Diferentes procesos de diseño de circuitos electrónicos

Un circuito electrónico consta de varios componentes electrónicos, como resistencias, condensadores, diodos y transistores conectados por un cable, a través del cual fluye la corriente a través del circuito. El diseño de circuitos electrónicos generalmente se diseña primero en una placa de pruebas (prototipos) que ayuda al diseñador a modificar y mejorar el circuito. Estos circuitos electrónicos se utilizan en cálculos, transferencia de datos y amplificación de señales.

Hoy en día, en lugar de conectar los componentes por cable, los componentes se sueldan a las interconexiones que se crean en la placa de circuito impreso (PCB) para formar un circuito terminado.

Un enfoque de circuito electrónico en protoboard y PCB

Fundamentos de un proceso de diseño de circuitos electrónicos.

Un dispositivo electrónico básico construido como una sola unidad. Antes de la invención de los circuitos digitales (CI), todos los transistores, diodos, resistencias, capacitores e inductores individuales eran de naturaleza discreta. Cualquier circuito o sistema puede producir la salida preferida en función de su entrada. Aquí estamos discutiendo algunos conocimientos básicos sobre el proceso de diseño de circuitos electrónicos. Aprende sobre la diferencia entre circuito analógico y circuito digital.

circuito analógico

Los diseños de circuitos electrónicos analógicos son aquellos en los que la corriente o el voltaje varían con el tiempo para coincidir con la información que se representa. Diodos, condensadores, resistencias, transistores y cables son los componentes principales de un circuito analógico. En los circuitos analógicos, las señales eléctricas toman el valor continuo, y estos circuitos se representan en diagramas, donde los cables están representados por líneas y cada componente está representado por símbolos únicos. Cada circuito analógico tiene circuitos en serie o en paralelo o ambos.

Un circuito analógico simple
Un circuito analógico simple

circuitos digitales

El diseño de circuitos electrónicos digitales toma señales eléctricas como valores discretos. Los datos se representan como ceros y unos. Los circuitos digitales hacen un amplio uso de transistores, interconectados para crear puertas lógicas que realizan la función de la lógica booleana. Los transistores están interconectados para proporcionar una retroalimentación positiva que se usa en pestillos y flip-flops. Por lo tanto, los circuitos digitales pueden proporcionar tanto lógica como memoria, lo que les permite realizar cálculos.

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Circuito digital usando flip-flops
Circuito digital usando flip-flops

Los circuitos digitales se utilizan para crear chips informáticos de uso general, como microprocesadores y circuitos integrados de aplicaciones específicas.

diagramas de circuitos esquemáticos

Un diagrama de circuito es la representación de componentes e interconexiones en un circuito usando símbolos estandarizados sin usar la imagen real del componente. Los diagramas de circuitos se utilizan para el diseño, construcción y mantenimiento de equipos eléctricos y electrónicos.

diagramas de circuitos esquemáticos
diagramas de circuitos esquemáticos

Aunque no están estandarizados, los diagramas esquemáticos están organizados en una página de izquierda a derecha y de arriba a abajo. Por ejemplo, en los circuitos de señalización, la antena está a la izquierda y el altavoz a la derecha. Del mismo modo, el suministro positivo en la parte superior de la página, con el suelo y el suministro negativo en la parte inferior. Los diagramas de líneas lógicas de relé también utilizan métodos estandarizados para representar diagramas esquemáticos. Un power rail vertical a la izquierda y otro a la derecha con los componentes roscados entre ellos representando una escalera. Por lo tanto, también se le llama diagrama de lógica de escalera.

circuito de conmutación electrónica

Un interruptor es un dispositivo eléctrico que se utiliza para interrumpir el flujo de corriente en el circuito. Son básicamente dispositivos binarios que están completamente encendidos o completamente apagados. Además, los interruptores ON/OFF controlan el trabajo de un circuito y activan diferentes características del circuito.

Los interruptores son los dispositivos mecánicos con dos o más terminales que están conectados a contactos metálicos. Cuando los contactos están juntos, el interruptor está cerrado. Por lo tanto, la corriente fluye y el interruptor está en ON. Cuando el contacto se separa, el interruptor está abierto y no fluye corriente.

