интегралните схеми.
В зависимост от това дали обработват аналогови или цифрови сигнали, електронните вериги и съответно уредите, изградени от тях, се разделят на аналогови и цифрови.
Видове електронни вериги [редактиране]
Аналогови вериги [редактиране]
Повечето аналогови електронни устройства, като радиоприемниците, са изградени от няколко вида основни вериги. Аналоговите вериги използват плавно изменение на напрежението, за разлика от отделните нива в цифровите вериги. Броят на различните аналогови вериги е огромен, особено защото ‘верига’ може да означава всичко - от отделен елемент до система, която съдържа хиляди елементи.
Аналоговите вериги понякога се наричат линейни вериги, въпреки че в аналоговите схеми се използват много нелинейни ефекти, като например смесители, модулатори и други. Добър пример за аналогови вериги са вакуумните лампи и транзисторните усилватели, операционните усилватели и генератори.
Някои съвременни аналогови вериги може да използват цифрови или дори микропроцесорни техники, за да подобрят основните качества на веригата. Този вид вериги обикновено се нарича “смесен сигнал”.
Понякога може да бъде трудно да се открие разлика между аналогова и цифрова верига, след като те имат елементи от линейни и нелинейни операции.
Цифрови вериги [редактиране]
Цифровите вериги са електрически вериги, базирани на брой от отделни нива на напрежение. Цифровите вериги са най-общото материално реализиране на Булевата алгебра и са в основата на всички цифрови компютри. За повечето инженери термините “цифрова верига”, “цифрова система” и “логика” са равностойни в контекста за цифровите вериги. В голям брой от случаите различните състояния са две, представени от две нива на напрежение, означени като “нула” и “единица”. Често “нула” е напрежение, близо до нула волта, а “единица” е най-високото ниво на подаденото напрежение.
Компютрите, електронните часовници и програмируемите логически контролери (използват се за контрол на индустриални процеси) са изградени от цифрови вериги.
Съставни части на цифровите вериги:
· Двоични множители · Електрически тригери · Броячи · Регистри · Тригери на Шмит
Високо интегрирани устройства:
· Микропроцесори · Микроконтролери · Интегрални схеми
Вериги със смесен сигнал [редактиране]
Веригите със смесен сигнал се отнасят към интегралните схеми (ИС), които съдържат аналогови и цифрови вериги, комбинирани в една полупроводникова подложка или върху една печатна платка. Смесените вериги обикновено се използват за управление на аналогови устройства с цифрова логика, например за регулиране на оборотите на двигател.
=== Задвижваща техника ===
| |||