Компьютеры и цифровая техника заполонили всё неспроста. Сегодня даже самое простое аналоговое устройство вроде таймера разработчик предпочтёт сделать на микроконтроллере, вместо использования микросхемы 555.
На то есть причины.
Цифра очень хорошо масштабируема и повторяема. Тебе не нужно знать внутреннее устройство схемы или библиотеки. Ты используешь ее в качестве кирпичика, чтобы построить что‑то своё. Это работает и в архитектуре процессора, и в высокоуровневом коде.
Цифра линейна и предсказуема за счёт отсутствия непрерывных процессов. Она как точный механизм — если настроили, то он не собьётся. Компьютеры часто называют машинами, потому что они по сути и являются механизмами. Только электронными.
Конечно, в цифре тоже бывают ошибки, но зачастую они возникают на таких высоких частотах, где в цифру начинает вмешиваться аналог.
Аналог нелинеен. И именно это я покажу на простейших схемотехнических примерах далее.
Аналог не масштабируем. Это вытекает из нелинейности. Небольшое изменение существенных характеристик модуля часто требует радикального изменения схемы, компонентов и даже принципов работы.
Линейные аналоговые схемы линейны в только в некотором интервале параметров. Представьте, что складываете 1+1 на компьютере, а ответ будет -1, потому что на этом участке компьютер складывает числа нелинейно. Бред.
Каждая аналоговая схема требует настройки. Как и струна на гитаре со временем она может расстроиться. А ещё она может быть чувствительна к температурам, обладает гистерезисом и несёт в себе много других сюрпризов.
Сегодня я на простых примерах покажу, где в аналоге начинается и заканчивается линейность. Я очень хотел бы, чтобы мне кто‑нибудь это рассказал в универе, но пришлось до этого доходить самому.
Основы
Аналоговая электроника начинается с закона Ома и закона непрерывности потока. Возьмём самую простую схему: резистор R, зажатый между питанием V и землей.
Разность уровней между питанием и землей создаёт причину для электронов течь от V к земле. Сопротивление пытается замедлить скорость этого потока. В итоге получаем силу тока I = V/R. Это закон Ома.
И тут все линейно. Чем больше питание, тем больше ток. Чем больше сопротивление, тем меньше ток. Если заменим R на потенциометр, то получим линейное изменение тока.
На секунду может даже показаться, что природа к нам благосклонна. Никаких экспонент или полиномов тут нет.
Добавим последовательно ещё одно (токоограничевающее) сопротивление и я покажу закон сохранения потока.
Так как току некуда деться он протекает в одинаковом количестве через R1 и R2. Обозначим общий ток I
Такое соединение сопротивлений ничем не отличается от одного эквивалентного суммарного сопротивления. Этот факт Ом доказал экспериментально, а не это ваше «очевидно, понятно».
По закону Ома сила протекающего тока равна напряжению, делённому на сопротивление R1 + R2. Окей, ток мы нашли. В этой системе мы не знаем только значение напряжения Vx. Давайте найдём и его.
Запишем закон Ома для разности потенциалов между Vx и землей. Ток мы знаем, сопротивление мы знаем. Найдём Vx. Оно получается пропорционально напряжению питания V, пропорционально сопротивлению R2 и обратно пропорционально суммарному сопротивлению.
Думаю, вы знаете, что эта схема называется делитель напряжения. И она выдает на свой выход часть входного напряжения питания. Управлять этой схемой мы можем с помощью параметра R2, если заменим его на потенциометр.
Зависимость получилась нелинейной. Изменяя управляющее сопротивление, мы также меняем и суммарное сопротивление. Но такая нелинейность неплохая. Она плавно меняется от нуля до максимального напряжения питания.
Эту нелинейность можно легко побороть, используя один потенциометр и снимая показания с его срединной точки. Так суммарное сопротивление всегда постоянно, а управляющее может плавно меняться в его пределах.
Но на этом месте линейность в аналоговой электронике заканчивается.
Добавим нагрузку
Пока что спроектированный нами делитель напряжения существует сам по себе. Чтобы его использовать, нужно приложить его выход к какой‑нибудь схеме, чтобы он делал полезное дело.
Я хотел бы написать про зажигание абстрактной лампочки, но в комменты тут же набегут люди с ВАХами реальных светодиодов, а мне это не надо. Поэтому будем просто гонять ток через сопротивление нагрузки. Посмотрим, как этот небольшой сюрприз быстренько все нам поломает.
Для тока создаётся дополнительный путь от Vout к земляному проводу. Сумма токов I2 и I3 равняется току через R1.
Vout сейчас неизвестно, но мы хотим его найти. Для этого запишем три раза закон Ома: для разности потенциалов V-Vout через R1 найдём ток I1
Для разности Vout-0 через R2 и для разности Vout-0 через r найдём токи I2 и I3 соответственно
Через равенство токов получим уравнение, в котором неизвестно только Vout. Считай нашли решение. Но от его наличия не стало легче.
По моему скромному мнению, это самая важная формула аналоговой электроники. Глядя на нее, каждый должен решить для себя, хочет ли он продолжать заниматься аналогом или стоит выбрать что‑то другое.
Чтобы понять, как будет вести себя выход такого делителя, давайте измерять R2 в долях сопротивления нагрузки r, смотреть вид формулы и сравнивать ее с формулой делителя без нагрузки.
Соединяя два сопротивления параллельно, мы создаём для тока дополнительный путь между потенциалами. Эквивалентное сопротивление описывается нелинейной формулой.
От этого в схеме происходит перекос. Ручка управления, теперь это параметр альфа, больше не даёт линейно менять напряжение на выходе.
Хуже того, что с ростом сопротивления ручки, когда a >> 1 (много больше единицы) ток все сильнее начинает утекать в сторону нагрузки, и теперь r является нашим делителем, а вовсе не ручка. Мы полностью теряем контроль над схемой.
Какие есть способы исправить положение? Логично будет использовать нагрузку с относительно высоким сопротивлением, чтобы наша ручка никогда не выходила за допустимые границы сопротивления. Но в этом случае в нагрузку будет утекать мизерный ток.
Усилитель
В аналоговой электронике, все части схемы являются единым и неразрывным целым. Они оказывают друг на друга влияние, как нагрузка на делитель напряжения. Отделить части схемы друг от друга можно только большим (в идеале бесконечным) сопротивлением. Но слабый входной ток нужно потом как‑то усилить.
На этом этапе вам уже должно стать понятно, почему за изобретение транзистора дали Нобелевку. Транзистор отлично решает задачу умножения небольшого входного тока на заданный коэффициент. До этого использовали громоздкие лампы, которые бились и сильно грели, а транзистор был еще и компактным.
Транзисторные схемы тоже те еще штучки, лучше чем ничего, но массовый пользователь хочет еще более простое и линейное решение.
Именно поэтому появился операционный усилитель. Этакий линейный умножитель без побочных эффектов, которые есть у транзистора. Если посмотрите на любую профессиональную схему, то там почти всё будет обложено операционниками, чтобы надежно изолировать модули друг от друга.
Выводы
А ведь мы рассматривали только самые простые статичные схемы. Когда в аналоге нужно организовать какую‑то динамика (сгенерировать сигнал, например) вместе с ней приходят комплексные экспоненты, которые позволяют сигналам проникать в самые удаленные уголки схем, а также производные. Системы уравнений из линейных становятся линейными дифференциальными.
Это невероятно сложно для нашего понимания. А люди, которые все это изобретали? Герои! Вся аналоговая электроника результат перебора огромного числа гипотез множеством людей, часть из которых оказалась рабочей.
Если бы это было не так, то каждый усилитель не носил бы фамилию своего изобретателя. Просто нашелся бы какой‑нибудь Гаусс 20го века и придумал бы все возможные схемы транзисторных усилителей.
В общем, надеюсь было интересно. Всем спасибо за внимание!
Комментарии (222)
N-Cube
15.07.2024 17:52+9разработчик предпочтёт сделать на микроконтроллере, вместо использования микросхемы 555
Ерунда. Эти микросхемы массово выпускались и выпускаются, что подтверждает к ним стабильный интерес разработчиков и производителей. Кстати, микроконтроллеры в таком же формфакторе требуют какой-никакой обвязки, так что элементов на плате столько же выходит, только еще и программу надо написать и загрузить, так что нужно выводы для этого на плате предусматривать или прошивать контроллер до установки, это лишние усложнения, когда 555 хватает.
vadjuse Автор
15.07.2024 17:52+8А я знаю мужика, который разводит конечные автоматы через логические схемы.
Бывает всякое, но тенденция такая (к сожалению), что будет не просто мк вместо таймера, но будет целый одноплатный компьютер с операционкой вместо таймера (и с выходом в интернет).
voldemar_d
15.07.2024 17:52+6Raspberry Pi Pico для начала, с программой на Python внутри, например.
