Comment interpréter un schéma en termes d'entrée / sortie [fermé]

Je suis un programmeur qui étudie l'électronique pour le loisir (mais sérieux, pas seulement pour le plaisir). Je me considère comme ayant une connaissance raisonnable de l'électronique numérique. Par exemple, j'ai déjà décrit des processeurs, des GPU simples, des cartes réseau, des contrôleurs RAM, etc. en VHDL, puis un FPGA. En ce qui concerne l'électronique numérique, c'est le genre de connaissances que j'ai jusqu'à présent.

Maintenant, je veux améliorer mes connaissances en électronique analogique. Jusqu'à présent, j'ai étudié: les transistors, les amplificateurs bjt, les amplis op, les circuits RLC, les filtres passifs et actifs, les polices linéaires simples et certains circuits intégrés classiques tels que 555 par exemple.

Mais ce qui me manque encore, c'est la capacité de lire et de comprendre un schéma de circuit anologique dans le sens suivant: quand je vois un schéma de circuit numérique, il est facile d'identifier où sont les entrées et les sorties, comment les données circulent dans le circuit et comment chaque étage transforme le signal d'entrée. Par exemple, l'image suivante est facile à raisonner en termes d'entrées et de sorties.

Mais lors de la lecture d'un schéma de circuits analogiques, je ne peux pas encore diviser le schéma en blocs / parties par moi-même même avec une étude attentive. Par exemple, le schéma suivant (un SPMS):

En raison de tant de connexions en série et en parallèle et parce que le courant peut circuler dans les deux sens dans certaines parties des circuits, il m'est difficile de raisonner en termes d'entrée et de sortie.

Voici donc ma question: existe-t-il un moyen de lire et d'interpréter les schémas de circuits analogiques en termes d'entrée / sortie de la même manière que pour les schémas numériques (portes logiques, par exemple)? Ou pour les circuits analogiques, il existe une autre façon de raisonner sur le circuit? En d'autres termes: existe-t-il une manière systématique, une manière algorithmique, de lire et d'interpréter des schémas analogiques ou chaque circuit nécessite une analyse ad hoc? Y a-t-il une abstraction que les ingénieurs électriciens utilisent?

Ce que j'ai essayé jusqu'à présent: raisonner sur un circuit utilisant l'abstraction de signaux; essayez de diviser un circuit en termes de tampons (en raison de l'impédance d'entrée / sortie) mais cela n'a pas bien fonctionné jusqu'à présent car: tous les circuits n'ont pas de tampons ou ne fonctionnent pas avec des signaux. J'ai également essayé de diviser un circuit en regardant d'abord les circuits intégrés puis les composants discrets qui l'entourent. Ensuite, j'irais sur la fiche technique de l'IC et y lirais des instructions. Mais cela n'a pas fonctionné dans tous les cas car tous les circuits n'ont pas de circuits intégrés.

Mes objectifs sont les suivants: à partir d'un schéma, essayer d'identifier les blocs fonctionnels: filtres, amplificateurs, etc. et; pour pouvoir concevoir (pour moi, c'est l'objectif le plus important) des schémas d'une complexité telle que le SPMS ci-dessus. Donc, dans les deux cas, j'ai besoin de comprendre comment une étape est connectée à une autre.

Je vous demande pardon si ma question est un peu vague. Comme je l'ai dit, je suis programmeur, pas ingénieur électricien et je manque encore de mots-clés et de concepts. Si possible, aidez-moi à améliorer ma question.

Tout est question d'identification de modèle, et vous obtenez cela en regardant des schémas plus simples, puis en construisant à partir de là. Généralement, les gens choisissent des modèles de conception à partir d'un ensemble d'options assez limité et donc une fois que vous en reconnaissez quelques-uns, vous pouvez commencer à avoir une idée de ce que font les parties de la conception. Après cela, vous pouvez «ignorer» ceux-ci et concentrer vos efforts sur la compréhension des éléments que vous ne connaissez pas.

Je trouve souvent qu'un défi est la disposition réelle du schéma. Par exemple, dans votre schéma SMPS, il est clairement conçu pour s'intégrer étroitement dans un espace rectangulaire, de sorte que certains motifs ne sont pas dans leur disposition de manuel. Pratiquez, pratiquez, pratiquez et demandez ici quand vous avez besoin d'aide :)

Le contexte du schéma vous donne l'itinéraire initial dans le circuit.

