Μπορείς π.χ. να πεις εγώ θέλω να φτιάξω έναν ενισχυτή.
Ας σου δώσω λίγο background πρώτα . Ενισχυτές χρησιμοποιείς παντού,απο το κινητό σου για να ακούσεις μουσική,αλλά και για να ενισχύσεις ραδιοκύματα που φτάνουν στο κινητό σου εκατομμύρια και δισεκατομμύρια φορές εξασθενημένα ώστε να επικοινωνήσεις με άλλους, μέχρι για να εντοπίσεις βαρυτικά κύματα . Είναι τόσο θεμελιώδες εργαλείο επεξεργασίας σήματος που αδυνατώ να το τονίσω αρκετά .
Προκύπτουν ερωτήματα...
Πόση ενίσχυση θες ;
Πρόκειται για ενισχυτή ισχύος ή πλάτους ;
Τι ανάγκες για τροφοδοσία έχεις ;
Πόσο καθαρό χρειάζεσαι να είναι το σήμα απο θόρυβο;
Σε τι συχνότητες θες αυτή την ενίσχυση ;
Πόσο ακριβός θες να είναι ;
Μπορείς να έχεις πρόσβαση σε ταιριασμένα εξαρτήματα;(δεν βγαίνουν όλα τα ίδια πάντα,και εαν δεν συμφωνούν τα χαρακτηριστικά τους,μεγάλο πρόβλημα)
Χρειάζεσαι ολοκληρωμένο κύκλωμαα(chip) ή θες να το χτίσεις απο διακριτά εξαρτήματα(έχει να κάνει με την αξιοπιστία) ;
Τι σήμα θες να ενισχύσεις ; DC ή AC ή και τα δυο ;
Σε τι περιβάλλον θα λειτουργεί αυτή η διάταξη; Θα έχει κρύο,ζέστη ,ακτινοβολίες ;
Πόσο κρίσιμο μέρος του συστήματος είναι και πόσο αξιόπιστο πρέπει να έιναι επομένως ;
Αυτά τα ερωτήματα για να τα κάνεις, ήδη απαιτείται να έχεις καταλάβει κάποια βασικά της θεωρίας των αναλογικών ηλεκτρονικών και τον σκοπών τους. Παρακάτω βλέπεις ένα παράδειγμα ενισχυτή :
Κάθε συνδεσμολογία έχει συγκεκριμένο λόγο που έχει γίνει καθώς και η ύπαρξη κάθε εξαρτήματος .
Π.χ. το κυκλάκι με τα δυο ποδαράκια που βλέπεις και επαναλαμβάνεται,είναι ένα ηλεκτρονικό εξάρτημα(τρανζίστορ) συγκεκριμένου τύπου και προδιαγραφών .
Υπάρχει λόγος που το κάτω του άκρο συνδέεται με αυτό |(
που είναι πυκνωτής . Φιλτράρει τα σήματα εισόδου(διεγέρσεις) ,που μπορεί π.χ. να είναι ένας καρδιακός παλμός που μετράς,απο το να επηρεάσουν τις τάσεις πόλωσης . Γιατί ; Γιατί το τρανζίστορ είναι αυτό που λέμε ένα μη γραμμικό στοιχείο . Ανάλογα την πόλωση απο την τροφοδοσία(+V πάνω),δουλεύει σε διαφορετικές περιοχές . Άρα εαν δεν είσαι προσεκτικός,και δεν βάλεις τον πυκωντή διαρροής όπως τον λέμε,θα αφήσεις το σήμα εισόδου,να αλλάξει την τάση πόλωσης και να μεταβάλλει την κατάσταση του τρανζιστορ απο την περιοχη ενίσχυσης σε κάποια άλλη.Αποκοπή, ή κόρο, τις οποίες χρησιμοποιούμε στα ψηφιακά ηλεκτρονικά κυρίως οπως αυτά ενος υπολογιστή,αλλά όχι σε ενίσχυση.
