Elektronická zařízení, která tvoří základ elektroniky, lze klasifikovat dvěma způsoby:
Podle principu práce;
Podle funkčního účelu.
Z principu práce elektronická zařízení lze rozdělit do čtyř tříd:
1. Elektronická zařízení - tok elektronů se mezi elektrodami pohybuje ve vysokém vakuu, tzn. v prostředí tak zředěného plynu, že pohybující se elektrony nezažívají srážky s částicemi plynu.
2. Zařízení na vypouštění plynu - k pohybu elektronů v mezielektrodovém prostoru dochází za podmínek jejich srážky s částicemi plynu (s molekulami a atomy), což za určitých podmínek vede k ionizaci plynu, která prudce mění vlastnosti zařízení. Taková zařízení se nazývají iontový.
3. Elektrochemická zařízení - princip fungování je založen na jevech spojených se vznikem elektrický proud v kapalných tělesech s iontovou vodivostí. Taková zařízení fungují na základě jevů studovaných elektrochemií a elektronikou - chemotronika.
4. Polovodičová zařízení - princip činnosti je založen na elektronických jevech v látkách s krystalickou strukturou, která se vyznačuje pravidelným a uspořádaným uspořádáním atomů v prostoru. Spojené atomy jsou uspořádány přesně definovaným způsobem, který tvoří krystalová mřížka pevný.
Podle funkčního účelu elektronická zařízení lze rozdělit do tří skupin:
1. Elektrická konverze Jsou zařízení, ve kterých Elektrická energie jeden druh (např. stejnosměrný proud) se přeměňuje na elektrickou energii jiného typu (např. střídavý proud různých tvarů). Patří sem usměrňovací, zesilovací, spínací, stabilizační zařízení atd.
2. Elektrické osvětlení Jsou zařízení, ve kterých se elektrická energie přeměňuje na energii optickou. Patří sem elektronické světelné indikátory, CRT, indikátory značek, lasery, vč. světelné diody atd.
3. Fotovoltaické - jedná se o zařízení, ve kterých se přeměňuje energie světelného záření na elektrickou energii. Jedná se o fotobuňky, fotodiody, fototranzistory, videokamery atd.
Společné pro všechna elektronická zařízení je to, že provádějí transformaci energií různých typů, tedy zařízení, která mají významné rozdíly v principu akce, se používají ke stejnému funkčnímu účelu, tzn. ke stejnému účelu a mají podobné vlastnosti.
Elektronika.
Přednáškový kurz.
Úvod.
Tempo vývoje v mnoha oblastech vědy a techniky je do značné míry spojeno s rozvojem elektroniky. V současnosti je nemožné najít nějaké odvětví, které by nepoužívalo elektronická zařízení resp elektronická zařízení automatizační, výpočetní nebo měřicí technika.
V každém z mnoha průmyslových odvětví moderní technologie elektronika dává impuls kvalitativně nové fázi vývoje, vytváří skutečnou technickou revoluci.
Elektronika jako věda(je obvyklé volat fyzické elektroniky) se zabývá studiem elektronických jevů a procesů spojených se změnami koncentrace a pohybu nabitých částic v různých prostředích (ve vakuu, plynech, kapalinách, pevných látkách) pod vlivem různých podmínek (teplota, tlak, elektrické a magnetické pole, záření různého druhu včetně světla).
Elektronická výzva jako odvětví technologie ( technická elektronika) - vývoj, výroba a provoz elektronických zařízení, zařízení a systémů pro různé účely.
Efektivita elektronické technologie je dána vysokou rychlostí, přesností a citlivostí jejích základních prvků, z nichž nejdůležitější jsou elektronická zařízení.
Pomocí elektronických zařízení je možné přeměnit neelektrické formy energie na elektrickou a naopak.
Role elektroniky je mimořádně důležitá při vytváření výpočetní techniky, včetně vysoce účinné elektroniky počítacích strojů(Počítač) a osobní počítače(PC).
Klasifikace elektronických zařízení.
