Teoretisk eller praktisk elektronik?

Elektronikrelaterade (på komponentnivå) frågor och funderingar.
Suveran
Inlägg: 4
Blev medlem: 12 februari 2008, 18:41:56
Ort: Västerås

Teoretisk eller praktisk elektronik?

Inlägg av Suveran »

Godlunch alla elektroniktroll.

Nu har jag hållt på med elektroniken ett tag, både i skolan och i hemmet. Jag har väl lyckats konstruera en hel del lättare kretsar såsom förstärkare, oscillatorer, filter, mixrar osv.

Jag har lärt mig det mesta genom att studera andras scheman och byggt liknande saker. Jag kan säga att jag förstår hur de olika komponenterna fungerar enskild och tillsammans och förstå principerna för ganska många olika applikationer.

Men sedan när det kommer till att konsturera helt egna kretsar så blir det lite svårare då jag sällen vet hur man räknar ut vilka värden som skall användas och då blir det mest till att jag testar mig fram tills det fungerar ungefär som planerat.

Något jag försökt med är att försöka skapa hela matematiska funktioner för kretsar. Alltså olika formler för de specefika kretsarna där utparametrarna beror på inparametrarna?

Ta denna differential förstärkare som exmepel. Hur pass svårt är det egentligen att beskriva hur utsignalen beror på det två insignalerna?

Bild


Så ni som är riktigt kunniga och erfarna inom elektroniken, hur bär ni er åt när ni ska konstruera era kretsar och bestämma era värden? Gör ni det teoretiskt eller praktiskt?
Användarvisningsbild
strombom
Inlägg: 3305
Blev medlem: 27 maj 2003, 10:50:20
Ort: Västra Götaland
Kontakt:

Inlägg av strombom »

För det schemat skulle du kunna använda simulering för att svepa inparametrarna och få ut överföringsfunktionen som ett diagram.
Användarvisningsbild
Icecap
Inlägg: 26763
Blev medlem: 10 januari 2005, 14:52:15
Ort: Starup (Haderslev), Danmark

Inlägg av Icecap »

Det konkreta exempel har jag få kommentarer på då den koppling är alldeles oanvändbar för mitt bruk. Anledningen är att det inte är motkoppling. Men utsignalen beror på transistorernas parning och förstärkning så det varierar med temperatur och annat okänd.

Hur man designar...??? Den var besvärlig den... det finns ju en regel för varje funktion man vill bygga.

Ett exempel: jag har konstruerat en temperatursensor förstärkare som kan köra med PT100 eller Typ K utan hårdvaraändring. Detta nödvändiggjorde att jag kollade upp hur dessa sensorer fungerade, satte upp krav på upplösning, temperaturgränser och allt, SEDAN kunde jag börja designa.

Det blev så pass lyckad att man kan koppla på valfri sensor och i mjukvaran ange vilken sort det är.

Det är sällan själva konstruktionen är besvärligast, det är att fastställa krav, behov, vad som kan hända, vilka reaktioner som önskas osv, alltså allt kring konstruktionen (krav, behov, "kul att få med") som är besvärligt.

Jag skulle t.ex. inte bygga en diff. förstärkare med lösa transistorer om jag inte hade mycket speciella krav som inte kan tillgodoses på annat sätt, jag använde t.ex. 3-4 dagar på att hitta rätt op-amp till sagda förstärkare, jämföra datablad, kolla på google och olika tillverkares hemsidor och sållade bort kandidater med "problem" till den konstruktion jag behövde.

Sedan, då jag hade vald en op-amp vara det "bara" att komma på hur jag skulle fixa så att den kunde köra på valfri sensor, räknade förstärkningar, spänningar osv. (tack M$ för Excel!!!) och en enkel snilleblixt, sedan var saken biff.

Det har visat sig att hålla, det finns ett par tusen ex. på marknaden och inget problem med den funktion alls.

Det offset som finns (var ju tvungen att välja op-amp lite efter ekonomi) blir trimmat bort i mjukvaran via parameter i EEPROM.

