วิธีการตีความแผนผังในแง่ของอินพุต / เอาท์พุต [ปิด]

ฉันเป็นโปรแกรมเมอร์ที่ศึกษาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เพื่องานอดิเรก (แต่สำหรับคนที่จริงจังไม่ใช่เพื่อความสนุกสนาน) ฉันคิดว่าตัวเองมีความรู้พอสมควรเกี่ยวกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ดิจิทัล ตัวอย่างเช่นฉันได้อธิบายตัวประมวลผล GPU แบบง่ายการ์ดเครือข่ายตัวควบคุม RAM ฯลฯ ใน VHDL แล้วไปยัง FPGA เกี่ยวกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ดิจิทัลนี่เป็นความรู้ที่ฉันมี

ตอนนี้ฉันต้องการพัฒนาความรู้ของฉันในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อะนาล็อก จนถึงตอนนี้ฉันได้ศึกษา: ทรานซิสเตอร์, แอมป์ bjt, แอมป์, วงจร RLC, ตัวกรองแบบพาสซีฟและแอคทีฟ, ฟอนต์เชิงเส้นอย่างง่ายและไอซีคลาสสิคบางตัวเช่น 555

แต่สิ่งที่ฉันยังขาดอยู่คือความสามารถในการอ่านและทำความเข้าใจกับวงจร anolog ในแง่ต่อไปนี้: เมื่อฉันเห็นวงจรดิจิตอลมันเป็นเรื่องง่ายที่จะระบุว่ามีอินพุตและเอาท์พุตข้อมูลไหลผ่านวงจรอย่างไร แต่ละขั้นตอนแปลงสัญญาณอินพุต ตัวอย่างเช่นภาพต่อไปนี้เป็นเรื่องง่ายที่จะให้เหตุผลในแง่ของอินพุตและเอาต์พุต

แต่เมื่ออ่านวงจรวงจรอะนาล็อกฉันยังไม่สามารถแบ่งวงจรเป็นบล็อก / ชิ้นส่วนได้ด้วยตัวเองแม้จะศึกษาอย่างรอบคอบ ตัวอย่างเช่นแผนผังต่อไปนี้ (SPMS):

เนื่องจากมีอนุกรมและตัวเชื่อมต่อแบบขนานมากมายและเนื่องจากกระแสสามารถไหลได้ทั้งสองทางในบางส่วนของวงจรมันเป็นเรื่องยากสำหรับผมที่จะให้เหตุผลในแง่ของอินพุตและเอาต์พุต

นี่คือคำถามของฉัน: มีวิธีในการอ่านและตีความวงจรแอนะล็อกในแง่ของอินพุต / เอาท์พุตในแบบเดียวกับที่เป็นไปได้สำหรับวงจรดิจิตอล (ตรรกะประตูเป็นต้น)? หรือสำหรับวงจรแอนะล็อกมีวิธีการให้เหตุผลเกี่ยวกับวงจรอื่นหรือไม่ กล่าวอีกนัยหนึ่ง: มีวิธีที่เป็นระบบวิธีอัลกอริทึมในการอ่านและตีความแผนงานอะนาล็อกหรือแต่ละวงจรต้องมีการวิเคราะห์แบบเฉพาะกิจหรือไม่? มีสิ่งที่เป็นนามธรรมหรือไม่ที่วิศวกรไฟฟ้าใช้?

สิ่งที่ฉันได้ลองมาแล้ว: เพื่อให้เหตุผลเกี่ยวกับวงจรโดยใช้สัญญาณที่เป็นนามธรรม; พยายามแยกวงจรในรูปของบัฟเฟอร์ (เพราะอิมพีแดนซ์อินพุต / เอาท์พุต) แต่สิ่งนี้ยังทำงานได้ไม่ดีนักเนื่องจาก: มีเพียงบางวงจรเท่านั้นที่มีบัฟเฟอร์หรือทำงานกับสัญญาณ ฉันได้ลองแยกวงจรโดยดูที่ IC ก่อนจากนั้นจึงแยกส่วนประกอบรอบ ๆ จากนั้นฉันก็ไปที่แผ่นข้อมูลของ IC และอ่านคำแนะนำที่นั่น แต่มันก็ไม่ได้ผลสำหรับทุกกรณีเพราะไม่ใช่ทุกวงจรมีไอซี