Ίσως είναι unclear μέχρι αυτό το σημείο πως ακριβώς το καταφέρνεις αυτό με τον πυκνωτή . Αλλά αρκεί να σκεφτείς οτι το σήμα εισόδου(οτι και να είναι),μπορεί να αναλυθεί σε άπειρα ημιτονοειδή σήματα(AC σήματα τάσεων) τα οποία βλέπουν τον πυκνωτή ως βραχυκύκλωμα,οπότε η διαδρομή του,τους κλείνει το μάτι να περάσουν απο εκεί παρά απο την τροφοδοσία που βλέπουν την αντίσταση. Και ως γνωστόν το ρεύμα περνάει πάντα απο την διαδρομή ελάχιστης αντίστασης(μεγάλο ψέμα αυτό για δύο λόγους αλλά προς το παρών σκέψου το έτσι) . Αντίθετα τα ρεύματα τροφοδοσίας είναι DC,συνεχόμενο,και βλέπουν τον πυκνωτή ως ανοικτό κύκλωμα.Οπότε προτιμούν να περάσουν μέσα απο την αντίσταση που πλέον για αυτό το σήμα αποτελεί την διαδρομή ελάχιστης αντίστασης .
Στα παραπάνω σου εξήγησα τα βασικά των βασικών των βασικών
.
Η αναλογική σχεδίαση είναι ένα πεδίο που μπορεί να πάρει δεκαετίες να μάθεις,και κάποιος μπορεί να μην έχει καμία επαφή με το τι κάνει ένας μηχανικός υψηλών τάσεων ας πούμε. Είναι ολόκληρη επιστήμη απο μόνη της η κάθε περιοχή στους ημμυ. Πρέπει να έχεις πολύ εμπειρία,πολλές γνώσεις φυσικής ημιαγωγών,γιατί το κάθε στοιχείο έχει συγκεκριμένα χαρακτηριστικά που δεν ανέφερα(αντίσταση εισόδου,αντίσταση εξόδου,χωρητικότητα,διαγωγιμότητα κτλπ.) . Και ακόμα και εαν είναι καλο design το πως θα το υλοποιήσεις είναι πάλι άλλη φάση γιατί θα πρέπει να ξεφορτώνεσαι κατάλληλα την θερμότητα,να χρησιμοποιήσεις όσο το δυνατόν λιγότερο υλικό γίνεται ,να μεριμνάς για ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές(που αυξάνονται όσο όλα γύρω γίνονται ηλεκτρονικά) κτλπ .
Όλο αυτό μπορεί τώρα να είναι απλά ένα υποσύστημα,για να κάνεις την απλή και εντελώς αναγκαία λειτουργία της ενίσχυσης ενός σήματος, που παίρνεις απο κάποιον αισθητήρα. Οπότε ίσως χρειαστεί να φτιάξεις και ένα πρόγραμμα που θα επεξεργάζεται αυτές τις μετρήσεις με συγκεκριμένους αλγορίθμους, που βασίζονται σε pure μαθηματικά . Εκεί βαδίζεις σε άλλη περιοχή αλλά ειλικρινά δεν έχει νόημα να το αναπτύξω παραπάνω .Κατάλαβες το point μου,πρέπει να μάθεις και τα μαθηματικά,και την φυσική & τις συγκεκριμένες διατάξεις και τεχνικές για το πως θα τις αξιοποιήσεις στην πράξη. Απλά ήθελα να σου δώσω μια εικόνα για το πως κάτι τόσο φαινομενικά απλό και πλήρως αναγκαίο σε καθημερινό επίπεδο, όταν μπεις στην διαδικασία να το εφαρμόσεις, μπορεί να λάβει τερατώδεις διαστάσεις . Και αυτό είναι ένα σχετικά πάρα πολύ απλό design ενισχυτή.Υπάρχουν κυριολεκτικά τέρατα περιπλοκότητας.Και όσο πας σε υψηλές συχνότητες που έχεις κάποια τρομερά πλεονεκτήματα,αρκετά πραγματάκια(νόμος του Ohm,νόμοι του kirchhoff) πάνε περίπατο και λαμβάνουν χώρα πολύ πιο περίεργα φαινόμενα . Όλα αυτά πρόκειται για μια σπιθαμή,μιας σπιθαμής,μιας σπιθαμής ενός συστήματος που ίσως δουλεύεις . Στα αμάξια κιόλας μπορείς να έχεις όλα αυτά μαζί με τα μηχανολογικά και άλλα που χρειάζονται . Άρα μιλάμε για αυτόματο έλεγχο,προγραμματισμό μικροελεγκτών,συστήματα radar,gps,ραδιόφωνο,φώτα,οθόνες,ABS και ένα σωρό άλλα . Και αυτός είναι ο λόγος που τα ηλεκτρονικά μπορούν να κοστίζουν όσο την μισή τιμή ενός αυτοκινήτου... Χρειάζεσαι πολλούς μηχανικούς με πολύ μεγάλο experience για να τα αναπτύξεις .