N-Cube
15.07.2024 17:52+2Я выше уже написал, что размеры несопоставимы, энергопотребление несопоставимо, не говоря уж о цене (минимум вдесятеро отличается). Брелок с таймером превращается в симпатичный кейс с ручками для переноски (с).
voldemar_d
15.07.2024 17:52Здесь ключевые слова "когда 555 хватает". Сколько микросхем 555 потребуется, чтобы собрать вот такой плеер, например?
luxin
15.07.2024 17:52Это бессмысленный спор. С таким же успехом можно спросить, а сколько же Ардуинок понадобиться, чтобы обработать радиосигнал?
voldemar_d
15.07.2024 17:52Естественно, бессмысленный. Разработчик предпочтёт делать на 555, когда это оправданно. Но это же верно и для МК.
vikarti
15.07.2024 17:52зато можно обновить логику - вдруг бизнес решит что надо ее поменять. ну и добавить обновление с центрального сервера и возможность реализовать таймер-as-service, всего за 0.99 копейки в год.
alcotel
15.07.2024 17:52+2Бизнес решит - значит, оплатит разработку. Под все хотелки бизнеса не получится подложить сена сразу.
Вдруг бизнес решит, что плееру нужно 2 Вт звука и более надёжный 6,3мм разъём для наушников?
Вдруг бизнес решит, что часы должны быть в 2 раз больше? Или меньше?
Вдруг бизнес решит, что нужно в доме не 12 этажей, а 20 и 3 этажа подземной парковки?
Вдруг бизнес решит, что в ноутбук нужно ещё встроить привод для 3,5" дискет? А лучше в смартфон. Бывает нужен.
2128507
15.07.2024 17:52внутри там будут нули и единицы, как завещал фон Нейман, а питон или не питон - это для удобства пользователя, который снаружи.
Hik
15.07.2024 17:52+11Нет никакой тенденции. Если Вы сталкиваетесь с такой ситуацией, это автоматически не делает положение дел таким как Вы описываете. Если один разработчик влепил МК вместо таймера, а другой бездумно повторил, это не значит, что так делают все и везде. Годный инженер решает тех. задачу исходя из ТЗ и имеющегося ресурса. А то, что Вы называете тенденцией по массовому использованию МК, raspberry pi и т.п. решений говорит лишь о том, что разработка "электроники" стала доступнее (порог вхождения ниже). Но это не = качественный продукт. Программисты вдруг стали -электронщиками. Прошивку на чем только уже не пишут. Проблема одна только - это плодит псевдо электронщиков. Какие-то компании это устраивает, но часто это мелкие конторы, с мелкими проектами и мелкими бюджетами и маленькой ответственностью. И поверьте мужик который делает конечные автоматы на логике более квалифицирован, чем почитатели "давайте воткнëм МК лампочкой помигать". К слову сказать, если бы на собесе я задал такой вопрос, то взял бы этого мужика. И не потому, что он древние технологии знает, а потому, что это показатель уровня инженера.
P. S. Я лишь наблюдаю нехорошую тенденцию на хабре по написанию некачественного контента в области схемотехники и электроники. Это начинает пугать.
P. S. S. Отвечаю на потенциально возникающий вопрос. Я не собираюсь писать статьи с качественным контентом. 1. Мне своих студентов и лекций хватает. 2. Мне жалко времени (даже на этот коммент жалко, но просто уже наболело) 3. Практические знания достаются кровью, потом и сгоревшими устройствами. И просто так делиться ими большее количество профессионалов не будет просто так. Как говорится попробуйте найти хоть одного бизнесмена который бесплатно научит Вас зарабатывать много денег. Надо либо личным падаваном при наставнике, либо заплатить очень много денег. тчк.
Zifix
15.07.2024 17:52+5Вы слышали про опенсорс? Вы слышали про конференции, где бесплатно делятся опытом и практическими знаниями?)
Hik
15.07.2024 17:52+3Слышал, видел, участвовал. Это капля в море. Опенсорс это далеко не серийные изделия и их процент мал по сравнению с остальным рынком. ЗП разработчику с опенсорс не платится. Это больше о хобби и если времени свободного много. Любой проект требует средств на реализацию. Формат конференций это формат лекций в котором освещаются узкие моменты бегло. Никто Вам не будет рассказывать про весь свой опыт в разработке в формате конференций. Другая цель у этих мероприятий.
N-Cube
15.07.2024 17:52+2Опен сорс проектов с 555 таймером куда как поболее, чем проектов именно таймеров на rpi pico.
Flammmable
15.07.2024 17:52+2Я лишь наблюдаю нехорошую тенденцию на хабре по написанию некачественного контента в области схемотехники и электроники. Это начинает пугать.
Когда на Хабре в профильном (!) хабе "Электроника для начинающих" первое место в списке авторов было за вот этим вот, вас ничего не пугало?
BeLord
15.07.2024 17:52+2Качественный контент не означает ноу-хау, а означает, к примеру, хорошую подачу информации, которая профи и так известна, изучив такой контент, новичок все равно будет далек от профи и конкуренции ему не составит.
Вот вам пример, можно написать толковую статью о том, как решить следующую задачу - дано две аналоговые камеры, с них идет поток информации нужно сделать базовые операции с видео, к примеру наложить одно видео на другое, сложить со сдвигом, сложить со сдвигом и вырезать кусок одного из видео. Сделать это все в аналоге, вывести на аналоговый монитор. Задача решена 30 лет назад, точнее так, решалась она и ранее, я просто говорю о конкретной реализации, для профи решение секретом не является, а для новичков задача не самая простая.
N-Cube
15.07.2024 17:52Задача на уровне первоклассника решается оптическими методами - аналоговыми, как вы и просите, притом, вырезать кружочек и закрыть часть оптического потока или повернуть проектор для сдвига может и дошкольник. Упаси нас от таких профессионалов, лучше на 555 таймере что-то интересное сделать.
kuzzdra
15.07.2024 17:52повернуть проектор для сдвига может и дошкольник
А синхронизировать 2 проектора и камеру дошкольник сможет?
BeLord
15.07.2024 17:52Вот благодаря вам готовый кейс для студентов. Вы пошли решать задачу не обладая полной информацией и даже не подумали ее уточнить. Одно из первых действий это проверить условия задачи полные, условия задачи однозначные (вы кстати, эту неоднозначность постановки задачи продемонстрировали), задача в принципе реализуемая и т.д.
Речь шла о том, что вы оперируете потоком, который получаете после камеры, а не пытаетесь изменить входной поток на камеру. Второй момент, попробуйте вашим методом сдвинуть один поток видео поток на 1 ms ручками и заодно вырезать со второго потока 1 ms. Я уж молчу, что как минимум вы не знаете разрешение видео потока на выходе у камеры и разрешение видео потока на входе у аналогового монитора-))) Я могу долго продолжать.
voldemar_d
15.07.2024 17:52+2И поверьте мужик который делает конечные автоматы на логике более квалифицирован, чем почитатели "давайте воткнëм МК лампочкой помигать". К слову сказать, если бы на собесе я задал такой вопрос, то взял бы этого мужика. И не потому, что он древние технологии знает, а потому, что это показатель уровня инженера.
У всего есть своя экономическая целесообразность. Есть проекты, для которых такой мужик - слишком дорого. И то, что он делает - тоже. Ну и одно дело - лампочкой помигать, а другое - например, прочитать и записать данные на SD-карту и отправить результат их обработки по WiFi на сервер. Попробуйте такое на микросхемах серии 555 собрать.
Я лишь наблюдаю нехорошую тенденцию на хабре по написанию некачественного контента в области схемотехники и электроники. Это начинает пугать.
У всего есть свое применение.
Я не собираюсь писать статьи с качественным контентом. 1. Мне своих студентов и лекций хватает.
Хорошая отговорка, но единственный способ пополнить хабр качественным контентом - опубликовать качественный контент.
И просто так делиться ими большее количество профессионалов не будет просто так.
На Хабре есть много блогов компаний, которые еще и платят за то, чтобы публиковать статьи. В конце концов, это реклама. А уж чем делиться, профессионалы сами решат.
luxin
15.07.2024 17:52Абсолютно согласен с Вами. Впечатление, что автор делает вывод имея опыт только подключения китайских модулей к Ардуино. Использовать делитель, а потом говорить, что схема нелинейна? Есть и другие решения, если не устраивает линейность. Это тоже самое, что использовать в программах повсюду Goto и утверждать, что плохой язык программирования.
Kudesnick33
15.07.2024 17:52+3Да, 555 массово используются, но проффессионалами, в серийных разработках. В DIY гораздо меньше. МК в качестве простейшего таймера может вообще не содержать обвязки: внутренний генератор, внутренняя схема сброса - и вперед. Насчет написания программы и процесса программирования - полностью согласен. Но опять же, если у меня под рукой лежит bluepill или что-то наподобие, то я зашью его тем, что мне надо, а не буду ждать кучу рассыпухи, чтобы её еще потом отлаживать. Естественно, дальше прототипа такой подход неприемлем.
N-Cube
15.07.2024 17:52Сами придумали? На ютубе тысячи классных роликов с 555 таймером, а вот с таймером на микроконтроллерах единично.
МК в качестве простейшего таймера может вообще не содержать обвязки.
Вот фантазии у вас. Как вы «голый» чип МК RP2040 без обвязки подключите? В даташите указаны необходимые компоненты. Или вы целую плату rpi pico засунете вместо чипа и будете клясться, что и чипу обвязки не надо?
tklim
15.07.2024 17:52+5А зачем вам rp2040 для одного таймера?