Når det är digitalt är det ju inte alls sådana problem, då är det bara att se till att avkoppla lagom, sedan kör det med "lite" programmering.

Mina 5 öra om detta...
Användarvisningsbild
$tiff
Inlägg: 4941
Blev medlem: 31 maj 2003, 19:47:52
Ort: Göteborg
Kontakt:

Inlägg av $tiff »

Som civilingenjörsstudent i elektroteknik är det tänkt att man lära sig göra en nodanalys av ett schema som detta. Nu krävs det in lijärisering för att räkna ut detta manuellt, så man måste betämma sig för en arbetspunkt. Så långt kan de teoretiska kunskaperna sträcka sig.
Sedan göra alla simuleringar i verkligheten, där man kan använda icke-linjära modeller av komponenterna, vilket ger ett mycket mer trovärdigt resultat.
ragnwald
Inlägg: 165
Blev medlem: 9 mars 2006, 21:16:58
Ort: Stockholm
Kontakt:

Inlägg av ragnwald »

Som sagt så går det att göra men det är mycket jobb.

Om du istället väljer att konstruera med operationsförstärkare blir det väldigt mycket lättare att ta fram överföringsfunktioner.
Användarvisningsbild
jesse
Inlägg: 9241
Blev medlem: 10 september 2007, 12:03:55
Ort: Alingsås

Inlägg av jesse »

Att lära sig grunderna i analog elektronik är väldigt roligt och givande. Det är en kick att förstå mer och mer. För att kunna lösa sådana problem som du beskriver ovan skulle jag rekommendera en grymt bra bok i ämnet: Analog elektronik av Bengt Molin. Finns ofta att låna på biblan. Där har du alla grundläggande principer i elektroniken som du behöver. Lycka till.
xxargs
Inlägg: 10189
Blev medlem: 23 september 2006, 14:28:27
Ort: Södertälje

Inlägg av xxargs »

Det är inte som rubriken beskriver - antingen eller, utan det är 'både och'

Design (efter specifikationsfasen - som kan vara den tyngsta delen att dra igenom) görs i nära samverkan mellan labbuppkoppling och motsvarande simulering i dator med tex. Spice - samt en miniräknare brevid för rimlighetskontroll... man arbetar med metoder som ger fortast resultat och då brukar analogt skruvande på tex. pottar vara det som ger mest känsla vartåt det barkar - tex. filtertrimmning och därefter mäter man upp faktiska värdena och bekräftar med simulering - detta för att många simulatorer inte kan realtidsuppdatera alls eller tillräkligt snabbt när man pillar på ett värde på någon komponent för att få 'regler-känslan'

I nästa läge kan simulering vara det som gör mesta jobbet som tex. optimering, utvärdera hur komponentspridningar påverkar kopplingen och/eller dess temperatur som i allmänhet brukar vara besvärligt att få till på ett labbord - tex komponentspridning så kanske man måste tillverka en förserie i 100-tal exemplar innan man ser extremerna medans en spice-simulering kan få fram motsvarande på ett antal minuter...


Med praktisk koppling tillsammans med en simulator-koppling så får man hela tiden en check att man inte är ute och vimsar på endera sidan - simulatorer kan visa väldigt fel fast det ser rätt ut pga. fel i modeller eller uppkommna singulariteter och fastnar i 'state' som upprepar sig och som den inte kommer ur pga. begränsad tidsupplösning och ingen natrurlig brus som 'stör' och 'knuffar ut' som det alltid gör i verkliga kretsar (tex. uppstart av oscillatorkretsar - som kan vara en pina att simulera i Spice...).

praktiska kopplingar får också med saker som är närmast omöjliga att simulera - tex störningar utifrån, brum och överhörningar etc. och kan vara mycket beroende av själva layoutens utseende, likaså oönskad rundgång och självsvängningar som kan ligga flera decader ifrån i frekvens och i simulatorn ligga tätare än simulatorns tidsstegning och därför missar detta.

När man parallellkör så lär man sig resp 'sidas' svagheter så att man vet om det är troligt resultat man stirrar på eller bara någon simuleringsartefakt.