Par exemple, vous avez illustré un SMPS. Par définition, cela prend une entrée de puissance et fournit une sortie CC régulée. Vous devez maintenant scanner le schéma, jusqu'à ce que vous trouviez les mots «FILTRE D'ENTRÉE» en haut à gauche et «SORTIE CC en haut à droite.

Au sein de ce circuit, il y aura de nombreux blocs qui ont individuellement une entrée et une sortie, et sont reliés les uns aux autres pour exécuter la fonction globale. Ici, l'identification de la pièce est votre ami, et après quelques recherches sur Google, vous vous habituerez rapidement aux numéros. Le TL494 et le 78L05 sont respectivement un contrôleur à découpage et un régulateur de tension basse puissance. Vous lisez les fiches techniques de ceux-ci, et ils vous indiquent ce que font les pièces et quelles sont les fonctions des broches.

Les exemples que vous avez choisis pour le numérique contre l'analogique sont quelque peu extrêmes. Si vous aviez posté le schéma d'un MCU, avec des bus allant entre RAM et ALU et des périphériques et ... vous avez l'idée générale, aucune entrée ou sortie évidente à moins que vous ne sachiez ce que vous cherchez. L'équivalent analogique en complexité pour votre fonction logique ABC se situerait quelque part entre le TL494 et le 78L05. L'équivalent SMPS serait le MCU.

Habituez-vous aux chiffres, utilisez Google pour les fiches techniques, décomposez-vous en blocs fonctionnels (comme un périphérique SPI), lancez-vous simplement et beaucoup, beaucoup de pratique. Il est parfaitement normal que votre tête explose lorsque vous entrez dans un nouveau domaine.

Vous avez peut-être étudié les opamps et les 555, mais avez-vous construit quelque chose à partir d'eux? L'électronique est vraiment une discipline pratique. Si vous ne voulez pas obtenir une maquette et un multimètre numérique, alors jouez au moins avec un simulateur de circuit. J'ai lu des manuels de programmation et je pense comprendre, mais ce n'est que lorsque j'ai quelque chose de bien au-delà du fonctionnement de «Hello World» que je me rends compte que je ne comprenais pas et que je fais maintenant.

Je suppose que vous cherchez une sorte d'organigramme, quelque chose qui peut être évalué par un algorithme, du début à la fin, comme un programme informatique. Vous vous attendez à ce que le schéma décrive ce que fait la machine. Mais l'ingénieur électricien regarde un schéma pour voir comment la machine est construite. Il utilise l'expérience, le contexte et d'autres ressources pour voir ce qu'il fait et comment cela fonctionne.

Le «schéma de circuit» numérique que vous fournissez est une étape au-delà d'un schéma de circuit. Où est l'alimentation? Quel type de CI dois-je utiliser? Quelles portes sont dans quels circuits intégrés? Quels sont les numéros de broches? Qu'en est-il des condensateurs de découplage? Connecteurs? Protection ESD?

Rien ne dit que des schémas à un niveau d'abstraction similaire ne peuvent pas exister pour les circuits analogiques. Par exemple, voici une radio définie par logiciel très basique:

^{simuler ce circuit - Schéma créé à l'aide de CircuitLab}

En voici un autre, un Softrock Lite II :

La seule différence est la quantité de détails présents dans le schéma. On distille le circuit en blocs fonctionnels avec des entrées et des sorties claires. L'autre fournit une description complète de chaque composant physique du circuit et comment ils sont connectés.

Vous avez demandé comment interpréter les schémas en termes d'entrée et de sortie. Si c'est le genre de schéma qui montre les blocs fonctionnels, c'est facile.

Mais si c'est le genre qui montre un circuit électronique, ce n'est généralement pas possible. Un circuit électronique est une machine, comme une montre ou un turboréacteur ou un taille-crayon. Le schéma est comme un plan: il vous indique comment construire la machine, pas ce qu'elle fait. Le schéma n'est pas un organigramme. Les composants électroniques ne fonctionnent pas un à la fois comme des instructions dans un programme informatique. Ils courent tous en même temps. Une ligne sur un schéma n'est pas nécessairement connectée à une entrée à une extrémité et à une sortie à une autre extrémité. Cela n'indique pas un flux d'informations. Au contraire, cela indique simplement que deux parties se "touchent", électriquement parlant.