Elektronická zařízení, která tvoří základ elektroniky, lze klasifikovat dvěma způsoby:
Podle principu práce;
Podle funkčního účelu.
Z principu práce elektronická zařízení lze rozdělit do čtyř tříd:
1. Elektronická zařízení - tok elektronů se mezi elektrodami pohybuje ve vysokém vakuu, tzn. v prostředí tak zředěného plynu, že pohybující se elektrony nezažívají srážky s částicemi plynu.
2. Zařízení na vypouštění plynu - k pohybu elektronů v mezielektrodovém prostoru dochází za podmínek jejich srážky s částicemi plynu (s molekulami a atomy), což za určitých podmínek vede k ionizaci plynu, která prudce mění vlastnosti zařízení. Taková zařízení se nazývají iontový.
3. Elektrochemická zařízení - princip činnosti je založen na jevech spojených se vznikem elektrického proudu v kapalných tělesech s iontovou vodivostí. Taková zařízení fungují na základě jevů studovaných elektrochemií a elektronikou - chemotronika.
4. Polovodičová zařízení - princip činnosti je založen na elektronických jevech v látkách s krystalickou strukturou, která se vyznačuje pravidelným a uspořádaným uspořádáním atomů v prostoru. Spojené atomy jsou uspořádány přesně definovaným způsobem, který tvoří krystalová mřížka pevný.
Podle funkčního účelu elektronická zařízení lze rozdělit do tří skupin:
1. Elektrická konverze - jedná se o zařízení, ve kterých se elektrická energie jednoho druhu (například stejnosměrný proud) přeměňuje na elektrickou energii jiného druhu (například střídavý proud různých tvarů). Patří sem usměrňovací, zesilovací, spínací, stabilizační zařízení atd.
2. Elektrické osvětlení Jsou zařízení, ve kterých se elektrická energie přeměňuje na energii optickou. Patří sem elektronické světelné indikátory, CRT, indikátory značek, lasery, vč. světelné diody atd.
VŠEOBECNÉ INFORMACE O ELEKTRONICKÝCH ZAŘÍZENÍCH
Klasifikace
Elektronické zařízení(EP) se nazývá zařízení, ve kterém je v důsledku interakce volných nebo vázaných nosičů náboje s elektrickým, magnetickým a střídavým elektromagnetickým polem zajištěna transformace informačního signálu nebo transformace druhu energie.
Za hlavní rysy klasifikace různých podle principu činnosti, účelu, výrobní technologie, vlastností a parametrů lze považovat: typ konverze signálu; druh pracovního média a typ nosičů náboje; struktura (zařízení) a počet elektrod; způsob ovládání.
Podle typu převodu signálu lze všechny EF rozdělit do dvou velkých skupin. Do první skupiny patří EP, které využívají přeměnu jednoho druhu energie na jiný. Do této skupiny patří elektrická světelná elektronická zařízení (přeměna typu elektrického signálu na světelný), fotoelektronická zařízení (světelný signál na elektrický), elektromechanická (elektrický signál na mechanický), mechanoelektrická elektronická zařízení (mechanický signál na elektrický), optočleny (elektrický signál na elektrický). světlo a pak znovu do elektřiny) atd.
Do druhé skupiny patří obvykle elektrická převodní zařízení, u kterých se mění parametry elektrického signálu (například amplituda, fáze, frekvence atd.).
Podle druhu pracovního média a typu nosičů náboje se rozlišují tyto třídy elektronických zařízení: vakuum (vakuum, elektrony), plynové výboje (zředěný plyn, elektrony a ionty), polovodiče (polovodič, elektrony a díry), chemotronika (kapalina, ionty a elektrony).
Elektrody elektronického zařízení jsou prvky jeho konstrukce, které slouží k vytvoření pracovního prostoru zařízení a jeho propojení s vnějšími obvody. Počet elektrod a jejich potenciály určují fyzikální procesy v zařízení. To je nejvíce patrné v elektronické elektronky: dvouelektrodové (diody), tříelektrodové (triody), čtyřelektrodové (tetrody) a pětielektrodové (pentody).