Возьмите attiny13 или что там поновее. Обвязка - конденсатор по питанию
N-Cube
15.07.2024 17:52Мне ни за чем, а вот автор комментария, на который я отвечал, минимум bluepill для таймера берет.
temporaryQWERTY
15.07.2024 17:52bluepilll это же stm32f103. Не уверен, но в крайнем случае он вероятно тоже может без обвязки.
voldemar_d
15.07.2024 17:52А зачем вам rp2040 для одного таймера?
Если он уже есть в наличии, и стоит копейки, почему нет?
tklim
15.07.2024 17:52Тогда я пожалуй соглашусь с комментатором выше.
RP2040 требует намного больше обвязки - десяток конденсаторов, LDO, SPI flash, и желательно кварц. Что для одного лишь таймера или мульвибратора - как-то многовато.Если что-то испозовать как замену 555 или простой логике - то это что-то из разряда tiny13, нужна обработка аналога - tiny25.45.85 (и там много нового еще)
voldemar_d
15.07.2024 17:52Бывает Arduino на Atmega, там и АЦП, и flash встроенная, и таймеры, и прочее. Можно взять отдельно чип 32u4, обвязки немного требует.
N-Cube
15.07.2024 17:524 бакса это не копейки, по сравнению с 555. Размер огромный, еще и преобразователь питания нужен для диапазона питания как у 555, который тоже куда-то установить нужно. При попытке запихнуть ваше поделие, скажем, в волшебную палочку, у вас получится булава, а дети скажут, что этот дядя - придурок :)
voldemar_d
15.07.2024 17:52Можно взять Arduino Pro Micro. Кому надо совсем маленький размер, берут отдельно чип Atmega 32u4, к нему обвязки немного надо, flash встроенная.
voldemar_d
15.07.2024 17:52Хорошо, если нужна всего одна 555, а если россыпь? В МК можно логики столько напрограммировать, что 555-х десятки понадобятся.
kuzzdra
15.07.2024 17:52Далась вам та 555 ;) Возьмем, к примеру, LM1820 - простенький селектор синхроимпульсов от телевизора. 8-ногий корпус, обвязки - RC цепочка. Попробуйте запрограммировать аналог ;)
voldemar_d
15.07.2024 17:52Можно напридумывать и кучу обратных примеров. Всё хорошо на своём месте. Но лично мне проще программу написать, чем кучу логики городить (конечно, я имею ввиду случай, когда МК и кучка микросхем взаимозаменяемы).
isadora-6th
15.07.2024 17:52"Ой кажется мы забыли надо еще ..."
Поэтому и берут оверкилл. Да и не то чтобы на партиях до тыщи штук выходила хотя бы осмысленная экономия на фоне затрат на разработку/пайку.
Ясен пень, что дедусы любят выпендриваться навыком на 555 таймере окошки на телевизор выводить, но в моей рабочей практике хотелки были сильно более бизнесовыми и "динамичными".
Но вот контроллеры которые я программировал/поддерживал 3 года дай бог за 5 лет напаяли тыщи 2.
Kudesnick33
15.07.2024 17:52+2На ютубе тысячи классных роликов с 555 таймером, а вот с таймером на микроконтроллерах единично.
Как думаете, почему? Потому, что на 555 проще? Или потому, что никому в голову не приходит понтоваться таймером на МК, который и самоцелью то не является.
N-Cube
15.07.2024 17:52+1Что значит проще? Если у вас напряжение питания 9+ вольт и нужна простая логика, то использовать 555 проще и аккуратнее, чем микроконтроллер с дополнительным dc-dc, подвешенным на соплях (проводах). В этом топике уже несколько комментаторов попонтовались «умением» сделать таймер на rpi pico и проч., так что для кого-то и это самоцель.
Kudesnick33
15.07.2024 17:52Я с вами полностью согласен, но у меня на столе лежит: radxa, raspberry, ноут, паяльник, j-link, в коробке куча pic16 и пачка всякой smd рассыпухи. А вот 555 микросхемы - нет. И ни одного компаратора или операционника не найдется. И мне нужен таймер прямщас. Как вы думаете, из чего я его сделаю? Возможно, вообще возьму ноут и питоноскриптом ногу на J-link подергаю (только не надо передергивать и говорить, что я к этому призываю) или вообще буду смотреть на часы да кнопку рукой жмакать. И это будет проще, быстрее и аккуратнее, чем ломиться в магаз, выяснять, что там нужные компоненты будут только через неделю под заказ. И это, с моей точки зрения, очень распространенный кейс в самоделках-прототипах. А по поводу 9 вольт - питал непосредственно от 10в pic16. Держит, зараза, и даже работает. И даже если схемотехник покажет мне такую дичь, я не подумаю, что он безграмотен и профнепригоден. Но при одном условии - если такая конструкция не выйдет за пределы его стола для экспериментов.
А если мы берем конструкцию чуть сложней чем "собрать на коленке, пока пиво не остыло", то наверняка, кроме таймера там будет еще ворох всего. И стабилизатор с обвязкой МК не будут оверинжинирингом.
Опять же: я не говорю, что это аксиома, что так правильно и что "выкинь свою коробку с таймерами и тетрадку с транзисторами на помойку". Я говорю, что тенденция развития самоделок такова и в этом нет ничего плохого, пока это не становится финальным продуктом.
voldemar_d
15.07.2024 17:52а вот с таймером на микроконтроллерах единично.
ИМХО, потому что на МК это тривиальная и никому не интересная задача. Запускаешь таймер на прерываниях, он работает - либо программный, либо еще и на пины сигнал генерирует. Чего тут такого сложного и интересного, что таким на ютубе делиться надо?
Или вы целую плату rpi pico засунете вместо чипа
А почему нет-то? Зачем эти целые платы выпускают - неужели для того, чтобы их применяли?
N-Cube
15.07.2024 17:52Запускаешь таймер на прерываниях, он работает - либо программный…
Ну вот - таймер на микроконтроллере вы сделать и не можете, оказывается. Или изучайте, что делать, если девайс «зависнет» или пропустит прерывание и какая будет точность, или берите 555. А с вашим подходом гарантии стабильной работы вообще никакой, в то время как младшеклассник на 555 сделает стабильное устройство.
voldemar_d
15.07.2024 17:52С чего он зависнет или пропустит прерывание?
isadora-6th
15.07.2024 17:52В эмбеде настолько забавные программисты.
voldemar_d
15.07.2024 17:52Я допускаю, что могу чего-то не знать. В своей практике не замечал описанных выше явлений. Поэтому и спрашиваю, почему "таймер на микроконтроллере вы сделать и не можете".
N-Cube
15.07.2024 17:52Missing an interrupt is one of the more difficult problems to troubleshoot in the microcontroller since the issue can be intermittent and difficult to detect in the first place.
Причин уйма может быть, и проблемы возникают везде: в коде, в периферии, в самом микроконтроллере. А еще прерывания не всегда вовремя происходят. И да, прерывания бывают софтверные и хардварные, и проблемы есть и у тех и у тех. Можете погуглить на любой выбранный микроконтролллер, найдется немало обсуждений, причем, зачастую, без решения. Кстати, в качестве подсказки - подумайте, почему микроконтроллеры с поддержкой вайфай двухядерными делают. А еще микроконтроллер может вовсе зависнуть и вам нужен watchdog (можно сделать на том же 555, кстати). Учитывая вот это все, таймер на 555 чипе прост и надежен при минимуме компонентов, широком диапазоне питания и экономичности, не говоря уж о цене.
voldemar_d
15.07.2024 17:52Скажу прямо - мне не приходилось делать какие-то таймеры или часы на МК, это не входит в мои интересы. Если бы понадобился источник точного времени для серьезного применения, использовал бы внешний источник.
подумайте, почему микроконтроллеры с поддержкой вайфай двухядерными делают
Понятно, что не без причины. Опять-таки, кто мешает внешний Wi-Fi модуль использовать, если встроенного нет?
А еще микроконтроллер может вовсе зависнуть и вам нужен watchdog
Вроде бы, во всяких Arduino Uno/Nano/Pro Micro есть встроенные watchdog. Но подробно я эту тему не изучал. И в моей практике (любительской) с зависанием я не сталкивался.
Учитывая вот это все, таймер на 555 чипе прост и надежен при минимуме компонентов, широком диапазоне питания и экономичности, не говоря уж о цене.
С этим я не спорю. Но на источник точного времени в серьезных применениях (например, когда нужны показания точного времени, как в GPS-источниках) это тоже не очень тянет, ИМХО.
JoshMil
15.07.2024 17:52Бесценны тексты в которых до деталей докапываются в привычно простых системах. Они помогают человечеству абстрагировавшись от онтологической картины мира - не отстегнутся от нее необратимым образом.
