Eletrônica é o ramo da ciência e tecnologia que faz uso do movimento controlado de elétrons através de diferentes meios de comunicação eo vácuo. The ability to control electron flow is usually applied to information handling or device control. A capacidade de controlar o fluxo de elétrons é geralmente aplicado ao tratamento de informação ou controle de dispositivos. Electronics is distinct from electrical science and technology, which deals with the generation, distribution, control and application of electrical power. Electronics é distinta da ciência elétrica e tecnologia, que trata da produção, distribuição, controle e aplicação de energia elétrica. This distinction started around 1906 with the invention by Lee De Forest of the triode , which made electrical amplification possible with a non-mechanical device. Esta distinção começou por volta de 1906 com a invenção por Lee De Forest do triodo, que fez amplificação elétrica possível com um dispositivo não-mecânica. Until 1950 this field was called "radio technology" because its principal application was the design and theory of radio transmitters , receivers and vacuum tubes . Até 1950 esse campo era chamado de "tecnologia de rádio", porque sua aplicação principal foi o projeto ea teoria dos transmissores de rádio, receptores e os tubos de vácuo.Most electronic devices today use semiconductor components to perform electron control. A maioria dos dispositivos eletrônicos componentes hoje semicondutores usar para executar o controle eletrônico. The study of semiconductor devices and related technology is considered a branch of physics , whereas the design and construction of electronic circuits to solve practical problems come under electronics engineering . O estudo de dispositivos semicondutores e tecnologias relacionadas é considerada um ramo da física, enquanto que a concepção e construção de circuitos eletrônicos para resolver problemas práticos são da engenharia eletrônica. This article focuses on engineering aspects of electronics. Este artigo incide sobre aspectos de engenharia de electrónica.
Dispositivos e componentes electrónicos
Um componente eletrônico é qualquer entidade física em um sistema eletrônico utilizado para influenciar os electrões ou os seus campos associados de uma maneira desejada compatível com a função pretendida do sistema eletrônico. Components are generally intended to be connected together, usually by being soldered to a printed circuit board (PCB), to create an electronic circuit with a particular function (for example an amplifier, radio receiver, or oscillator). Os componentes são geralmente destinados a ser ligados entre si, geralmente por ser soldadas a uma placa de circuito impresso (PCB), para criar um circuito eletrônico com uma função específica (por exemplo, um amplificador, um receptor de rádio, ou oscilador). Components may be packaged singly or in more complex groups as integrated circuits . Os componentes podem ser embalados individualmente ou em grupos mais complexos como os circuitos integrados. Some common electronic components are capacitors , resistors , diodes , transistors , etc. Components are often categorized as active (eg transistors and thyristors ) or passive (eg resistors and capacitors). Alguns componentes de electrónica comum são os capacitores, resistores, diodos, transistores, etc componentes são muitas vezes classificados como ativos (por exemplo, transistores e tiristores) ou passivo (resistores e capacitores, por exemplo).
Tipos de circuitos
Circuitos e componentes podem ser divididos em dois grupos: analógico e digital. A particular device may consist of circuitry that has one or the other or a mix of the two types Um dispositivo especial pode consistir em um circuito que tem um ou outro, ou uma mistura dos dois tipos.
Circuitos analógicos
A maioria analógico aparelhos eletrônicos, tais como receptores de rádio, são construídos a partir de combinações de alguns tipos de circuitos básicos. Analog circuits use a continuous range of voltage as opposed to discrete levels as in digital circuits. Circuitos analógicos usar uma faixa contínua de tensão em oposição a níveis discretos como em circuitos digitais.
The number of different analog circuits so far devised is huge, especially because a 'circuit' can be defined as anything from a single component, to systems containing thousands of components. O número de diferentes circuitos analógicos até agora planejado é enorme, especialmente porque um 'circuito' pode ser definida como qualquer coisa de um único componente, para sistemas contendo milhares de componentes.