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circuito de conmutación electrónica
circuito de conmutación electrónica

El circuito de arriba muestra cómo se usa el interruptor para controlar el flujo de corriente a través de la bombilla. A continuación se muestran los diversos interruptores utilizados en los circuitos electrónicos.

Interruptor de palanca

El interruptor de palanca es operado por una palanca en ángulo en una o más posiciones. La palanca se mueve hacia arriba o hacia abajo para cerrar o abrir el contacto. Los interruptores de luz utilizados en el hogar son el ejemplo de un interruptor basculante.

Interruptor de palanca
Interruptor de palanca

interruptor de botón

El interruptor de botón es un dispositivo de dos posiciones operado por un botón para abrir y cerrar contactos. Cada vez que presiona el botón, el contacto alterna entre abrir y cerrar.

interruptor de botón
interruptor de botón

Interruptor de selección

Los selectores se accionan mediante un botón giratorio o una palanca para seleccionar una o dos posiciones. El selector puede descansar en cualquiera de sus posiciones, al igual que el interruptor de palanca.

Interruptor de selección
Interruptor de selección

Controlador

Un interruptor de palanca de mando es accionado por una palanca que se puede mover libremente en más de un eje de movimiento. El círculo y el punto en el símbolo del interruptor indican la dirección del movimiento de la palanca del joystick necesaria para activar el interruptor. Los interruptores manuales de joystick se utilizan para controlar grúas, robots y juegos.

Controlador
Controlador

Interruptor de nivel de líquido

Se utiliza un objeto flotante para activar el mecanismo del interruptor cuando el nivel del líquido alcanza un punto fijo. Cuando el nivel del líquido alcanza cierto punto, el objeto flotante cierra el circuito. Este circuito cerrado conduce, haciendo que realice la tarea específica.

Interruptor de nivel de líquido
Interruptor de nivel de líquido

El interruptor de límite de palanca, el interruptor de presión, el interruptor de proximidad, el interruptor de velocidad y el interruptor de nivel nuclear son otros interruptores que se utilizan en los circuitos electrónicos.

Diseño de circuitos electrónicos

El diseño de circuitos electrónicos es el análisis y síntesis de circuitos electrónicos. Al diseñar un circuito analógico o un circuito digital, el diseñador debe poder predecir el voltaje y la corriente en cada nodo del circuito. Todos los circuitos lineales y los circuitos no lineales simples se pueden analizar manualmente mediante cálculos matemáticos. Mientras que el software se utiliza para analizar circuitos complejos.

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El software de simulación de diseño de circuitos electrónicos permite al desarrollador diseñar circuitos de manera más eficiente y precisa, lo que reduce aún más el tiempo, el costo y el riesgo de desarrollar prototipos de circuitos.

simulador de placa de circuito

El simulador de circuitos electrónicos utiliza modelos matemáticos para reproducir el comportamiento de un circuito electrónico real. El software de simulación permite modelar la operación del circuito y es una herramienta de análisis invaluable. Debido a las limitaciones de la placa de prueba y las herramientas costosas como las fotomáscaras para los circuitos integrados, la mayoría de los diseños de circuitos integrados se basan en la simulación. SPICE es el simulador de circuitos analógicos. Verilog y VHDL son más conocidos por sus simulaciones numéricas.

Aunque los simuladores de PCB facilitan el desarrollo de un circuito grande, presentan algunas complejidades en el proceso de simulación. Las variaciones del proceso ocurren durante la fabricación de un diseño, pero los simuladores de circuitos no tienen en cuenta estas variaciones. Aunque las variaciones son pequeñas, afectan significativamente la salida.

Estos son diferentes procesos de diseño de circuitos electrónicos. Creemos que la información dada en este artículo es útil para comprender mejor este concepto. Además, para cualquier consulta sobre este artículo o cualquier ayuda en la implementación de proyectos electrónicos, puede contactarnos comentando en la sección de comentarios a continuación. Aquí hay una pregunta para ti, ¿Qué se entiende por circuito digital?

Javired
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