ACO-Andrew
15.07.2024 17:52+1Пардонте, а что такоэ "закон непрерывности потока" в применении к електричеству? Закон Киркгофа?
vadjuse Автор
15.07.2024 17:52+2да, закон сохранения массы, заряда, потока. У нас это так называли. Нетривиальная вещь, кстати, во времена Ома
Garichome
15.07.2024 17:52Блин, только я подумал что вот сейчас появится разница между резистором и сопротивлением, а тут........ Торжество цифрЫ..... Хотя почему то часть разработчиков забывает что внутри комп - тоже аналоговый по сути своей. Со своим влиянием сигналов друг на друга, с учётом задержек в обработке по причине конечности скорости распространения сигналов.......
А на выходе такого подхода - нынешние монстры , требующие гигабайтов памяти для простейших программ. И зачастую обожествление тех, кто умеет писать низкоуровневый код там, где его вполне хватит.
Ну и напоследок - попробуйте тем же процом '"пошевелить" нагрузку хотя бы в пару Ватт..... Сразу придется вспомнить про такие "неудобные" аналоговые "кусочки".....
В чем беда нынешнего образования - утерян "фундамент". По итогам , увы "и так сойдет" - решение угадали, как работает - неясно, но и фих с ним, работает ведь..... Самое "смешное" начинается при "краевых условиях", вот тут...... По итогам - не научили ДУМАТЬ...... Не всех, но в массе..... :-(.
muxa_ru
15.07.2024 17:52А массовому потребителю на надо думать о том, что компьютер внутри тоже аналоговый - он работает с цифровым фугкционалом и должен учитывать особенности цифрового функционирования.
Это повышает его эффективность в решении его зада.
Так везде.
Пассажир такси не обязан быть водителем.
Водитель не обязан быть автомехаником.
Автомеханик не обязан быть автоконструктором.
и тд и тпGarichome
15.07.2024 17:52+1Проблема в том, что нынче решают частенько маркетолухи, исходя из своих представлений. А потом уже технари пытаются подогнать решение под это "видение мира".
aamonster
15.07.2024 17:52Законы (правила) Кирхгофа – какая-то жуткая неудобная шляпа. Контура какие-то ищи непонятно зачем.
Закон Ома для участка цепи + закон сохранения заряда или как его там (что сумма токов в узле цепи равна нулю, сколько втекает – столько и вытекает) гораздо практичнее.
voldemar_d
15.07.2024 17:52+10Вы почти что процитировали, собственно, один из законов Кирхгофа:
Первый закон Кирхгофа (Закон токов) гласит, что алгебраическая сумма токов в любом узле любой цепи равна нулю - значения вытекающих токов берутся с обратным знаком.
aamonster
15.07.2024 17:52К первому правилу претензий нет :-)
Но внезапно кроме первого правила – есть ещё второе, для которого за каким-то хреном вводится совершенно ненужное понятие контуров. И из которого получаешь на ровном месте уравнения с кучей членов в каждом вместо трёх при использовании закона Ома для участка цепи + большие шансы получить вырожденную СЛАУ из-за неправильного выбора контуров.
Не, ну я понимаю, во времена Кирхгофа ещё не привыкли пользоваться понятием потенциала и решать задачи на графах, но на хрена детей в школе учат этой архаике, имеющей лишь историческое значение?
ACO-Andrew
15.07.2024 17:52+6Пральна! Надо сразу выносить мозг уравнениями Максвелла! Шоб надежно! LOL
Законы Киркгофа, Ома, Фарадея всего лишь описывают (упрощенные) модели электрических цепей и применяются для инженерных рассчетов. Их нужо уметь применять, только и всего!
aamonster
15.07.2024 17:52+1Чувак, ещё раз: закон Ома для участка цепи проще и удобнее второго правила Кирхгофа.
randomsimplenumber
15.07.2024 17:52+4А отвертка проще осциллографа ;)
Правило Кирхгофа позволяет задействовать СЛАУ для анализа цепи, легко и непринужденно. С помощью одного лишь Ома будет напряжно.
aamonster
15.07.2024 17:52Внимательней, пожалуйста:
Закон Ома для участка цепи + закон сохранения заряда или как его там (что сумма токов в узле цепи равна нулю, сколько втекает – столько и вытекает) гораздо практичнее.
Т.е. получаем эквивалентную СЛАУ, только более простых (уравнения короче) и без риска запутаться в контурах (надо просто перебрать все короткие участки цепи от узла до узла).
kuzzdra
15.07.2024 17:52
Ну, составьте эквивалентную СЛАУ, но более простую.
aamonster
15.07.2024 17:524 потенциала (один можно принять равным 0), 6 токов, 4 уравнения на сумму токов (одно лишнее, они линейно зависимы), 5 уравнений из закона Ома, одно – на напряжение V1. Выписываются, не приходя в сознание, но надо для начала на схеме обозначить точки, в которых берём потенциалы, и токи, а перерисовывать на бумажку лень.
Алаверды: можете взять граф K5 или K3,3, на рёбрах произвольно распределить резисторы и источники напряжения и сказать, как примените правила Кирхгофа? Точнее, как будете выбирать контуры для второго правила? При использовании закона ома для участка цепи – уравнения выписываются всё так же механически...
kuzzdra
15.07.2024 17:52Не сказал бы что это сильно проще. Что так что так получится та же система уравнений. Где нужно больше раскрывать скобок не готов навскидку сказать.. но правило с контурами - его же придумали чтобы уменьшить количество ручных вычислений же?
aamonster
15.07.2024 17:52Imho правило с контурами придумали, когда не привыкли ещё работать в терминах потенциала. Т.е. на тот момент просто альтернативы не было: ток течёт по контуру – работаем с контуром.
Как только переходишь к потенциалам (что напряжение – просто разность потенциалов в двух точках) – всё упрощается. Не запутаешься в контурах, уравнения получаются короче (хотя эквивалентные, конечно).
Moog_Prodigy
15.07.2024 17:52+1Я задаю соискателям простой тест по схемотехнике.
Все сопротивления равны. Чему равно суммарное сопротивление цепи?
Wesha
15.07.2024 17:52+1Если все сопротивления равны, то резистор DE здесь чтобы сбить с толку вероятного противника: через него ток не течёт, потому что течёт он от точки с бОльшим потенциалом к точке с меньшим — а у точек D и E потенциалы равны. После чего DE можно выбросить, и схема тут же вырождается в тривиальные четыре параллельно-последовательно включенных резистора одинаковых номиналов. По-моему, так.
Moog_Prodigy
15.07.2024 17:52+1Именно так. Но какое применение у этой схемы, не заглядывая в гугл? Настолько ли бесполезна нагрузка в середине?
Wesha
15.07.2024 17:52Я схемотехник не настоящий, мультиметр на радиозаводе нашёл. Диодный мост — знаю, мостовую схему подключения тензорезисторов — знаю, а смысл вот такого вот подключения идеальных резисторов с идеально совпадающими номиналами — не знаю (ну, кроме как студентов пу
гтать).
nv13
15.07.2024 17:52+2Анализ цепи с исп законов Кирхгофа проще автоматизировался - таблица узлов, связей, колода перфокарт и у студента зачёт. Что по постоянному току, что по переходным процессам, что по ЧХ
aamonster
15.07.2024 17:52Так с законом Ома для участка цепи тоже автоматизируется идеально, только ещё и не надо выделять контура, что упрощает задачу. Единомоментно рассматриваешь либо один узел (для токов), либо линейный кусок цепи от узла до узла (для потенциалов).
ЗЫ: Ну и, конечно, для переходных процессов и ЧХ то же самое. Система уравнений-то эквивалентная.
nv13
15.07.2024 17:52Вы лично делали расчёты "больших" схем из, скажем, 10 резисторов, конденсаторов и индуктивностей? По готовой программе, куда надо только ввести описание схемы? Без всяких контуров, только узлы, элементы и связи? И где надо получить ЧХ и импульсную характеристику? Флаг в руки с этим единомоментным рассмотрением. А по Кирхгофу всё отлично автоматизируется и считается)
aamonster
15.07.2024 17:52"Единомоментное рассмотрение" – это при составлении уравнений :-).
И вы таки уверены, что в софтине, которая это считает, всё сделано по Кирхгофу, а не через закон Ома для участка цепи? Зачем писать код, который будет искать в графе независимые контура, когда можно просто пройти по всем элементам и узлам и "выписать" для каждого по уравнению?
Если вдруг софтину писали сами – попробуйте вспомнить, как был реализован поиск контуров :-D
nv13
15.07.2024 17:52Была библиотека БНТД вроде на Фортране, её подпрограммы и использовались для матричных вычислений. Чего то там было с матрицей инцидентции, не обходились там контура)
aamonster
15.07.2024 17:52Вот! О том и речь. А второе правило Кирхгофа – именно про контура, и я ещё помню, как я в школе путался в этой ботве (решаешь задачку, составил систему уравнений, упрощаешь – и в процессе выясняется, что система вырожденная, потому что ты ошибся при выборе контуров и они зависимы) и как всё стало просто и очевидно, когда переключился на использование закона Ома для участка цепи (который как раз и автоматизируется "в лоб").
nv13
15.07.2024 17:52Речь о том, что вы не радиоинженер и не знакомы со стандартными рутинными технологиями расчёта схем) А то что в школе ошибались, так это не довод ни разу в Вашей правоте))
Засим, как говорится..
aamonster
15.07.2024 17:52А "не обходились там контура" из вашего коммента https://habr.com/ru/articles/829058/comments/#comment_27047658 – довод? Вы радиоинженер ведь?