เป้าหมายของฉันคือ: รับแผนผังลองระบุบล็อกการทำงาน: ตัวกรองแอมป์และอื่น ๆ ; เพื่อให้สามารถออกแบบ (สำหรับฉันนี่คือเป้าหมายที่สำคัญที่สุด) แผนงานของความซับซ้อนเช่น SPMS ข้างต้น ดังนั้นสำหรับทั้งสองกรณีฉันต้องเข้าใจว่าสเตจเชื่อมต่อกับสเตจอื่นได้อย่างไร

ฉันขอให้อภัยถ้าคำถามของฉันคลุมเครือ อย่างที่ฉันบอกว่าฉันเป็นโปรแกรมเมอร์ไม่ใช่วิศวกรไฟฟ้าและฉันยังขาดคำหลักและแนวคิด หากเป็นไปได้โปรดช่วยฉันปรับปรุงคำถามของฉัน

มันคือทั้งหมดที่เกี่ยวกับการระบุรูปแบบและคุณจะได้รับโดยการดูแผนงานที่ง่ายกว่าและสร้างขึ้นจากที่นั่น โดยทั่วไปผู้คนจะเลือกรูปแบบการออกแบบจากตัวเลือกที่มีข้อ จำกัด และเมื่อคุณจำได้ไม่กี่คุณก็สามารถเริ่มเข้าใจได้ว่าชิ้นส่วนใดของการออกแบบ หลังจากนั้นคุณสามารถ "เพิกเฉย" สิ่งเหล่านั้นและตั้งสมาธิในการทำความเข้าใจบิตที่คุณไม่รู้

ฉันมักจะพบกับความท้าทายคือเลย์เอาต์ที่แท้จริงของแผนผัง ตัวอย่างเช่นในแผนผัง SMPS ของคุณมันถูกสร้างขึ้นอย่างชัดเจนเพื่อให้พอดีกับพื้นที่สี่เหลี่ยมดังนั้นรูปแบบบางอย่างไม่ได้อยู่ในการจัดเรียงตำราเรียน ฝึกฝนฝึกฝนฝึกฝนและถามที่นี่เมื่อคุณต้องการความช่วยเหลือ :)

บริบทของแผนผังจะให้เส้นทางเริ่มต้นเข้าสู่วงจร

ตัวอย่างเช่นคุณได้แสดง SMPS ตามคำจำกัดความนี้จะใช้กำลังไฟเข้าและส่งออก DC ควบคุม ตอนนี้คุณต้องสแกนแผนผังจนกว่าคุณจะพบคำว่า 'INPUT FILTER' ที่ด้านบนซ้ายและ 'DC OUTPUT ที่มุมขวาบน

ภายในวงจรนั้นจะมีบล็อกจำนวนมากที่มีอินพุตและเอาต์พุตแยกกันและถูกรวมเข้าด้วยกันเพื่อทำหน้าที่โดยรวม ที่นี่การระบุชิ้นส่วนคือเพื่อนของคุณและหลังจาก googling พวกเขาสองสามครั้งคุณจะคุ้นเคยกับตัวเลขอย่างรวดเร็ว TL494 และ 78L05 เป็นคอนโทรลเลอร์โหมดสวิตช์และเครื่องปรับแรงดันไฟฟ้าพลังงานต่ำตามลำดับ คุณอ่านแผ่นข้อมูลสำหรับสิ่งเหล่านั้นและพวกเขาบอกคุณว่าชิ้นส่วนทำอะไรและฟังก์ชั่นพินคืออะไร

ตัวอย่างที่คุณเลือกสำหรับระบบดิจิตอลและอะนาล็อกค่อนข้างสุดขั้ว หากคุณโพสต์แผนผังของ MCU โดยมีบัสระหว่าง RAM และ ALU และอุปกรณ์ต่อพ่วงและ ... คุณจะได้รับแนวคิดทั่วไปไม่มีอินพุตหรือเอาต์พุตที่ชัดเจนเว้นแต่คุณจะรู้ว่าคุณกำลังมองหาอะไร อะนาล็อกที่เทียบเท่าในความซับซ้อนสำหรับฟังก์ชันลอจิก ABC ของคุณจะอยู่ระหว่าง TL494 และ 78L05 SMPS ที่เทียบเท่ากันนั้นคือ MCU