Analog circuits are sometimes called linear circuits although many non-linear effects are used in analog circuits such as mixers, modulators, etc. Good examples of analog circuits include vacuum tube and transistor amplifiers, operational amplifiers and oscillators. Circuitos analógicos são às vezes chamados circuitos lineares, embora muitos não-linear, os efeitos são usados em circuitos analógicos, tais como misturadores, moduladores, etc Bons exemplos de circuitos analógicos incluem tubo de vácuo e amplificadores de transistores, amplificadores operacionais e osciladores.
One rarely finds modern circuits that are entirely analog. Raramente se encontram circuitos modernos que são inteiramente analógico. These days analog circuitry may use digital or even microprocessor techniques to improve performance. Estes dias circuitos analógicos podem utilizar técnicas de microprocessador digital ou mesmo melhorar o desempenho. This type of circuit is usually called "mixed signal" rather than analog or digital. Este tipo de circuito é normalmente chamado de "sinais mistos" em vez de analógico ou digital.
Sometimes it may be difficult to differentiate between analog and digital circuits as they have elements of both linear and non-linear operation. Às vezes pode ser difícil diferenciar entre os circuitos analógicos e digitais que tenham elementos de ambos os lineares e não lineares operação. An example is the comparator which takes in a continuous range of voltage but only outputs one of two levels as in a digital circuit. Um exemplo é a comparação que leva em um intervalo contínuo de tensão, mas apenas uma de duas saídas de níveis como em um circuito digital. Similarly, an overdriven transistor amplifier can take on the characteristics of a controlled switch having essentially two levels of output. Da mesma forma, um amplificador de transistor saturado pode ter sobre as características de um interruptor controlado tendo essencialmente dois níveis de produção.
The number of different analog circuits so far devised is huge, especially because a 'circuit' can be defined as anything from a single component, to systems containing thousands of components. O número de diferentes circuitos analógicos até agora planejado é enorme, especialmente porque um 'circuito' pode ser definida como qualquer coisa de um único componente, para sistemas contendo milhares de componentes.
Analog circuits are sometimes called linear circuits although many non-linear effects are used in analog circuits such as mixers, modulators, etc. Good examples of analog circuits include vacuum tube and transistor amplifiers, operational amplifiers and oscillators. Circuitos analógicos são às vezes chamados circuitos lineares, embora muitos não-linear, os efeitos são usados em circuitos analógicos, tais como misturadores, moduladores, etc Bons exemplos de circuitos analógicos incluem tubo de vácuo e amplificadores de transistores, amplificadores operacionais e osciladores.
One rarely finds modern circuits that are entirely analog. Raramente se encontram circuitos modernos que são inteiramente analógico. These days analog circuitry may use digital or even microprocessor techniques to improve performance. Estes dias circuitos analógicos podem utilizar técnicas de microprocessador digital ou mesmo melhorar o desempenho. This type of circuit is usually called "mixed signal" rather than analog or digital. Este tipo de circuito é normalmente chamado de "sinais mistos" em vez de analógico ou digital.
Sometimes it may be difficult to differentiate between analog and digital circuits as they have elements of both linear and non-linear operation. Às vezes pode ser difícil diferenciar entre os circuitos analógicos e digitais que tenham elementos de ambos os lineares e não lineares operação. An example is the comparator which takes in a continuous range of voltage but only outputs one of two levels as in a digital circuit. Um exemplo é a comparação que leva em um intervalo contínuo de tensão, mas apenas uma de duas saídas de níveis como em um circuito digital. Similarly, an overdriven transistor amplifier can take on the characteristics of a controlled switch having essentially two levels of output. Da mesma forma, um amplificador de transistor saturado pode ter sobre as características de um interruptor controlado tendo essencialmente dois níveis de produção.
Circuitos Digitais
Os circuitos digitais são circuitos elétricos com base em um número de níveis discretos de tensão. Digital circuits are the most common physical representation of Boolean algebra and are the basis of all digital computers. Os circuitos digitais são a representação física mais comum da álgebra booleana e são a base de todos os computadores digitais. To most engineers, the terms "digital circuit", "digital system" and "logic" are interchangeable in the context of digital circuits. Para a maioria dos engenheiros, os termos "circuito digital", "sistema digital" e "lógica" são intercambiáveis no contexto de circuitos digitais. Most digital circuits use two voltage levels labeled "Low"(0) and "High"(1). A maioria dos circuitos digitais utilizam dois níveis de tensão marcado com "Low" (0) e "High" (1). Often "Low" will be near zero volts and "High" will be at a higher level depending on the supply voltage in use. Ternary (with three states) logic has been studied, and some prototype computers made. Muitas vezes, "Low" será próximo de zero volts e "High" será a um nível superior, dependendo da tensão de alimentação em uso. Ternário (com três estados) a lógica tem sido estudado, e alguns computadores protótipo feito.