Režimy, vlastnosti a parametry elektronických zařízení
Soubor podmínek, které určují stav nebo činnost elektronického zařízení, se obvykle nazývá režim elektronického zařízení, a jakoukoli hodnotu, která charakterizuje tento režim (například proud nebo napětí), - parametry režimu. Mluví se o zesílení, pulzu, frekvenci, hluku, teplotních a mechanických vlastnostech, spolehlivosti atd. Kvantitativní informace o těchto vlastnostech se nazývá parametry zařízení... Patří mezi ně například proudové přenosové poměry, charakteristické frekvence, šumové číslo, poruchovost, odolnost proti otřesům atd.
Nejprve se zastavme u konceptů statických a dynamických režimů zařízení. Statický se nazývá režim, kdy zařízení pracuje při konstantním („statickém“) napětí na elektrodách. V tomto režimu se proudy v elektrodových obvodech v čase nemění a rozložení nábojů a proudů v zařízení je také v čase konstantní. Jinými slovy, ve statickém režimu se všechny parametry režimu v průběhu času nemění. Pokud se však alespoň jeden z parametrů režimu, například napětí na některé elektrodě, v průběhu času změní, je režim tzv. dynamický.
V dynamickém režimu je chování zařízení výrazně závislé na rychlosti nebo frekvenci změny dopadu (například napětí).
U většiny zařízení se tato závislost vysvětluje setrvačností fyzikálních procesů v zařízení, například konečnou dobou průletu nosičů náboje pracovním prostorem nebo konečnou životností nosičů. Konečný čas letu vede k tomu, že okamžitá hodnota elektrodového proudu, ke kterému se nosiče pohybují, bude ve zvoleném časovém okamžiku určena nejen napětím na elektrodě v tomto okamžiku, ale samozřejmě pravěkem, tzn o všechny hodnoty napětí od okamžiku začátku pohybu v zařízení až do příchodu nosiče náboje k uvažované elektrodě. Proto by se vztah mezi hodnotami okamžitého proudu a napětí v dynamickém režimu měl lišit od vztahu mezi hodnotami konstantního proudu a napětí ve statickém režimu. Pokud je však doba letu výrazně menší než perioda změny střídavého napětí, pak bude tento rozdíl ve vztahu nevýznamný, tzn. vztah okamžitých hodnot bude prakticky stejný jako konstantní hodnoty ve statickém režimu. Tento druh dynamického režimu se nazývá kvazistatický režim("Quasi" znamená "jakoby" nebo "jakoby").
Tady chodíte ke konvici pro radost s myšlenkou bouchnout volantem hrnek čaje na počest nově sestaveného zařízení, ale najednou přestalo fungovat. V čem zjevné důvody ne: kondenzátory jsou nepoškozené, tranzistory jakoby nekouří, diody také. Zařízení ale nefunguje. Jak být? Můžete použít tento jednoduchý algoritmus pro odstraňování problémů:
Montáž "šňupů"
"Snot" jsou malé kapičky pájky, které vytvářejí zkrat mezi dvěma různými stopami na PCB. Při domácí montáži vedou takové nepříjemné kapky pájky k tomu, že se zařízení buď jednoduše nespustí, nebo nefunguje správně, nebo co je nejhorší, drahé díly po zapnutí okamžitě vyhoří.
Abyste předešli takovým nepříjemným následkům, před zapnutím sestaveného zařízení byste měli pečlivě zkontrolovat desku s plošnými spoji, zda mezi drahami nejsou zkraty.
Zařízení pro diagnostiku zařízení
Minimální sada přístrojů pro zřizování a opravy radioamatérských konstrukcí se skládá z multimetru a. V některých případech si vystačíte pouze s multimetrem. Ale pro pohodlnější ladění zařízení je stále žádoucí mít osciloskop.
Pro jednoduchá zařízení na oči taková sada stačí. Co se týče např. odladění různých zesilovačů, tak pro ně správné nastavení je také žádoucí mít generátor signálu.