ทำความคุ้นเคยกับตัวเลขใช้ google สำหรับเอกสารข้อมูลย่อยสลายเป็นบล็อกที่ใช้งานได้ (เช่นอุปกรณ์ต่อพ่วง SPI) เริ่มต้นง่าย ๆ และฝึกฝนมากมาย เป็นเรื่องปกติที่หัวของคุณจะระเบิดเมื่อคุณเข้าสู่สนามใหม่

คุณอาจศึกษา opamps และ 555s แต่คุณได้สร้างอะไรจากพวกเขา? อิเล็กทรอนิคส์เป็นวินัยในทางปฏิบัติ หากคุณไม่ต้องการรับ breadboard และ DMM อย่างน้อยก็เล่นกับเครื่องจำลองวงจร ฉันอ่านคู่มือการเขียนโปรแกรมและคิดว่าฉันเข้าใจ แต่มันไม่ได้จนกว่าฉันจะมีอะไรที่ดีกว่าการทำงานของ 'Hello World' ที่ฉันรู้ว่าฉันไม่เข้าใจและทำตอนนี้

ฉันเดาว่าคุณกำลังมองหาผังงานบางอย่างสิ่งที่สามารถประเมินได้โดยอัลกอริธึมตั้งแต่ต้นจนจบเหมือนโปรแกรมคอมพิวเตอร์ คุณคาดหวังว่าวงจรจะอธิบายสิ่งที่เครื่องทำ แต่วิศวกรไฟฟ้ามองที่แผนผังเพื่อดูว่าเครื่องถูกสร้างขึ้นอย่างไร เขาใช้ประสบการณ์บริบทและแหล่งข้อมูลอื่น ๆ เพื่อดูว่ามันทำอะไรและทำงานอย่างไร

"วงจรไฟฟ้า" แบบดิจิตอลที่คุณให้ไว้เป็นหนึ่งก้าวเกินกว่าวงจรไฟฟ้าวงจร แหล่งจ่ายไฟอยู่ที่ไหน ฉันใช้ IC ประเภทใด ประตูใดอยู่ในไอซีใด หมายเลขพินคืออะไร? สิ่งที่เกี่ยวกับตัวเก็บประจุแยก เชื่อมต่อ? ป้องกัน ESD?

ไม่มีสิ่งใดบอกว่าวงจรที่ระดับนามธรรมที่คล้ายกันไม่สามารถมีอยู่สำหรับวงจรอะนาล็อก ตัวอย่างเช่นต่อไปนี้เป็นวิทยุที่กำหนดซอฟต์แวร์พื้นฐาน:

^{จำลองวงจรนี้ - แผนผังที่สร้างโดยใช้CircuitLab}

นี่คืออีกหนึ่งSoftrock Lite II :

ความแตกต่างเพียงอย่างเดียวคือจำนวนรายละเอียดที่มีอยู่ในแผนผัง หนึ่งกลั่นวงจรเป็นบล็อกทำงานด้วยอินพุตและเอาต์พุตที่ชัดเจน ส่วนอื่นให้คำอธิบายที่สมบูรณ์ของส่วนประกอบทางกายภาพแต่ละตัวในวงจรและวิธีการเชื่อมต่อ

คุณถามว่าจะตีความแผนงานในแง่ของอินพุตและเอาต์พุตอย่างไร ถ้ามันเป็นแผนผังที่แสดงบล็อคการทำงานมันเป็นเรื่องง่าย

แต่ถ้าเป็นชนิดที่แสดงวงจรอิเล็กทรอนิกส์มันเป็นไปไม่ได้โดยทั่วไป วงจรอิเล็กทรอนิกส์เป็นเครื่องเช่นนาฬิกาหรือเครื่องยนต์เจ็ทหรือกบเหลาดินสอ แผนผังเป็นเหมือนพิมพ์เขียว: มันบอกวิธีสร้างเครื่องไม่ใช่สิ่งที่ทำ แผนผังไม่ใช่แผนผังลำดับงาน ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ไม่ทำงานทีละอย่างเช่นคำแนะนำในโปรแกรมคอมพิวเตอร์ พวกเขาทำงานทั้งหมดในครั้งเดียว เส้นบนแผนผังไม่จำเป็นต้องเชื่อมต่อกับอินพุตที่ปลายด้านหนึ่งและเอาต์พุตที่ปลายอีกด้านหนึ่ง ไม่ได้บ่งบอกถึงการไหลของข้อมูล แต่มันบ่งบอกเพียงสองส่วนคือ "การสัมผัส" การพูดด้วยไฟฟ้า