Computers , electronic clocks , and programmable logic controllers (used to control industrial processes) are constructed of digital circuits. Digital Signal Processors are another example. Computadores, relógios eletrônicos e controladores lógicos programáveis (usado para controle de processos industriais) são construídos de circuitos digitais. Processadores de sinal digital são outro exemplo.
Building-blocks: Construção de blocos:
Logic gates Portas Lógicas
Adders Somadores
Binary Multipliers Multiplicadores de binário
Flip-Flops Flip-flops
Counters Contadores
Registers Registos
Multiplexers Multiplexers
Schmitt triggers Schmitt triggers
Highly integrated devices: Dispositivos altamente integrados:
Microprocessors Microprocessadores
Microcontrollers Microcontroladores
Application-specific integrated circuit (ASIC) Aplicação de circuitos integrados específica (ASIC)
Digital signal processor (DSP) Processador de sinal digital (DSP)
Field-programmable gate array (FPGA) Field-programmable gate array (FPGA)
Computers , electronic clocks , and programmable logic controllers (used to control industrial processes) are constructed of digital circuits. Digital Signal Processors are another example. Computadores, relógios eletrônicos e controladores lógicos programáveis (usado para controle de processos industriais) são construídos de circuitos digitais. Processadores de sinal digital são outro exemplo.
Building-blocks: Construção de blocos:
Logic gates Portas Lógicas
Adders Somadores
Binary Multipliers Multiplicadores de binário
Flip-Flops Flip-flops
Counters Contadores
Registers Registos
Multiplexers Multiplexers
Schmitt triggers Schmitt triggers
Highly integrated devices: Dispositivos altamente integrados:
Microprocessors Microprocessadores
Microcontrollers Microcontroladores
Application-specific integrated circuit (ASIC) Aplicação de circuitos integrados específica (ASIC)
Digital signal processor (DSP) Processador de sinal digital (DSP)
Field-programmable gate array (FPGA) Field-programmable gate array (FPGA)
A dissipação de calor e gerenciamento térmico
Main article: Thermal management of electronic devices and systems Ver artigo principal: Gerenciamento térmico de dispositivos e sistemas electrónicos
Heat generated by electronic circuitry must be dissipated to prevent immediate failure and improve long term reliability. Calor gerado por circuitos eletrônicos deve ser dissipada para evitar a falência imediata e melhorar a confiabilidade a longo prazo. Techniques for heat dissipation can include heat sinks and fans for air cooling, and other forms of computer cooling such as water cooling . Técnicas para a dissipação de calor pode incluir dissipadores e ventiladores para o resfriamento do ar, e outras formas de arrefecimento do computador, tais como água de refrigeração. These techniques use convection , conduction , & radiation of heat energy. Estas técnicas utilizam a convecção, condução, e radiação de energia térmica.
Heat generated by electronic circuitry must be dissipated to prevent immediate failure and improve long term reliability. Calor gerado por circuitos eletrônicos deve ser dissipada para evitar a falência imediata e melhorar a confiabilidade a longo prazo. Techniques for heat dissipation can include heat sinks and fans for air cooling, and other forms of computer cooling such as water cooling . Técnicas para a dissipação de calor pode incluir dissipadores e ventiladores para o resfriamento do ar, e outras formas de arrefecimento do computador, tais como água de refrigeração. These techniques use convection , conduction , & radiation of heat energy. Estas técnicas utilizam a convecção, condução, e radiação de energia térmica.
