Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Projektowanie układów elektronicznych

dede89 14 Paź 2007 10:16 25748 7
  • #1 14 Paź 2007 10:16
    dede89
    Poziom 2  

    czy ktoś mógłby mi powiedziec albo poradzić jak nauczyc sie albo jak to sie robi tzn. projektuje jakies układy elektroniczne, jakich elementów uzywac i co wazne DLACZEGO????

    0 7
  • #2 14 Paź 2007 11:05
    mariann
    Poziom 35  

    Witam
    Myślę, że powinieneś zacząć od zapoznania się z elementami elektronicznymi - "co do czego". A dopiero potem zacząć coś "projektować". Jednak należy pamiętać, że papier wszystko przyjmie, dlatego prócz projektowania należy też używać lutownicy i sprawdzać praktycznie swoje projekty. Szukać niedociągnięć i wyciągać wnioski, poprawiając wymyślony projekt urządzenia.
    Na początek proponuję zaglądnąć na stronę
    http://www.edw.com.pl/
    a szczególnie na
    http://www.edw.com.pl/index.php?module=ContentExpress&file=index&func=display&ceid=60&meid=13

    http://www.edw.com.pl/index.php?module=ContentExpress&file=index&func=display&ceid=61&meid=14
    Na forum Elektrody było już o początkujących, więc użyj opcji "szukaj".
    Pozdrawiam

    0
  • #3 14 Paź 2007 21:29
    dede89
    Poziom 2  

    elementy elektroniczne juz dosyc dobrze znam, ale nie wiem jak sie zabrac za projektowanie...

    0
  • #5 15 Paź 2007 00:40
    Paweł Es.
    Pomocny dla użytkowników

    Stałe punkty projektowania:

    1. Wymyślasz co chcesz zrobić.

    2. Określasz parametry projektowanego układu.

    3a) Jeżeli układ jest skomplikowany to rysujesz sobie schemat blokowy
    opisujący podstawowe bloki układu i ich wzajemne połączenia.
    3b) Określasz parametry na styku bloków (zakresy napięć, zależności
    we/wy rezystancje czy impedancje wejściowe,) by mieć dane
    wyjściowe potrzebne do projektowania schematu bloku

    3c) Jeżeli układ jest prosty (jednoblokowy) to odpada schemat blokowy

    4. Na podstawie wiedzy o elementach i układach rysujesz wstępny
    schemat układu lub bloku składowego uwzględniający możliwość
    uzyskania założonych parametrów.

    5. Przeprowadzasz wstępne obliczenia elementów.

    6. Przprowadzasz symulację układu w symulatorze układowym (w proszych przypadkach można to pominąć) i badasz czy układ w przybliżeniu zachowuje się zgodnie z założeniami.

    7. Budujesz fizyczny model układu - wstępnie na płytce uniwersalnej) i go badasz czy w realizacji fizycznej nie pojawiły się jakieś cuda.

    8. Na podstawie wiedzy różnej (odprowadzanie ciepła, problem wnikania zakłóceń, wymiary elementów, zalecenia producenta elementów i tchnienia geniuszu ;) projektujesz płytkę drukowaną, wykonujesz ją i montujesz elementy (półprzewodniki na końcu).
    Dobrze jest przed montażem sprawdzić elementy czy są sprawne (Rezystory i kondensatory także)

    9. Badasz tak powstały układ. Jeżeli odbiega od tego co zakładałeś to modyfikujesz wartości elementów. Jeżeli są zakłócenia lub inne grzania to modyfikujesz elementy i płytkę. Idź do pkt. 8 (czasami trzeba)

    10. Jak działa to dopasowujesz obudowę (albo projektujesz albo używasz jakiejś gotowej - wtedy zwykle trzeba to uwzględnić w pkt.8, bo producenci obudów złośliwie nie produkują obudów w wymiarach jakie się nam zamarzą tylko wedle swojego widziimsię :D

    11. Strojenie i pomiary końcowe

    12. Sprawdzasz działanie po zamknięciu obudowy, sprawdzasz
    długoterminowo czy się nie przegrzewa.

    13. Używasz lub sprzedajesz produkt

    14. Pchany przemożną chęcią ulepszenia lub zbawienia świata idziesz do punktu 1 :D

    NALEŻY PAMIĘTAĆ, ŻE URZĄDZENIE MUSI BYĆ BEZPIECZNE W OBSŁUDZE, MOŻE SZUMIEĆ ALE NIE MOŻE KOPAĆ !

    Niektóre punkty powyższego planu można pominąć lub połączyć.
    Metody użyte w poszczególnych punktach zależą od typu układu
    (prosty, złożony, liniowy, cyfrowy itd)

    Trzy fazy urządzenia:

    1. Nie działa
    2. Działa
    3. Działa po zamknięciu obudowy (z praktyki serwisowej, to bywa zmora)


    I to by było na tyle :D

    2
  • #6 15 Paź 2007 19:56
    dede89
    Poziom 2  

    no dobra a jak mam np zaprojektowac układ inercyjny z wykorzystaniem elementów rezystancyjnych, pojemnościowych itp albo układ całkujący to jak ja mam to zrobić??? może ktos pokaze przykład i omówi krok po kroku

    0
  • #7 16 Paź 2007 03:31
    Paweł Es.
    Pomocny dla użytkowników

    Tu masz przykład najprostszego układu różniczkującego i całkującego:
    (krótki wykład ;D ) zależnie do czego chcesz go wykorzystać, musisz rozpatrzeć jego konkretne własności.