Kotofay
15.07.2024 17:52Именно, что по Кирхгоффу.
Есть две схемы.
Нижние и верхние источники переменного напряжения имеют одинаковый ток.
Удачи в применении Закона Ома для участка цепи!
aamonster
15.07.2024 17:52Не вижу проблемы.
А специально для вас могу вывести второе правило Кирхгофа из закона Ома для участка цепи. Просто чтобы вы убедились, что одно заменяет другое (в другую сторону тоже работает).
Да, и кстати: 99% любой софт, которым вы воспользуетесь для обсчёта схемы, тоже не будет использовать второй закон Кирхгофа. Просто в силу того, что для него надо решать лишнюю задачу – выбирать набор независимых контуров. Не слишком сложно, но зачем? А закон Ома для участка цепи идеально ложится на простейшее представление графа.
Moog_Prodigy
15.07.2024 17:52+2А вот это мой второй любимый вопрос)
При равных r найти сопротивление между точками A и K
Garichome
15.07.2024 17:52+2Схема решения - самый верхний горизонтальный резистор не при делах, получаем две симметричные цепочки. Боковые и нижние "лучи" заезды имеют каждый сопротивление 2/3, получаем в цепочке три резистора последовательно, 1 и две 2/3, получаем 7/3. И таких две параллельно, значит 7/6
alcotel
15.07.2024 17:52+2Вы, наверное, что-то спутали.
закон Ома для участка цепи проще и удобнее второго правила Кирхгофа
Закон Ома и правила Кирхгофа вообще никак между собой не связаны.
Ом описывает участок цепи с одним проводником. Или одним резистором. Редкий линейный случай.
Кирхгоф описывает цепь. ΣI=0 и ΣU=0. Причём нелинейную тоже - с диодами, транзисторами, лампочками, хоть со 100-выводными микросхемами - любую. И уже из них можно вывести, например, сопротивление послед. и параллельного соединения резисторов. Да и банально разрешают просуммировать напряжения или токи элементов в батарее.
А специально для вас могу вывести второе правило Кирхгофа из закона Ома для участка цепи. Просто чтобы вы убедились, что одно заменяет другое (в другую сторону тоже работает).
Про потенциалы - всё так. Система уравнений такая же выходит. Собственно, применение потенциалов и эквивалентно ΣU=0. Но Кирхгофа вывести из Ома - ну попробуйте, а мы тут посмотрим)
aamonster
15.07.2024 17:52Окей, вероятно, я непонятно и коряво объясняю. Но суть простая: никакого выделения контуров (необходимого для использования второго правила Кирхгофа). Это критично.
Поясню на примере, почему критично: возьмите пять точек и от каждой к каждой проведите по линии (10 пересекающихся линий, эдакая пентаграмма). Ну и на линиях располагаем разные резисторы и источники напряжения. А теперь скажите, как вы выделите контуры для использования п.К.?
alcotel
15.07.2024 17:52+3Вспомнил, как этот называется. Метод узловых потенциалов. Эквивалентный ему - метод контурных токов. Оба - следствия тех самых правил и законов топологии графов.
Контурные токи для расчёта линейных цепей тоже используются - меньше "этажей" в промежуточных формулах. Поэтому разработчики стараются не рисовать схемы в виде вывернутых пентаграммы, а делают поменьше пересечений.
Третье правило Кирхгофа - никому не рассказывай о правилах Кирхгофа)
ACO-Andrew
15.07.2024 17:52+5"(что сумма токов в узле цепи равна нулю, сколько втекает – столько и вытекает)" - это называеццо первый закон Киркгофа. LOL
aamonster
15.07.2024 17:52Я чуть выше ответил. Правила Кирхгофа надо рассматривать как единую систему, и они имеют только историческое значение.
angryRamulus
15.07.2024 17:52+3Разрабатываю антенно-согласующие устройства много лет на одном предприятии. И правила Кирхгофа до сих пор имеют использую.
Wesha
15.07.2024 17:52"(что сумма токов в узле цепи равна нулю, сколько втекает – столько и вытекает)"
Что проистекает из законов сохранения (заряда, энергии).
muxa_ru
15.07.2024 17:52Нет, не проистекает, потому что мы не можем быть уверены что в узле энергия не утекает куда-то ещё.
Wesha
15.07.2024 17:52мы не можем быть уверены что в узле энергия не утекает куда-то ещё.
Ну мы же идеальные схемы рассматриваем, а не схемы с динамиками, электромоторами и прочими нагревателями.
muxa_ru
15.07.2024 17:52Идеальная схема может функционировать с преобразованием энергии из одного вида в другой. Ну типа как ядерный распад/синтез идёт с дефектом массы и нельзя сказать, что что сумма масс до равна сумме масс после.
Философский принцип "ничто не появляется из ниоткуда и не исчезает в никуда" нельзя просто так взять и упросить до "сумма чего-то одного на входе равна сумме этого же самого на выходе".Wesha
15.07.2024 17:52нельзя просто так взять и упросить до "сумма чего-то одного на входе равна сумме этого же самого на выходе".
Вот сейчас дяденьке Кирхгофу обидно было...
Artyom_Silchenko
15.07.2024 17:52На электрика (энергетика) вы видимо не учились, а так бы на парах Теоретических Основ электротехники (ТОЭ) первым делом изучили сначала Законы (правила) Кирхгофа, посчитали системы уравнений. Потом уже выучили Закон Ома для участка цепи и полной цепи.
aamonster
15.07.2024 17:52На электрика не учился, но ТОЭ у меня были. К этому моменту я уже давно правила Кирхгофа забыл, как страшный сон, и задачки решал через закон Ома для участка цепи (плюс сохранение заряда, конечно), не напрягаясь.
LuckyStarr
15.07.2024 17:52
ACO-Andrew
15.07.2024 17:52+6И ещё, вас кто-то обманул: "Разность уровней между питанием и землей создаёт причину для электронов течь от V к земле." У вас положительное питание относительно земли, следовательно електроны бегут из земли в питатель.
y_mur
15.07.2024 17:52+4Не все так просто:)
Дело в том, что исторически изначально электроны считались положительными. Именно с этой идеей и работали Ом, Кирхгоф и др. Потом узнали что электроны отрицательны, но в инженерной схемотехнике договорились считать что ток по прежнему течет от + к -, чисто для совместимости версий.
Да, это добавляет путаницу (совместимость она такая), но поменять местами + и - в уже созданной теории никто не решился.
pes_loxmaty
15.07.2024 17:52+3Чисто физически конечно.
Однако, для инженерных задач не имеет значения. Можете считать что "дырки" движутся от высокого потенциала к низкому, если вам так удобнее. В более общем случае, можно использовать термин "носители заряда" без уточнения кто они там по фамилии.
evgenyk
15.07.2024 17:52+4Вообще, у аналоговой техники есть один жирный плюс, по сравнению с теми, которые устроены на компьютере и ОС. И плюс этот - включил питание и утройство готово к работе.
randomsimplenumber
15.07.2024 17:52+2Внутри самого цифрового компьютера под капотом происходят очень даже аналоговые процессы.
Yami-no-Ryuu
15.07.2024 17:52+16Вы в глаза-то аналоговую технику видели?
Выход на режим, прогрев, стабилизация от всего на свете начиная с влажности и кончая фазой Луны. Ага, включил и работай.
Dr_Faksov
15.07.2024 17:52+2Я прошу прощения, вы что под аналоговым подразумеваете? Аналоговое - оно огромное! Вот берём простой фотоэкспонометр - батарейка, фоторезистор, микроамперметр. Что прогревать надо? Отсчет измерений непрерывен и доступен сразу после включения. Реле освещённости, ещё к примеру. Не надо обобщать.
Forthright
15.07.2024 17:52+7А на микроконтроллере в микроволновке нужно конечно же по несколько минут ждать пока ОС закончит с жёсткого диска подгружать данные. Логично ведь допустить, что сравниваются системы хотя бы отдалённо сопоставимой сложности.
pes_loxmaty
15.07.2024 17:52про микроволновку хороший пример. У меня такая. Между нажатием на кнопку "вкл", до готовности принимать дальнейшие команды проходит секунд 3-5 примерно. От нажатия на кнопку "откр. дверь", до собственно открытия дверцы еще 2-3 сек.
aamonster
15.07.2024 17:52+3А у меня аналоговая лампочка в ванной секунд десять включается, моргая в процессе. (ну, одна из, обычно я пользуюсь другой, так что менять на LED лень)
nv13
15.07.2024 17:52+1А калибровка не нужна? Стабилизация напряжения, температурная компенсация.. в итого подобные устройства с фото термо и прочими резисторами на самом дохлом МК оказываются проще и точнее чем аналоговые.
Dr_Faksov
15.07.2024 17:52+1Я извиняюсь, а вам действительно нужно знать что у вас за окном 2.9 градуса а не 3.1 и влажность 45% а не 46%? Точность нужна далеко не всегда.Я бы даже наоборот сказал.