Správná výživa je klíčem k úspěchu
Než uděláte jakékoli závěry a výkon součástí zahrnutých do vašeho radioamatérského návrhu, měli byste zkontrolovat, zda je dodáváno správné napájení. Někdy se ukáže, že problémem byla nesprávná strava. Pokud začnete kontrolovat zařízení s jeho napájením, můžete ušetřit spoustu času na ladění, pokud v něm byl důvod.
Test diod
Pokud jsou v obvodu diody, měly by být pečlivě zkontrolovány jedna po druhé. Pokud jsou navenek neporušené, pak by měl být jeden výstup diody odstraněn a zkontrolován multimetrem zahrnutým v režimu měření odporu. V tomto případě, pokud se polarita svorek multimetru shoduje s polaritou svorek diody (+ svorka k anodě a svorka - ke katodě), pak multimetr ukáže přibližně 500-600 Ohm a v obrácené zapojení (- svorka k anodě a + svorka ke katodě) neukáže vůbec nic, jako by tam byl útes. Pokud multimetr ukazuje něco jiného, pak je s největší pravděpodobností dioda nefunkční a nepoužitelná.
Kontrola kondenzátorů a rezistorů
Spálené rezistory jsou vidět okamžitě – zčernají. Proto je docela snadné najít spálený rezistor. Co se týče kondenzátorů, jejich ověření je obtížnější. Nejprve je, stejně jako u rezistorů, musíte zkontrolovat. Pokud zvenčí nevzbuzují podezření, měly by být připájeny a zkontrolovány pomocí LRC metru. Elektrolytické kondenzátory obvykle selhávají. Při vyhoření však nabobtnají. Dalším důvodem jejich selhání je čas. Proto se ve starých zařízeních často vyměňují všechny elektrolytické kondenzátory.
Kontrola tranzistorů
Tranzistory se testují stejným způsobem jako diody. Nejprve se provede externí vyšetření a pokud nevzbudí podezření, pak se tranzistor zkontroluje pomocí multimetru. Pouze svorky multimetru jsou střídavě zapojeny mezi báze-kolektor, báze-emitor a kolektor-emitor. Mimochodem, tranzistory mají zajímavou poruchu. Při kontrole je tranzistor normální, ale když je součástí obvodu a je do něj dodáváno napájení, obvod po chvíli přestane fungovat. Ukáže se, že se tranzistor zahřál a v horkém stavu se chová jako rozbitý. Tento tranzistor by měl být vyměněn.
Vlastnosti opravy elektronických zařízení
Charakteristickým rysem elektronických zařízení v automobilech je, že všechna jsou určena k ovládání a spínání významných výkonů. Proto obsahují vysokovýkonové polovodičové prvky namontované na chladičích a nízkovýkonové vyrobené tištěnou metodou. Tyto vlastnosti vyžadují při opravě dodržování určitých pravidel.
Pravidla pro instalaci a upevnění polovodičových zařízení. Upevnění polovodičových součástek nesmí ohrozit těsnost pouzdra přístroje. Se skleněnými olověnými izolátory je třeba zacházet zvlášť opatrně. Musí být provedeno ohýbání vodičů. tak, aby se zabránilo jejich deformaci a vzniku trhlin v izolantech. Vývody jsou ohnuty ve vzdálenosti minimálně 10 mm od těla (pokud není uvedeno jinak).
Výkonné tranzistory a diody se upevňují pomocí všech bodů a upevňovacích prostředků stanovených v technických specifikacích (upevňovací šrouby, speciální příruby). Je zakázáno ohýbat tuhé vodiče výkonných polovodičových zařízení, protože to nevyhnutelně vede ke vzniku trhlin ve skleněných izolátorech.
Je nutné zajistit spolehlivý tepelný kontakt těla polovodičového zařízení s. chladič a také volné proudění okolního vzduchu, aby se zabránilo mechanickým rezonancím ve frekvenčním rozsahu stanoveném v technických specifikacích zařízení.