    Oznaczenia:
    (całkujący R=R1, C=C1, różniczkujący R=R2, C=C2)

    stała czasowa obu układów jest taka sama (dla podanych elementów) i wynosi R*C=1 ms częstotliwość graniczna dla obu ukłądów (zdefiniowana jako spadek o -3 dB (do wartości 0.707) względem poziomu ustalonego) wyraża się wzorem:

    $$fgr=\frac{1}{2*\Pi*R*C}= 159.16 Hz$$ dla podanych elementów.

    Przebieg czasowy na kondensatorze układu całkującego:

    Ładowanie stałym napięciem wejściowym

    $$Uc=Uc0+(Uwe-Uc0)*(1-e^{\frac{-t}{RC}})$$

    Uc - napięcie na kondensatorze
    Uwe - napięcie wejściowe
    Uc0 - początkowe napięcie na kondensatorze
    t - czas

    Zakładając Uc0=0 to po czasie:

    RC na kondensatorze jest 0.632 Uwe
    2.3 RC na kondensatorze jest 0.9 Uwe
    4.6 RC na kondenatorze jest 0.99 Uwe
    6.9 RC na kondensatorze jest 0.999 Uwe

    Rozładowanie do 0V (np. Uwe=0)

    $$Uc=Uc0*e^{\frac{-t}{RC}}$$

    Zakładając Uc0 - wartość początkowa napięcia na Uc, to po czasie:

    RC na kondensatorze jest 0.368 Uc0
    2.3 RC na kondensatorze jest 0.1 Uc0
    4.6 RC na kondenatorze jest 0.01 Uc0
    6.9 RC na kondensatorze jest 0.001 Uc0



    Projektowanie układów elektronicznych

    Charakterystyki częstotliwościowe obu układów (całkujący ma charakter dolnoprzepustowy a różniczkujący górnoprzepustowy):
    W obu przypadkach charakterystyki opadają z prędkością 6dB/oktawę (czyli 2 krotna zmiana częstotliwości powoduje spadek/wzrost o 6 dB (daleko od kolana))

    Całkujący (ω=2*Π*f)

    $$Uwy(j\omega)=\frac{1}{1+j \omega RC}$$

    Różniczkujący

    $$Uwy(j\omega)=\frac{j \omega RC}{1+j \omega RC}$$


    $$dB=20 log\frac{U1}{U2}$$ - względna zmiana wartości

    +6 dB -> 2
    +3 dB -> 1.41
    0 dB -> 1
    -3 dB -> 0.701
    -6 dB -> 0.5

    Projektowanie układów elektronicznych



    Zachowanie obu układów przy pobudzeniu sygnałem prostokątnym o wypełnieniu 50% i amplitudzie 5V (składowa stała przebiegu wynosi 2.5V)

    Dla 10Hz - tu układ całkujący prawie nie nie zniekształca przebiegu za to układ różniczkujący dokonuje prawidłowego (prawie) różniczkowania (pochodna stałej=0 co widać na płaskich fragmentach przebiegu, pochodna skoku jednostkowego (zbocza) jest impulsem (o czasie trwania dążącym do 0 (jeżeli RC dąży do 0) i amplitudzie skoku napięcia)





    Projektowanie układów elektronicznych

    Dla 100Hz - tu mamy stany pośrednie - widać, że czas ładowania układu całkującego powoduje zmianę szybkości narastania i opadania przebiegu
    W układzie różniczkującym, zmiany napięcia na rezystorze nadążają jeszcze za zmianami napięcia wejściwego.

    Projektowanie układów elektronicznych

    Dla 1kHz - tu widać, że układ całkujący co raz bardziej wycina składową zmienną przebiegu (przebieg wejściowy ma składowe sinusoidalne 1,3,5,7 ... kHz a filtr już tnie na 160 Hz)

    Układ różniczkujący co raz mniej zniekształca składową zmienną, choć widać, że płaskie fragmenty przebiegu nie są jeszcze oddane poprawnie (jest zwis)

    Projektowanie układów elektronicznych

    Dla 10 kHz - tu widzimy, że układ całkujący odtwarza nam składową stałą przebiegu (wycina składową zmienną) za to układ różniczkujący wycina nam składową stałą przebiegu (przebieg staje się symetryczny względem osi 0V)

    Projektowanie układów elektronicznych

    W ostatnich przykładach widać też, że po włączeniu sygnału przebieg wyjściowy nie ustala się od razu ale występuje też stan przejściowy związany z ustalaniem się składowej stałej na kondensatorze.


    Wnioski wyciągnij sam, jaką kiedy należy stosować stałą czasową :D

    0
  • #8 16 Paź 2007 14:55
    jony
    Specjalista elektronik

    I zwyczajowo jak projektujemy jakiś układ RC.
    To przyjmujemy wstępnie wartość rezystora albo kondensatora.
    Np. Chcemy by stałą czasu wynosiła 10mS.
    To przyjmujemy np. R=10K
    I obliczamy C
    T=R*C
    C=T/R=10mS/10K=1uF
    lub odwrotnie:
    T=10mS przyjmujemy C=680nF
    R=T/C=10mS/680nF=14.7K=15K
    Podobnie, gdy obliczamy jakiś filtr RC
    $$f=\frac{1}{2*\Pi*R*C}$$
    Wtedy też do obliczeń pryzmujemy jakąś wartość R albo C.
    Np. Chcemy filtr o częstotliwości F=2KHz.
    to przyjmujemy R=3.6K
    I obliczamy C z wzory na F
    $$C=\frac{1}{2*\Pi*F*R}=22nF$$

    https://www.elektroda.pl/rtvforum/viewtopic.php?p=2982985#2982985
    https://www.elektroda.pl/rtvforum/viewtopic.php?p=3013685#3013685

    0