И вроде это ерунда, но мой вам совет - не пытайтесь собрать в одном месте все ваши домашние цифровые термометры, и особенно гигрометры. И сравнить их показания. Вы не сможете этого развидеть :)
nv13
15.07.2024 17:52+1Мне не особо нужно. Но почему то большинство измерителей температуры это жидкостные, механические и цифровые - не видел ни разу аналогового с головкой. И гигрометры туда же. А то что показывают иногда цену на дрова - нет той самой калибровки или ещё что, но тем не менее они всё равно цифровые.
Головка, кстати, точно дешевле какого нибудь мк наляпанного на плату?
d2ab
15.07.2024 17:52Делал схему для автоматизации парника на даче. Задача - включить вентилятор при превышении температуры более чем 5 градусов между землей и потолком и при необходимости при понижении температуры ниже +3 в центре. Несмотря на то, что сам все время общаюсь с компами, все сделал чисто на аналоге, много лет все работает без единого сбоя.
Dr_Faksov
15.07.2024 17:52большинство измерителей температуры это жидкостные, механические и цифровые - не видел ни разу аналогового с головкой.
Я дико извиняюсь - а вы в автомобилях измерители температуры двигателя видели? Не в современных, там может и шаговый двигатель стоять. А 20 - 40 летней давности.
И это то что в голову пришло. А вообще микроамперметр с термопарой -промышленный стандарт. Был. А может и есть. Поскольку эдс стандартной термопары, как и ток полного отклонения головки известен, это позволяет получить прибор с заранее заданными параметрами.
Если вы приборы подобного типа не видели, то рискну предположить, что вам меньше 40.
nv13
15.07.2024 17:52Я застал ещё бп с аналоговыми индикаторами напряжения и тока. Они были старыми и их не списывали только потому, что некоторые занимались разработкой прецезионных входных каскадов перед АЦП, и нужны были не импульсные блоки питания))) Ещё помню измерители сопротивления, чтобы подбирать для этих схем резисторы - из однопроцентных отбирали четвертьпроцентные для фильтров - там стоял здоровый стрелочный индикатор для балансировки моста.
Это был излёт советской схемотехники (исключая домашние поделки типа усилков из Радио ), дальше была только цифра, причём не отечественная, которой особо и не было. А, вру, году в 94 делали гидроаккустическую фар, там был 32х канальный коммутатор на увх и кн-ках и отечественный малоразрядный и сильногреющийся эсл ацп. И 32 канала предварительных усилителей с фильтрами, это всё плыло и требовало постоянной калибровки и адаптации, мрак. Зато излучающий тракт использовал формирователь на озу и по 4 транзистора на канал в ум - ничего не плыло.
Я не считаю что аналог это плохо. К примеру фунциональная электроника типа фильтров на ПАВ, или фильтры на коммутируемых емкостях - круто, хорошие характеристики, но не разделяю ставшего модным "ах аналоговая схема, какая прелесть!" Ну есть она и есть, только серьёзные вещи делаются уже давно в цифре, даже если её производство у нас и недоразвито.
amartology
15.07.2024 17:52серьёзные вещи делаются уже давно в цифре, даже если её производство у нас и недоразвито
В самых серьезных вещах снова аналог, потому что цифра на больших скоростях уже испытывает серьезное влияние аналоговых эффектов. Условная высокоскоростная передача цифровых данных делается при помощи PAM4, то есть по факту в аналоговом виде.
nv13
15.07.2024 17:52И что это доказывает? Обработка этих данных всё равно в цифре. Это то, что есть. Я не сомневаюсь, то откроют какие нить новые эффекты и материалы, и лет через 10 -20 традиционные для цифровых устройств задачи будут решаться новыми типами аналоговых устройств. Кто помнит устройства-микросхемы с переносом заряда? Дискретно-аналоговая обработка, когда сигнал аналоговый, а обрабатывается дискретно - z-преобразование без квантования по уровню и всё такое. До этого были ДУЛЗ. И где это сейчас? Цифра подешевела.
Или технологии ПАВ - на них фурье процессоры делали и всякие преобразователи, но в цифре стало лучше и стабильней.
Зачем эти споры и пиитет я не понимаю, просто - сейчас цифра в полосе до сотни мегагерц наше всё. Чем раньше свернётся аналог, тем лучше будут характеристики Но через 10-20 лет всё может снова поменяттся
amartology
15.07.2024 17:52+1Да нет у меня никакого пиетета, я просто разработкой аналоговых микросхем успешно зарабатываю на жизнь)
Все, что можно делать в цифре - надо делать в цифре. Но цифра умеет не всё и не всегда.
Dr_Faksov
15.07.2024 17:52+1Не в коей мере не хотел вас как либо обидеть. Приношу извинения, если был неправильно понят.
nv13
15.07.2024 17:52Я просто попытался поделиться, почему не преклоняюсь перед аналоговой схемотехникой. Переход на цифру позволил реализовать то, что было показано теоретически ещё в 70-е, но аналог не обладал достаточными ээ.. характеристиками для имплементации этих подходов.
amartology
15.07.2024 17:52+1Но почему то большинство измерителей температуры это жидкостные, механические и цифровые - не видел ни разу аналогового с головкой.
В цифровых измерителях температуры внутри стоят аналоговые схемы)
muxa_ru
15.07.2024 17:52+2Вот всех датчиках внутри аналоговые схемы, потому что они преобразуют характеристики измеряемого физического явления в характеристики электротока. Цифровым же является лишь интерфейс всего измерительного прибора.
Garichome
15.07.2024 17:52Засада - фоторезистор у нас явно не идеальный, с зависимостью от температуры.... Батарейка тоже сейчас и через пять лет - звери разные (хотя в Зените экспонометр как то ведь гад без батареек жил :-), точно помню.). Думаю хватит..... В цифрЕ свои тараканы - там можно ввести компенсацию по температуре и отвязаться от напряжения батарейки :-), но вопрос как оно точно и правильно будет написано..... Пример из моей области - задача поменять лампочку на каком то васьвагене упёрлась в тот факт, что фару рисовали отдельно, морду авто похоже тоже , по итогам откинуть крышку можно, снять с применением усилия тоже, а вот обратно без доработки крышки + никак, только "снимите бампер".... мелочь? Согласен. Но из таких мелочей складывается мнение в общем.
Bagatur
15.07.2024 17:52Ну, скажем, переходные процессы - они везде. И в аналоговой, и в цифровой технике присутствуют.
И второй момент - как тут уже упоминали - в основе "цифры" лежит тот же аналог. Ибо любой логический элемент составлен из совершенно банальных транзисторов, работающих в ключевом режиме.
evgenyk
15.07.2024 17:52Ну так разница не в том, транзистор - не транзистор, разница как раз в аналоговоый рехим транзистора - ключевой режим транзистора.
temporaryQWERTY
15.07.2024 17:52А если копнуть ещё глубже, то окажется, что в основе всего лежит дискретность масс, зарядов. Так что...
alcotel
15.07.2024 17:52+1Я когда-то давно пользовался ламповым осциллографом. И чисто ламповым, и чуть менее древним на ЭЛТ. Ну да, секунд 10 на прогрев ламп уходит. Потом работает чётко.
Теперь у меня осциллограф цифровой. И что он делает первые 10 секунд? Загружается! Где-то нас обманули, но не вижу, где)
А ещё у моей пра-бабушки был беспроводной утюг. Но это уже совсем другая история)
MountainGoat
15.07.2024 17:52+3Ага, щас. Включил - и готово к работе через 5-15 минут, время зависит от температуры перед включением. И не дай бог ты сдуру сразу следующее устройство в цепи включишь: пока это не прогрелось, из него такие шумы летят, что после усиления и спалить что-то можно.
Wesha
15.07.2024 17:52Ох, сы́нки, дiд Панас вам зараз ось яку казочку расскаже. Делал он как-то программнный комплекс, который должен был с промышленной многоканальной платы АЦП на частоте что-то около 200 кГц писать данные с тензодатчиков. Под DOS. Так вот, написал, значца; подрубил плату к уже собранной установке через тензоусилитель. Запускают установку, смотрят на полученные графики... и видят какую-то полную буйню. Такого быть не может — дiд Панас муму не гонит, да и программа-то простая. Подключают установку к старому, аналоговому регистратору — все графики в норме.
Догадались?
Подсказка 1. Тензоусилитель был современный (для тех лет), на транзисторах.
Подсказка 2.
А вот регистратор был фотоленточный. Работает он так: ток, полученный с датчика и усиленный тензоусилителем, идёт через катушку, создавая в ней магнитное поле. Магнитное поле поворачивает на некоторый угол петлю, на которой висит крохотное зеркальце, которое отражает луч света от лампочки на фотоплёнку.