Noise
Noise is associated with all electronic circuits. O ruído é associado a todos os circuitos eletrônicos. Noise is defined [ 1 ] as unwanted disturbances superposed on a useful signal that tend to obscure its information content. O ruído é definido [1] como distúrbios indesejáveis sobreposto a um sinal útil, que tendem a obscurecer o seu conteúdo de informação. Noise is not the same as signal distortion caused by a circuit. O ruído não é a distorção de sinal mesmo que causada por um circuito. Noise may be electromagnetically or thermally generated, which can be decreased by lowering the operating temperature of the circuit. Ruído pode ser eletromagneticamente ou termelétrica, que pode ser diminuída através da redução da temperatura de funcionamento do circuito. Other types of noise, such as shot noise cannot be removed as they are due to limitations in physical properties. Outros tipos de ruído, como o ruído de tiros não podem ser removidos porque são devido a limitações físicas.
Teoria Electronics
Main article: Mathematical methods in electronics Ver artigo principal: Métodos Matemáticos em eletrônica
Mathematical methods are integral to the study of electronics. Métodos matemáticos são essenciais para o estudo da eletrônica. To become proficient in electronics it is also necessary to become proficient in the mathematics of circuit analysis. Para se tornar proficientes em eletrônica, também é necessário para se tornar proficientes em matemática da análise de circuitos.
Circuit analysis is the study of methods of solving generally linear systems for unknown variables such as the voltage at a certain node or the current through a certain branch of a network . Análise do circuito é o estudo de métodos de resolução de sistemas em geral linear para as variáveis desconhecidas, como a tensão em um nó determinado ou a corrente através de um ramo determinado de uma rede. A common analytical tool for this is the SPICE circuit simulator. Um instrumento analítico comum para isso é o simulador de circuitos SPICE.
Also important to electronics is the study and understanding of electromagnetic field theory. Também importante para a electrónica é o estudo e compreensão da teoria do campo eletromagnético.
Mathematical methods are integral to the study of electronics. Métodos matemáticos são essenciais para o estudo da eletrônica. To become proficient in electronics it is also necessary to become proficient in the mathematics of circuit analysis. Para se tornar proficientes em eletrônica, também é necessário para se tornar proficientes em matemática da análise de circuitos.
Circuit analysis is the study of methods of solving generally linear systems for unknown variables such as the voltage at a certain node or the current through a certain branch of a network . Análise do circuito é o estudo de métodos de resolução de sistemas em geral linear para as variáveis desconhecidas, como a tensão em um nó determinado ou a corrente através de um ramo determinado de uma rede. A common analytical tool for this is the SPICE circuit simulator. Um instrumento analítico comum para isso é o simulador de circuitos SPICE.
Also important to electronics is the study and understanding of electromagnetic field theory. Também importante para a electrónica é o estudo e compreensão da teoria do campo eletromagnético.
Computer Aided Design (CAD)
Main article: Electronic design automation Ver artigo principal: Electronic design automation
Today's electronics engineers have the ability to design circuits using premanufactured building blocks such as power supplies , semiconductors (such as transistors ), and integrated circuits . Electronic design automation software programs include schematic capture programs and printed circuit board design programs. Hoje, os engenheiros de eletrônicos têm a capacidade de desenho de circuitos usando blocos de construção premanufactured como fontes de energia, semicondutores (tais como transistores), e circuitos integrados. Design Electronic programas de software de automação incluem programas de captura de esquemas e circuitos impressos programas de desenho bordo. Popular names in the EDA software world are NI Multisim , Cadence ( ORCAD ), Eagle PCB and Schematic, Mentor (PADS PCB and LOGIC Schematic), Altium (Protel), LabCentre Electronics (Proteus) and many others. Nomes populares no mundo do software EDA são NI Multisim, Cadence (ORCAD), Eagle PCB e esquemático, Mentor (PADS PCB e LOGIC Schematic), Altium (Protel), LabCentre Electronics (Proteus) e muitos outros.