Det är när man tappar kopplingen mellan verkliga mätningar och simuleringar som det stora och ofta väldigt dyra misstagen kommer - Det har alla större företag med hela avdelningar som bara simulerar råkat ut för mer än en gång - tag tex. antenner - spelar ingen roll om du simulerar med dom dyraste av alla 3D-EMsimulatorer - när första prototypen anländer så kanske man kan skönja en avlägsen släktskap mellan de teoretiska resultaten och de uppmätta, och det blir många varv fram och tillbaka innan verkliga mätningar och teori börja närma sig varandra då skitsaker som avvikande dielektriska konstanten på substratet och annan loss i materialet helt ändrar förutsättningarna - och/eller mätmetoderna... Modellerna i simulatorn är oftast för enkla och dess konstater stämmer inte med verkliga exemplaren som en viss batch substrat och man måste kanske omskala layouten säg 7% för att få rätt våghastighet för att arbeta på rätt frekvens - vilket inte brukar fungera i alla led....
Användarvisningsbild
psynoise
EF Sponsor
Inlägg: 7240
Blev medlem: 26 juni 2003, 19:23:36
Ort: Landvetter

Inlägg av psynoise »

Det var intressant läsning xxargs!

Analog elektronik boken är bra för att lära sig konstruera förstärkare, dock ger den ingen djupare förståelse eller metoder. Det första man lär sig på elektroingenjörs studier är maskanalys och nodanalys. Det är bra att ha lite sådanna struktuerade metoder för att kunna ta sig ann lite mer kompilcerade problem.
Användarvisningsbild
jesse
Inlägg: 9241
Blev medlem: 10 september 2007, 12:03:55
Ort: Alingsås

Inlägg av jesse »

Analog elektronik boken är bra för att lära sig konstruera förstärkare, dock ger den ingen djupare förståelse
Den boken ger väl mer än så. Den går igenom grundläggande hur man räknar kring en transistor - kan man inte det så jobbar man ju i blindo - även om man har simulator. Den går även igenom de flesta applikationer för en OP-förstärkare, oscillatorer, filter mm.... Säg någon typ av signalbehandling som man inte klarar av när man läst den boken?

Om man är nybörjare och ska lära sig elektronik så börjar man ju inte med att utbilda sig på universitetet till elektronikingenjör. Man lär sig grunderna. Och den boken kommer man väldigt långt med. Sen, när man kan det, så kan man ju läsa vidare om det finns behov.
xxargs
Inlägg: 10189
Blev medlem: 23 september 2006, 14:28:27
Ort: Södertälje

Inlägg av xxargs »

Boken förutsätter att man redan klarat av elläran och elkretsteori (nodanalys?)

och är ni intresserad av RF så är nämda bok inte rätt bok då författaren skriver från ett lågfrekvensperspektiv - RF-folket har andra sätt att hantera detta och 'religionen' där heter 'impedans' och kontrollen/transformeringen av detta.


Men lik och växelströmselläran och elkretsteori är så vilktig för den framtida förståelsen oavsett lågfrekvent eller högfrekvent fortsättning att jag ser gärna några namn på dylig _bra_ litteratur möjlig för självstudier, främst för andra unga läsare här i mötet. Den delen _måste_ nötas in och det är bra att börja så tidigt som möjligt med detta IMHO..
Suveran
Inlägg: 4
Blev medlem: 12 februari 2008, 18:41:56
Ort: Västerås

Inlägg av Suveran »

Tack för väldigt intressanta svar!

Även om min fråga var ganska "luddig" att besvara så gjorde ni det väldigt bra. :)

Jag ska defentivt ta att kolla upp boken.

Jag ska även passa på att ställa en fråga till. Finns det någon bra formelsamling för elektronik som kan rekomenderas?
Användarvisningsbild
$tiff
Inlägg: 4941
Blev medlem: 31 maj 2003, 19:47:52
Ort: Göteborg
Kontakt:

Inlägg av $tiff »

Blivande formelsamling och länkar:
http://elektronikforumet.com/forum/view ... p?p=334960
Skriv svar