А разгадка одна:
Поскольку петля с зеркальцем — физический объект, она имеет инерцию, то есть не может мгновенно перескочить из, скажем, крайнего левого в крайнее правое положение — на это требуется какое-то время. С другой стороны, транзисторный тензоусилитель имел импульсный или какой-то иной блок питания, в котором имелись высокочастотные цепи — и с них в сигнальные линии с тензодатчиков (а там сигналы и так афигеть какие слабые —потому усилитель и нужен) шёл очень высокочастотный шум. Шум этот точно так же усиливался вместе с основным сигналом (транзисторы ж, фигли!) — однако на регистраторе он никак не сказывался, потому что, как расписано выше, регистратор служил сам себе
режиссёромфильтром низких частот.В отличие от фоторегистратора, плата АЦП такого фильтра не имела — она лехко цифровала до 200 кГц на канал, то есть весь сигнал "как есть", со всеми шумами, каковые влёхкую забивали полезный сигнал. Переписывать программу и добавлять фильтр времени не было — поэтому поскребли по подсобкам и наскребли списанный ламповый тензоусилитель,в котором блок питания был тоже старый, трансформаторный, и шума не давал — и графики отлично записались — такие, как
докторБобби Гук прописал.Ось яка приключилась история, малята.
А грошей дiду Панасу не заплатили — время было такое. Но это совсем другая история.
Dr_Faksov
15.07.2024 17:52+10Я добавлю ещё два жирных плюса - энергоэффективность и производительность.
Про производительность расскажу небольшую историю. Тут правильно заметили что аналоговые схемы требуют настройки, калибровки, что забирает время. Но! Когда это всё пройдено аналоговые схемы становятся дьявольски эффективны. На всякий случай напомню, что аналоговые схемы получают результат , а не вычисляют его, если вы понимаете разницу.
В прошлом веке я видел ( сам не работал) необычную аналоговую вычислительную машину. Как мне сказали, на ней получали решения сложных системы дифференциальных уравнений. Расчёт каждого решения на имеющихся тогда машинах ЕС занимал от 6 до 12 часов. А на аналоговой от 20 до 40 секунд, зависело от ловкости операторы. Что она из себя представляла? Верстак примерно 2х6 метров, на котором стояла кювета таких-же размеров. В кювете был уложенный хитрым способом наполнитель залитый электролитом. В который подводился ток. А сверху координатное устройство с погружным электродом. Вычисление состояло в перемещении электрода по нужным координатам, погружение, и замер напряжения в данной точке. Величина напряжения и являлась решением системы. Калибровка данной машины могла занимать несколько суток, зато потом...
Я долго думал, что подобная система уникальна, пока не наткнулся на описание похожего устройства в мемуарах конструкторов стержневых радиоламп. Они на порядки ускорили скорость проектирования ламп, когда вместо вычисления конфигураций электрических полей внутри лампы, стали использовать измерения. Брали лист электропроводящей резины, создавали на нем макет расположения электродов, подавали напряжение и... меряли, меряли, меряли.
VZNKN
15.07.2024 17:52+3Если мне память не изменяет, само название "аналоговая вычислительная машина" родилось от подобных способов вычисления - когда строится упрощенная схема-аналог интересующего процесса (не обязательно электрическая) и просто измеряются её параметры, как результат вычисления.
aamonster
15.07.2024 17:52+3Забавно, что и сейчас есть аналог такой вычислительной машины – квантовые вычисления на кубитах. Тоже позволяет быстро решить какие-то свои задачи.
А старые ушли в прошлое. Смоделировать в цифре – обычно дешевле и быстрее.
amartology
15.07.2024 17:52+2А старые ушли в прошлое.
Прямо сейчас аналоговые вычисления находятся на колосальном подъеме в связи с тем, что с их помощью удобно делать нейросетки.
Garichome
15.07.2024 17:52Вы ещё вспомните вычислитель на пневматике..... Было такое теоретическое устройство . Живьём никогда не видел :-). Зато стлйкость к ЭМИ была поразительнач, что кстати в приличной части нашей тогдашней техники зачастую определяло выбираемые варианты решения....
evgenyk
15.07.2024 17:52Главное в автоматике на пневматике была возможность использования во взрывоопасных средствах на производствах.
Garichome
15.07.2024 17:52Речь не про автоматику во взрывоопасных местах. У нас оно проходило именно как версия компьютерной системы, устойчивой в условиях ЭМИ. Идеи были, разработки велись. Но, похоже, в открытом доступе, дальше исследований прототипов тема не пошла. Как оно на самом деле было - пусть первый отдел рассказывает :-)
aamonster
15.07.2024 17:52+1Про "получают результат , а не вычисляют его" напомню про такую чудесную вещь, как ПЛИС. Которые делают ровно то же самое, только не для вещественных чисел, а для двоичных. По сути, они получают результат комбинаторного выражения.
И вот тут как раз можно наблюдать несколько интересных моментов, которые объясняют переход к последовательному вычислению по программе.
1. В элементах ПЛИС всё ещё есть переходные процессы, поэтому правильный сигнал на выходе появляется не сразу. К счастью, есть способы оценить это время (достаточно удобно, софт считает и сразу выдаёт предельную частоту работы схемы) – и, естественно, с ростом сложности "схемы" оно растёт. В результате оказывается, что схема может производить вычисление не более N раз в секунду (подали на вход значение, через 1/N секунды забрали с выхода результат, можно подавать следующее). Если хотим обрабатывать больше N – надо как-то масштабироваться. Например, повторять всю схему несколько раз.
К счастью, нашлось более эффективное решение – конвейер. Делим схему на несколько (допустим, K) последовательных частей, добавляем сигнал тактирования, по которому каждая часть берёт сигналы со входа и начинает "считать" свой выход – и ура, мы всё ещё считаем результат за 1/N секунды или даже медленней, но уже можем за секунду получить порядка N*K результатов. Увеличили throughput, возможно, несколько ухудшив latency. Уже начинает напоминать программирование, такты какие-то появились...
2. Берём, к примеру, умножение чисел. Схема умножителя даже 8*8 бит оказывается весьма громоздкой, не говоря уж о 128*128. Разбиваем её на пачку умножений 8*8 и сложений и считаем последовательно – получаем огромную экономию логических элементов (транзисторов) за счёт снижения быстродействия.3. Сложность. Разработать и отладить "программу" на verilog значительно сложнее, чем на C.
Т.е. начиная с некоторого уровня сложности "программирование" оказывается дешевле "непосредственного вычисления" как по ресурсам железа, так и по затратам труда разработчика. Но когда надо убирать Latency – альтернатив нет.
Думаю, что все эти рассуждения переносятся и на сравнение аналоговой схемотехники с цифровыми вычислениями. Тут пробегала статья, где описывались чипы для аналоговых вычислений – там, насколько я помню, как раз использовался конвейер.
KurtkaBeyn
15.07.2024 17:52ПЛИС это цифровая схема и есть, только программируемая. Сравнивать её с аналоговыми вычислениями как то странно
AlexSky
15.07.2024 17:52Помню такую штуку в институте. Даже метод конечных разностей на Искрах давал более точный результат за вменяемое время.
Про МКЭ и нормальные компьютеры я уже не говорю.
amartology
15.07.2024 17:52+5И плюс этот - включил питание и утройство готово к работе.
В процессе разработки аналоговой микросхемы на обеспечение того, чтобы она корректно и надежно включалась, редко уходит меньше 20% от общих усилий.
KstnRF
15.07.2024 17:52+3Вначале ожидал увидеть более подробно разность между аналоговыми и цифровыми схемами, и область где граница между ними размывается. И не столько разность в схемотехнике, сколько в технологии.
А потом казалось что введение растянулось. Но это было не введение(( И статья резко оборвалась.
Надеюсь, будет продолжение.
amartology
15.07.2024 17:52и область где граница между ними размывается
Эта область - любое взаимодействие с реальным миром и любая быстрая передача данных. Внутри чипа - как минимум любая память и схемы генерации тактовых частот.
barabacka
15.07.2024 17:52аналоговая такое. Лет за 20 кор сформируется. Говорят RF - топ. Не знаю... боюсь.
Hik
15.07.2024 17:52+12Пустая статья. Вводящая в заблуждение начинающих в электронике. Кишит неточностями и некорректной информацией. Проходим мимо.
checkpoint
15.07.2024 17:52+2Всё, что автор изложил это детские шалости - внутреннее сопротивление нагрузки и источника ЭДС не сложно замерить или рассчитать. Интересное начинается когда от постоянного тока переходят к переменному и от сопротивления к импедансу. И чем выше частота - тем веселей и чудесатей.
angryRamulus
15.07.2024 17:52Это настолько весело, что некоторые фигурально рвут себе волосы в разных местах, вылазят очень неожиданные явления, я их называю "спецэффекты".
sci_nov
15.07.2024 17:52+2Есть оч интересное 2х часовое видео "Земля в печатных платах", тренинг Рика Хартли. Поясняется плавный переход от постоянного тока к ВЧ.
checkpoint
15.07.2024 17:52У Хартли много всего интересного. Мне понравилось про дифф пары которые нафиг не нужно прокладывать рядом друг с другом, так как на плате они таковыми почти не являются и токи по отдельным жилам текут совсем не так как "учат в школе".
sci_nov
15.07.2024 17:52"Таковыми" - имели ввиду дифференциальными?
checkpoint
15.07.2024 17:52Да. Посмотрите видео.
sci_nov
15.07.2024 17:52Посмотрел. Как-то сложно и на английском. "Земля в печатных платах" намного лучше (популярнее что ли) и на русском языке.
cybersonner
15.07.2024 17:52+6Аналоговая электроника сложная? Потому люди и изобрели операционный усилитель- околоидеально вещь, с которой все становится достаточно просто. Главное- научиться понимать, чувствовать все взаимосвязи. Мы живём в интересное время, у нас сейчас куча симуляторов- можно накидать схему и посмотреть как она себя ведёт, поиграться с номиналами деталей, даже посмотреть за один этап симуляции как меняются параметры схемы в зависимости от номиналов. Все стало значительно проще, можно почти ничего не считать (но знать как считается- необходимо).
