Elektronik und Gadgets
Elektronik ist der Zweig der Wissenschaft, Technik und Technologie, die mit elektrischen Schaltkreisen beteiligen aktives elektrisches Bauteile wie beispielsweise Vakuumröhren zufügt, Transistoren, Dioden und integrierte Schaltkreise und zugeordnete passive Verbindungstechnologien. Das nichtlineare Verhalten von aktiven Komponenten und ihre Fähigkeit Elektronenströme zu steuern, macht Verstärkung schwacher Signale möglich und wird in der Regel auf Information und die Signalverarbeitung angewandt. Ähnlich macht die Fähigkeit von elektronischen Geräten zu fungieren als Schalter digitale Informationsverarbeitung möglich. Verbindungstechnologien wie Leiterplatten, Elektronik Verpackungstechnik und andere vielfältige Formen der Kommunikationsinfrastruktur komplette Schaltungsfunktionalität und verwandeln die gemischten Komponenten in ein funktionierendes System.
Ein Gadget ist ein kleines technologisches Objekt, das eine bestimmte Funktion hat, werden aber oft als ein Novum. Gadgets werden immer als normale technische Objekte sein ungewöhnlich oder ausgeklügelten als zum Zeitpunkt ihrer Erfindung. Gadgets werden manchmal auch als Spielereien bezeichnet.
Elektronik unterscheidet sich von elektrischen und elektromechanischen Wissenschaft und Technologie, die mit der Erzeugung, Verteilung handelt, Schalten, Speicherung und Umwandlung von elektrischer Energie zu und von anderen Energieformen unter Verwendung von Drähten, Motoren, Generatoren, Batterien, Schaltern, Relais, Transformatoren, Widerstände und andere passive Komponenten. Diese Unterscheidung begann um 1906 mit der Erfindung von Lee De Forest der Triode, die mit einer nicht-mechanischen Vorrichtung möglich, elektrische Verstärkung schwacher Funksignale und Audiosignalen aus. Bis 1950 wurde dieser Bereich Funktechnik genannt, weil seine Hauptanwendung der Entwurf und die Theorie von Funksendern war, Empfänger und Vakuumröhren.
Heute sind die meisten elektronischen Geräte nutzen Halbleiterkomponenten Elektronensteuerung auszuführen. Die Untersuchung von Halbleiterbauelementen und der damit verbundenen Technologie ist ein Zweig der Festkörperphysik betrachtet, während die Konstruktion und den Bau von elektronischen Schaltungen praktische Probleme bei der Elektronik-Engineering kommen zu lösen. Dieser Artikel konzentriert sich auf technische Aspekte der Elektronik.
Eine elektronische Komponente ist jede physikalische Einheit in einem elektronischen System verwendet, um die Elektronen oder ihre zugehörigen Felder in einer gewünschten Weise in Übereinstimmung mit der beabsichtigten Funktion des elektronischen Systems zu beeinflussen. Komponenten werden in der Regel bestimmt zusammen verbunden werden, in der Regel durch an eine Leiterplatte gelötet wird (PCB), eine elektronische Schaltung mit einer bestimmten Funktion zu erzeugen (beispielsweise einen Verstärker, einen Funkempfänger oder oscillator). Komponenten können einzeln oder in komplexeren Gruppen als integrierte Schaltungen verpackt werden. Einige gemeinsamen elektronischen Komponenten sind Kondensatoren, Induktoren, Widerstände, Dioden, Transistoren, usw. Die Komponenten werden oft als aktiv eingestuft (zB Transistoren und Thyristoren) oder passiv (zum Beispiel Widerstände und Kondensatoren).
Die meisten analogen elektronische Geräte, wie zum Beispiel Funkempfänger sind aus Kombinationen von einigen Arten von Grundschaltungen aufgebaut. Analogschaltungen verwenden, um einen kontinuierlichen Bereich von Spannung im Gegensatz zu diskreten Pegeln, wie in digitalen Schaltungen. Die Anzahl der verschiedenen analoger Schaltungen so weit entwickelt ist riesig, vor allem, weil eine Schaltung, wie alles von einem einzigen Bauteil definiert werden kann, um Systeme, die Tausende von Komponenten enthalten. Analoge Schaltungen werden manchmal lineare Schaltungen, obwohl viele nichtlineare Effekte bezeichnet in analogen Schaltungen wie beispielsweise Mischer verwendet werden, Modulatoren usw. Gute Beispiele für analoge Schaltungen umfassen Vakuumröhre und Transistorverstärker, Operationsverstärker und Oszillatoren.
Man findet selten modernen Schaltungen, die völlig analog sind. In diesen Tagen eine analoge Schaltung kann digital oder sogar Mikroprozessor Techniken verwenden, um die Leistung zu verbessern. Diese Art der Schaltung ist in der Regel Mixed-Signal anstatt analog oder digital genannt. Manchmal kann es schwierig sein, zwischen analogen und digitalen Schaltungen zu unterscheiden, da sie Elemente von linearen und nichtlinearen Betrieb haben. Ein Beispiel ist der Komparator, der in einem kontinuierlichen Bereich von Spannung nimmt jedoch nur gibt einer von zwei Ebenen, wie in einer digitalen Schaltung. In ähnlicher Weise kann ein übersteuerter Transistor-Verstärker auf den Eigenschaften eines gesteuerten Schalters nimmt im wesentlichen zwei Ebene des Ausgangs aufweisen.
Digitale Schaltungen sind elektrische Schaltungen auf der Basis einer Anzahl von diskreten Spannungsniveaus. Digitale Schaltungen sind die häufigste physikalische Darstellung der Booleschen Algebra und sind die Grundlage aller digitalen Computern. Für die meisten Ingenieure, die Begriffe digitale Schaltung, digitales System und Logik sind austauschbar im Zusammenhang mit digitalen Schaltungen. Die meisten digitalen Schaltkreise verwenden, um ein binäres System mit zwei Spannungspegeln 0 und 1 gekennzeichnet. Oft Logik 0 wird als Low eine niedrigere Spannung und bezeichnet werden, während Logik 1 als hoch bezeichnet. Jedoch verwenden einige Systeme die umgekehrte Definition (0 ist High) oder sind Strom. Ternary (mit drei Zuständen) Logik wurde untersucht, und einige Prototypen Computer gemacht. Computer, elektronische Uhren und speicherprogrammierbare Steuerungen sind aus digitalen Schaltungen aufgebaut. Digitale Signalprozessoren sind ein weiteres Beispiel.