Bagaimana menafsirkan skema dalam hal input / output [tertutup]

Saya programmer yang mempelajari elektronik untuk hobi (tapi yang serius, bukan hanya untuk bersenang-senang). Saya menganggap diri saya memiliki pengetahuan yang masuk akal tentang elektronik digital. Sebagai contoh, saya sudah menjelaskan prosesor, GPU sederhana, kartu jaringan, pengontrol RAM dll dalam VHDL dan kemudian ke FPGA. Mengenai elektronik digital, ini adalah jenis pengetahuan yang saya miliki sejauh ini.

Sekarang, saya ingin meningkatkan pengetahuan saya dalam elektronik analog. Sejauh ini, saya telah mempelajari: transistor, amplifier bjt, opamps, sirkuit RLC, filter pasif dan aktif, font linear sederhana dan beberapa IC klasik seperti 555 misalnya.

Tetapi apa yang saya masih hilang adalah kemampuan untuk membaca dan memahami skema rangkaian anolog dalam arti berikut: ketika saya melihat skema rangkaian digital, mudah untuk mengidentifikasi di mana input dan output, bagaimana data mengalir melalui sirkuit dan bagaimana setiap tahap mengubah sinyal input. Sebagai contoh, gambar berikut mudah untuk dipertimbangkan dalam hal input dan output.

Tetapi ketika membaca skema sirkuit analog, saya belum bisa, membagi skematik dalam blok / bagian sendiri bahkan dengan belajar dengan cermat. Misalnya, skema berikut (SPMS):

Karena begitu banyak konjeksi seri dan paralel dan karena arus dapat mengalir dengan dua cara di beberapa bagian sirkuit, sulit bagi saya alasan dalam hal input dan output.

Jadi di sini adalah pertanyaan saya: apakah ada cara untuk membaca dan menafsirkan skema rangkaian analog dalam hal input / output dengan cara yang sama yang mungkin untuk skema digital (gerbang logika, misalnya)? Atau untuk sirkuit analog ada cara lain untuk alasan tentang rangkaian? Dengan kata lain: apakah ada cara sistematis, cara algoritmik, untuk membaca dan menafsirkan skema analog atau setiap rangkaian memerlukan analisis ad-hoc? Apakah ada abstraksi yang digunakan insinyur listrik?

Apa yang saya coba sejauh ini: untuk alasan tentang rangkaian menggunakan abstraksi sinyal; mencoba untuk membagi rangkaian dalam hal buffer (karena impedansi input / output) tetapi ini belum bekerja dengan baik sejauh ini karena: tidak semua sirkuit memiliki buffer atau bekerja dengan sinyal. Saya juga mencoba membagi sirkuit dengan terlebih dahulu melihat IC dan kemudian komponen diskrit di sekitarnya. Lalu aku akan pergi pada lembar data IC dan membaca untuk instruksi di sana. Tetapi ini juga tidak berfungsi untuk semua kasus karena tidak semua sirkuit memiliki IC.

Tujuan saya adalah: diberi skema, mencoba mengidentifikasi blok fungsional: filter, amplifier dll dan; untuk dapat merancang (bagi saya ini adalah tujuan yang paling penting) skema kompleksitas seperti SPMS di atas. Jadi untuk kedua kasus saya perlu memahami bagaimana satu tahap terhubung ke tahap lain.

Saya mohon maaf jika pertanyaan saya agak kabur. Seperti yang saya katakan, saya seorang programmer, bukan insinyur listrik dan saya masih kekurangan kata kunci dan konsep. Jika memungkinkan, tolong bantu saya untuk meningkatkan pertanyaan saya.

Ini semua tentang identifikasi pola, dan Anda mendapatkannya dengan melihat skema yang lebih sederhana dan kemudian membangun dari sana. Secara umum, orang memilih pola desain dari pilihan yang cukup terbatas, jadi setelah Anda mengenali beberapa, Anda bisa mulai memahami apa yang dilakukan bagian desain. Setelah itu, Anda dapat "mengabaikan" itu dan memusatkan upaya Anda untuk memahami bit yang tidak Anda ketahui.

Saya sering menemukan tantangan adalah tata letak skema yang sebenarnya. Misalnya, dalam skema SMPS Anda, ini jelas dibuat agar pas dengan ruang persegi panjang sehingga beberapa pola tidak dalam pengaturan buku teks mereka. Berlatih, berlatih, berlatih, dan tanyakan di sini ketika Anda membutuhkan bantuan :)

Konteks ke skema memberi Anda rute awal ke sirkuit.

