Elektronika ir įtaisai
Elektronika yra mokslo, inžinerijos ir technologijos šaka, užsiimanti elektros grandinėmis, kuriose naudojami aktyvūs elektriniai komponentai, tokie kaip vakuuminiai vamzdžiai, tranzistoriai, diodai ir integriniai grandynai, ir susijusiomis pasyvaus sujungimo technologijomis. Netiesinis aktyviųjų komponentų elgesys ir jų gebėjimas valdyti elektronų srautus leidžia sustiprinti silpnus signalus ir paprastai taikomas informacijai ir signalų apdorojimui. Panašiai elektroninių prietaisų gebėjimas veikti kaip jungikliams leidžia skaitmeninį informacijos apdorojimą. Sujungimo technologijos, tokios kaip schemos, elektronikos pakavimo technologijos ir kitos įvairios ryšių infrastruktūros formos, užbaigia grandinės funkcionalumą ir mišrius komponentus paverčia veikiančia sistema.
Programėlė yra nedidelis technologinis objektas, turintis tam tikrą funkciją, tačiau dažnai laikomas naujove. Išradimo metu programėlės visada laikomos neįprastai ar sumaniau suprojektuotomis nei įprasti technologiniai objektai. Programėlės kartais dar vadinamos gizmos.
Elektronika skiriasi nuo elektros ir elektromechaninių mokslų ir technologijų, nagrinėjančių elektros energijos generavimą, paskirstymą, perjungimą, kaupimą ir keitimą į ir iš kitų energijos formų, naudojant laidus, variklius, generatorius, baterijas, jungiklius, reles, transformatorius, rezistorius ir kiti pasyvūs komponentai. Šis skirtumas prasidėjo apie 1906 m., Kai Lee De Forestas išrado triodą, kuris silpnųjų radijo signalų ir garso signalų elektrinį stiprinimą įgalino naudojant nemechaninį įtaisą. Iki 1950 m. Ši sritis buvo vadinama radijo technologija, nes jos pagrindinė paskirtis buvo radijo siųstuvų, imtuvų ir vakuuminių vamzdžių projektavimas ir teorija.
Šiandien elektronų valdymui dauguma elektroninių prietaisų naudoja puslaidininkinius komponentus. Puslaidininkių įtaisų ir susijusių technologijų tyrimas laikomas kietojo kūno fizikos šaka, o elektroninių grandinių projektavimas ir konstravimas praktinėms problemoms spręsti priklauso elektronikos inžinerijai. Šiame straipsnyje pagrindinis dėmesys skiriamas elektronikos inžinerijos aspektams.
Elektroninis komponentas yra bet koks fizinis subjektas elektroninėje sistemoje, naudojamas norimam poveikiui paveikti elektronus ar su jais susijusius laukus, atitinkančius numatytą elektroninės sistemos funkciją. Sudedamosios dalys paprastai yra sujungtos, paprastai lituojamos prie spausdintinės plokštės (PCB), kad būtų sukurta elektroninė grandinė su tam tikra funkcija (pavyzdžiui, stiprintuvas, radijo imtuvas ar osciliatorius). Komponentai gali būti pakuojami atskirai arba sudėtingesnėse grupėse kaip integriniai grandynai. Kai kurie įprasti elektroniniai komponentai yra kondensatoriai, induktoriai, rezistoriai, diodai, tranzistoriai ir tt Komponentai dažnai skirstomi į aktyvius (pvz., Tranzistorius ir tiristorius) arba pasyvius (pvz., Rezistorius ir kondensatorius).
Dauguma analoginių elektroninių prietaisų, pavyzdžiui, radijo imtuvai, yra pagaminti iš kelių pagrindinių grandinių rūšių derinių. Analoginėse grandinėse naudojamas nepertraukiamas įtampos diapazonas, priešingai nei atskiriems lygiams, kaip skaitmeninėse grandinėse. Iki šiol sugalvotas daugybė skirtingų analoginių grandinių, ypač todėl, kad grandinę galima apibrėžti kaip bet ką - nuo vieno komponento iki sistemų, kuriose yra tūkstančiai komponentų. Analoginės grandinės kartais vadinamos linijinėmis, nors analoginėse grandinėse, tokiose kaip maišytuvai, moduliatoriai ir kt., Naudojama daug netiesinių efektų. Geri analoginių grandinių pavyzdžiai yra vakuuminių vamzdžių ir tranzistorių stiprintuvai, operaciniai stiprintuvai ir osciliatoriai.
Retai galima rasti šiuolaikines grandines, kurios yra visiškai analogiškos. Šiais laikais, norint pagerinti našumą, analoginėse grandinėse gali būti naudojami skaitmeniniai ar net mikroprocesoriniai metodai. Šio tipo grandinės paprastai vadinamos mišriu signalu, o ne analoginiu ar skaitmeniniu. Kartais gali būti sunku atskirti analogines ir skaitmenines grandines, nes jose yra tiek linijinio, tiek netiesinio veikimo elementų. Pavyzdys yra komparatorius, kuris ima nuolatinį įtampos diapazoną, bet išleidžia tik vieną iš dviejų lygių, kaip ir skaitmeninėje grandinėje. Panašiai ir pervestas tranzistoriaus stiprintuvas gali įgauti valdomo jungiklio, turinčio iš esmės du išėjimo lygius, charakteristikas.
Skaitmeninės grandinės yra elektros grandinės, pagrįstos daugybe atskirų įtampos lygių. Skaitmeninės grandinės yra labiausiai paplitęs Būlo algebros fizinis atvaizdavimas ir yra visų skaitmeninių kompiuterių pagrindas. Daugumai inžinierių skaitmeninės grandinės, skaitmeninės sistemos ir logikos terminai yra keičiami. Daugumoje skaitmeninių grandinių naudojama dvejetainė sistema, turinti du įtampos lygius, pažymėtus 0 ir 1. Dažnai logika 0 bus mažesnė įtampa ir vadinama žema, o logika 1 vadinama aukšta. Tačiau kai kurios sistemos naudoja atvirkštinį apibrėžimą (0 yra didelis) arba yra pagrįstos dabartine. Buvo ištirta trijų komponentų (su trimis būsenomis) logika ir pagaminti kai kurie kompiuterių prototipai. Kompiuteriai, elektroniniai laikrodžiai ir programuojami loginiai valdikliai yra pagaminti iš skaitmeninių grandinių. Skaitmeniniai signalo procesoriai yra dar vienas pavyzdys.