Today's electronics engineers have the ability to design circuits using premanufactured building blocks such as power supplies , semiconductors (such as transistors ), and integrated circuits . Electronic design automation software programs include schematic capture programs and printed circuit board design programs. Hoje, os engenheiros de eletrônicos têm a capacidade de desenho de circuitos usando blocos de construção premanufactured como fontes de energia, semicondutores (tais como transistores), e circuitos integrados. Design Electronic programas de software de automação incluem programas de captura de esquemas e circuitos impressos programas de desenho bordo. Popular names in the EDA software world are NI Multisim , Cadence ( ORCAD ), Eagle PCB and Schematic, Mentor (PADS PCB and LOGIC Schematic), Altium (Protel), LabCentre Electronics (Proteus) and many others. Nomes populares no mundo do software EDA são NI Multisim, Cadence (ORCAD), Eagle PCB e esquemático, Mentor (PADS PCB e LOGIC Schematic), Altium (Protel), LabCentre Electronics (Proteus) e muitos outros.
Métodos de Construção
Main article: Electronic packaging Ver artigo principal: embalagens Eletrônica
Many different methods of connecting components have been used over the years. Muitos métodos diferentes de se conectar componentes foram utilizados ao longo dos anos. For instance, early electronics often used point to point wiring with components attached to wooden breadboards to construct circuits. Cordwood construction and wire wraps were other methods used. Por exemplo, eletrônica precoce freqüentemente usado fiação ponto a ponto com os componentes ligados a breadboards de madeira para a construção de circuitos. Cordwood construção e quebra do fio foram os outros métodos utilizados. Most modern day electronics now use printed circuit boards made of materials such as FR4 , or the cheaper (and less hard-wearing) Synthetic Resin Bonded Paper ( SRBP , also known as Paxoline/Paxolin (trade marks) and FR2) - characterised by its light yellow-to-brown colour. A maioria dos eletrônicos modernos agora usam placas de circuito impresso feitas de materiais como FR4, ou o mais barato (e menos resistente) Synthetic Resin Bonded Paper (SRPB, também conhecido como Paxoline / Paxolin (marcas) e FR2) - caracterizada pela sua amarelo-luz de cor marrom. Health and environmental concerns associated with electronics assembly have gained increased attention in recent years, especially for products destined to the European Union, with its Restriction of Hazardous Substances Directive (RoHS) and Waste Electrical and Electronic Equipment Directive (WEEE), which went into force in July 2006. Saúde e as preocupações ambientais associadas com montagem eletrônica ganharam maior atenção nos últimos anos, especialmente para produtos destinados à União Europeia, com a sua Restrição de Substâncias Perigosas (RoHS) e Waste Electrical and Electronic directiva (REEE), que entrou em vigor em julho de 2006.
Many different methods of connecting components have been used over the years. Muitos métodos diferentes de se conectar componentes foram utilizados ao longo dos anos. For instance, early electronics often used point to point wiring with components attached to wooden breadboards to construct circuits. Cordwood construction and wire wraps were other methods used. Por exemplo, eletrônica precoce freqüentemente usado fiação ponto a ponto com os componentes ligados a breadboards de madeira para a construção de circuitos. Cordwood construção e quebra do fio foram os outros métodos utilizados. Most modern day electronics now use printed circuit boards made of materials such as FR4 , or the cheaper (and less hard-wearing) Synthetic Resin Bonded Paper ( SRBP , also known as Paxoline/Paxolin (trade marks) and FR2) - characterised by its light yellow-to-brown colour. A maioria dos eletrônicos modernos agora usam placas de circuito impresso feitas de materiais como FR4, ou o mais barato (e menos resistente) Synthetic Resin Bonded Paper (SRPB, também conhecido como Paxoline / Paxolin (marcas) e FR2) - caracterizada pela sua amarelo-luz de cor marrom. Health and environmental concerns associated with electronics assembly have gained increased attention in recent years, especially for products destined to the European Union, with its Restriction of Hazardous Substances Directive (RoHS) and Waste Electrical and Electronic Equipment Directive (WEEE), which went into force in July 2006. Saúde e as preocupações ambientais associadas com montagem eletrônica ganharam maior atenção nos últimos anos, especialmente para produtos destinados à União Europeia, com a sua Restrição de Substâncias Perigosas (RoHS) e Waste Electrical and Electronic directiva (REEE), que entrou em vigor em julho de 2006.
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