Misalnya, Anda telah menggambarkan SMPS. Menurut definisi, ini membutuhkan input daya, dan memberikan output DC yang diatur. Anda sekarang harus memindai skema, sampai Anda menemukan kata-kata 'INPUT FILTER' di kiri atas, dan 'DC OUTPUT di kanan atas.

Dalam rangkaian itu, akan ada banyak blok yang secara individual memiliki input dan output, dan diikat bersama untuk melakukan fungsi keseluruhan. Di sini identifikasi bagian adalah teman Anda, dan setelah googling mereka beberapa kali, Anda akan terbiasa dengan angka-angka dengan cepat. TL494 dan 78L05 adalah pengontrol mode sakelar dan regulator tegangan daya rendah. Anda membaca lembar data untuk itu, dan mereka memberi tahu Anda apa yang bagian lakukan, dan apa fungsi pin.

Contoh yang Anda pilih untuk digital versus analog agak ekstrem. Jika Anda telah memposting skematis MCU, dengan bus antara RAM dan ALU dan peripheral dan ... Anda mendapatkan ide umum, tidak ada input atau output yang jelas kecuali Anda tahu apa yang Anda cari. Kesamaan analog dalam kompleksitas untuk fungsi logika ABC Anda akan berada di suatu tempat antara TL494 dan 78L05. Setara dengan SMPS adalah MCU.

Biasakan angka-angka, gunakan google untuk lembar data, dekomposisi menjadi blok fungsional (seperti perangkat SPI), mulai dari yang sederhana, dan banyak dan banyak latihan. Sangat normal bagi kepala Anda untuk meledak ketika Anda masuk ke bidang baru.

Anda mungkin punya mempelajari opamps dan 555, tetapi apakah Anda membuat sesuatu dari mereka? Elektronik benar-benar adalah disiplin praktis. Jika Anda tidak ingin mendapatkan papan tempat memotong roti dan DMM, maka setidaknya mainkan dengan simulator rangkaian. Saya membaca manual pemrograman dan berpikir saya mengerti, tetapi tidak sampai saya mendapatkan sesuatu di luar 'Hello World' yang berhasil saya sadari saya tidak mengerti, dan lakukan sekarang.

Saya kira Anda sedang mencari semacam diagram alur, sesuatu yang dapat dievaluasi dengan beberapa algoritma, dari awal hingga selesai, seperti program komputer. Anda mengharapkan skema untuk menggambarkan apa yang dilakukan mesin. Tetapi insinyur kelistrikan melihat skema untuk melihat bagaimana mesin dibangun. Dia menggunakan pengalaman, konteks, dan sumber daya lainnya untuk melihat apa yang dilakukannya dan bagaimana cara kerjanya.

"Skema rangkaian" digital yang Anda berikan adalah satu langkah di luar skema rangkaian. Di mana catu daya? Jenis IC apa yang saya gunakan? Gerbang mana yang ada di IC itu? Berapa nomor pinnya? Bagaimana dengan kapasitor decoupling? Konektor? Perlindungan ESD?

Tidak ada yang mengatakan skema pada tingkat abstraksi yang serupa tidak dapat ada untuk sirkuit analog. Sebagai contoh, inilah radio yang didefinisikan perangkat lunak yang sangat mendasar:

^{mensimulasikan rangkaian ini - Skema dibuat menggunakan CircuitLab}

Ini satu lagi, Softrock Lite II :

Satu-satunya perbedaan adalah jumlah detail yang ada dalam skema. Satu menyaring sirkuit menjadi blok fungsional dengan input dan output yang jelas. Yang lain memberikan deskripsi lengkap dari masing-masing komponen fisik di sirkuit dan bagaimana mereka terhubung.

Anda bertanya bagaimana menafsirkan skema dalam hal input dan output. Jika jenis skematis yang menunjukkan blok fungsional, mudah.

Tetapi jika itu jenis yang menunjukkan sirkuit elektronik, itu umumnya tidak mungkin. Sirkuit elektronik adalah mesin, seperti jam tangan atau mesin jet atau rautan pensil. Skema ini seperti cetak biru: ini memberi tahu Anda bagaimana membangun mesin, bukan apa yang dilakukannya. Skema bukan flowchart. Komponen elektronik tidak berjalan satu per satu seperti instruksi dalam program komputer. Mereka berlari sekaligus. Garis pada skema tidak selalu terhubung ke input di satu sisi dan output di sisi lain. Itu tidak menunjukkan aliran informasi. Sebaliknya, itu hanya menunjukkan dua bagian "menyentuh", secara elektrik.