Způsoby připojení vývodů polovodičových součástek v obvodu. Většina polovodičových součástek je navržena pro použití pájených kolíků s obvodovými prvky.
Svorka se připájena zpravidla ve vzdálenosti 10 mm od pouzdra (pokud není v TU uvedeno jinak). Důležité je, aby při pájení docházelo ke stálému odvodu tepla mezi polovodičovým tělesem a pájecím bodem. Obvykle by teplota neměla překročit 260 ° C (například pájka POS-40). Je nutné, aby se páječka nepřehřívala, její teplota byla udržována na dané úrovni a byla řiditelná. Tělo páječky musí být uzemněno. Doba pájení by měla být omezena na minimum. Rovněž je nutné chránit tělo a izolátory vývodů polovodičových součástek před výpary a rozstřiky pájecího tavidla>,
Bylo zjištěno, že poškození polovodičových součástek je možné při výbojích způsobených elektrolizací izolovaných předmětů (včetně lidského těla). Při práci se zařízením je nutné chránit polovodičová zařízení před elektrickými výboji uzemněním izolovaných těles.
Báze tranzistoru musí být připojeny jako první a odpojeny jako poslední. Nepřivádějte napětí na tranzistor, jehož báze je vypnutá.
Spojení svorek polovodičových součástek metodou bodového elektrického svařování je povoleno pouze v případě, že je povoleno TÚ.
Řízení a výměna polovodičových součástek v obvodu. Zkušenosti ukazují, že k většině poškození polovodičových součástek dochází při jejich kontrole, seřizování a kontrole obvodů.
Konce vodičů měřicích přístrojů musí mít takové provedení, které vylučuje možnost náhodného zkratu v obvodech.
Při ladění neaplikujte signály mezi vývody tranzistorů a diod z generátorů s malým vnitřní odpor, protože v tomto případě mohou zařízeními protékat velké proudy, které překračují maximální přípustnou hodnotu.
Je nepřípustné kontrolovat obvody na polovodičových součástkách s nízkým výkonem pomocí ohmmetrů nebo jiných zařízení, která vytvářejí proudy v měřené hodnotě, protože to může poškodit přechody a diody, které jsou velmi citlivé na přetížení.
Tranzistory, diody a další polovodičová zařízení se při opravách vyměňují pouze při vypnutých zdrojích energie.
Je nutné zaznamenávat výsledky zdravotních kontrol a měření parametrů přístrojů vypnutých z okruhu.
Opravy desek plošných spojů. Potištěné elektroinstalační desky jsou vyrobeny z tabulové fólie getinax nebo textolitu chemickým leptáním. Ze strany plošného spoje je deska po celé ploše kromě míst určených pro pájení obvodu překryta tepelně izolační maskou. Na povrchu desek plošných spojů by neměly být žádné stopy chemikálií a jiných nečistot, nenaleptané měděné plochy v mezerách, třísky a promáčkliny, stejně jako delaminace stěrového materiálu v místech mechanického zpracování. Tištěné vodiče na deskách by měly být čisté, s hladkými hranami, bez zlomů, delaminace a leptaných ploch. Nerovnosti podél okrajů tištěných vodičů jsou povoleny pouze v těch místech, kde nezmenšují přípustnou vzdálenost mezi dvěma sousedními vodiči.
Výše uvedené požadavky na desky plošných spojů určují podmínky, které musí být splněny při opravách obvodů a výměně prvků.
Pro ty, kteří nejsou obeznámeni s tištěnými vodiči, se doporučuje vadná součást. tištěný spoj vykousnout tak, aby v desce zůstaly vodiče dlouhé 10-15 mm, na které by měl být připájen nový díl. Pro ty, kteří mají praktické dovednosti v práci s plošným spojem, lze doporučit jiný způsob. Nepodařenou část je třeba z desky vykousnout, zbytky připájet a odstranit z otvoru v desce ze strany potištěné vrstvy. Nový díl je třeba nainstalovat na místo starého a jeho konce okousat, ohnout a připájet.