Аналоговая схемотехника не гибкая. Для примера: надо разработать устройство, которая по датчику освещенности включает свет. Ну ладно, один компаратор. Оно должно быть устойчивым- добавили гистерезис. А ещё хочу, чтобы мимо проезжающие машины не выключали свет- добавили фнч с большой постоянной времени. А потом- хочу, чтобы датчиков было два и уровень включения зависел от температуры (просто для примера). На этот момент разработчик ругается и ставит контроллер- на нем проще реализовывать алгоритмы и вносить правки, когда готовое устройство окажется в эксплуатации.
Dr_Faksov
15.07.2024 17:52Аналоговая схемотехника не гибкая.
Именно по этому она приучает ДУМАТЬ. Хорошо думать ДО разработки.
И мне интересно, как вы будете мостырить цифровое устройство которое по датчику освещённости включает свет без аналоговой части. Ну и компаратор у вас будет аналоговый или программный?
А хотелки? "А я хочу чтобы оно считало в два раза быстрее и в два раза точнее! В разрядность не влазит? Так фигня делов, возьмите другой контроллер!"
И ещё два слова про операционные усилители. Есть у меня подозрение, что те, кто моложе 30, понятие не имеют для чего создавался ОУ и почему он "операционный". И что те применения ОУ, которые они сейчас видят - побочный эффект от его основного назначения. Побочный, который сейчас стал основным. Потому, видимо, что конструкторы хорошо подумали ДО его разработки.
cybersonner
15.07.2024 17:52+1Есть АЦП в контроллере, вся аналоговая часть- один резистор. Компаратор- чуть сложнее, но все программно. Данный случай я скорее в качестве примера привел.
В этом и любопытная особенность реальной жизни: ДО почти никогда не получится все варианты предусмотреть. У меня по памяти было две попытки сделать полностью аналоговые устройства- когда по требованиям подходит под аналоговое, потом же все равно делал на контроллере, так как вылазили особенности и требования, которых не было изначально. В третий раз сразу взял контроллер.
kuzzdra
15.07.2024 17:52АЦП в контроллере, вся аналоговая часть- один резистор.
Стоит подать на вход чего-то сложнее чем фоторезистор - и начинается.. Давайте фильтровать 50 Гц, давайте FFT, ой а что частота дискретизации такая низкая.. Фильтр на операционнике - просто работает ;)
allex
15.07.2024 17:52+1Хорошая иллюстрация того, что выбор подходящих уровней абстракции сильно упрощает жизнь. Цифра - это модель, реализовав которую на аналоговом уровне, мы получаем гораздо более простой инструмент. Да, ниже производительность, но она далеко не везде критична.
robert_ayrapetyan
15.07.2024 17:52+1Кто вообще придумал детям в школе рассказывать про "ток уходит в землю"? Мне эта формулировка испортила все восприятие процесса, я реально думал, что земля сама по себе способна магически вытягивать ток.
Arastas
15.07.2024 17:52А как бы вы предложили это сформулировать для школьников?
robert_ayrapetyan
15.07.2024 17:52Просто что ток течет от + к - и все. Про землю уже после того, как ученик четко осознает, что ЛЭП заземлены через каждые N метров и ток через "землю" утекает обратно на электростанцию (а не просто "в землю").
Dr_Faksov
15.07.2024 17:52То есть я так понимаю, что ток из заземления принимающего контура приёмника уходит обратно к передатчику? Даже если он расположен за пределами нашей планеты.
robert_ayrapetyan
15.07.2024 17:52Ну если передатчик вне пределов планеты не "заземлен" то и ток не потечет через "землю", заземлять принимающий контур бессмысленно в такой схеме
pes_loxmaty
15.07.2024 17:52Мальков этот эксперимент уже проводил ))) Ну когда передатчик не связан с землёй )))
czz
15.07.2024 17:52земля сама по себе способна магически вытягивать ток
Ну как бы да, потенциалы стремятся выравняться. Так же, как сухая земля "магически" втягивает влагу из воздуха.
robert_ayrapetyan
15.07.2024 17:52+1Да нет же, земля просто играет роль проводника, а разность потенциалов возникает на источнике где-то на электростанции.
czz
15.07.2024 17:52Нет, не дойдут электроны из вашего электроприбора по земле обратно до электростанции.
robert_ayrapetyan
15.07.2024 17:52+1А куда они по вашему денутся?
czz
15.07.2024 17:52При переменном токе останутся примерно на месте, будут просто колебаться туда-сюда. Скорость движения электрона в проводнике — 0.1 мм/сек.
robert_ayrapetyan
15.07.2024 17:52+1Мы говорим про контур, а не про физическое местоположение электронов. Контур начинается и заканчивается на электростанции, ни в какую землю ток уходить не может, а возвращается через ближайшее заземление обратно на генератор.
czz
15.07.2024 17:52Откуда ему знать, на какой генератор ему возвращаться?
robert_ayrapetyan
15.07.2024 17:52Хороший вопрос! Специалист больше расскажет здесь, но я предполагаю что на тот, к которому меньше сопротивление, т.е. физически ближайший заземленный провод ЛЭП.
robert_ayrapetyan
15.07.2024 17:52Хотя если есть несколько электростанций и все они заземлены у вас во дворе, то получается что значение будет иметь и напряжение на каждой станции, выбрана будет та, у которой наибольшая разность потенциалов с вашей фазой
czz
15.07.2024 17:52Ну так контур же не замкнется тогда, если он вернется не на ту электростанцию, с которой вышел?
robert_ayrapetyan
15.07.2024 17:52Хотелось бы услышать мнение специалиста. Но насколько я знаю в аналоговых схемах с несколькими источниками питания, контур не обязан замыкаться на одном генераторе-источнике, контур образуется и между разными генераторами
evgenyk
15.07.2024 17:52+1Он заглядывает в законы Кирхгофа, прикидывает, где электронов не хватает в замкнутом контуре и направляется туда.
robert_ayrapetyan
15.07.2024 17:52Может ли возникнуть замкнутый контур между разными генераторами тока?
evgenyk
15.07.2024 17:52Неуклюже написал, пардон, нужно было написать "в каком замкнутом контуре не хватает электронов..."
Wesha
15.07.2024 17:52+1А генератору перпендикулярно, кто именно на него вернётся — все электроны одинаковые. Главное — чтобы количество совпадало.
pes_loxmaty
15.07.2024 17:52+1Ну представьте озеро, на одном конце стоит насос, шланг низкого давления брошен в воду, а шланг высокого давления идет к вам в деревню. У вас же в деревне стоит гидропривод, скажем для мельницы, отработанную воду с него вы сливаете в канаву, по канаве эта вода стекает в озеро.
С электросисемой примерно та же петрушка. Количество насосов, деревень и мельниц не играет абсолютно никакой роли.
sci_nov
15.07.2024 17:52Земля - это направляющая среда, которая резко отличается от воздуха. Распространяется поле, очень быстро. Электризация свитера - пример статического поля. Свитер здесь - это направляющая среда). На электростанциях в РФ частота 50 Гц, низкая, поэтому поле имеет большие характерные расстояния - волны, - единицы километров, но вблизи проводника (по его длине). Перпендикулярно от проводника напряжённость быстро падает.
Не зря в универах курс называется "Направляющие среды", а провода с током - это частный случай (низкоточная электрика).
Станции заземляют, видимо, из-за того, чтобы в случае аварии защитить окружающее пространство. Плюс защита от молний.
robert_ayrapetyan
15.07.2024 17:52Так куда все-таки уходит ток через заземление?
Wesha
15.07.2024 17:52Ток — это направленное движение электронов. Через заземление уходят электроны. А если есть электроны, которые двигаются — значит, есть ток.
alcotel
15.07.2024 17:52Про "ток уходит в землю" слышал только применительно к громоотводам. И то, при грозе большая часть пути тока - это сама молния. Ток в ЛЭП приходит и возвращается по проводам. Иногда часть пути - по рельсам. Если он начинает идти через землю - это авария, что-то где-то пробило, и причина срабатывания УЗО. Земля - хреновый проводник, особенно зимой.
На жаргоне разработчиков электроники (не электриков, у них чуть по-другому) земля - это просто один из проводов в схеме. Относительно которого принято измерять напряжения в разных участках схемы. Любой провод можно обозвать землёй. Но обычно чисто из удобства в цифровой и ламповой технике землёй называют минусовой провод питания. В телекоме и сверх-скоростной цифре - бывает плюсовой. В аудио-технике это отдельный провод, не связанный с питанием.
Часто его выводят на контакт защитного заземления сетевой вилки. Может, отсюда и путаница. Часто, но не всегда. Вся носимая электроника, бытовая техника с 2-контактной вилкой, бортовая техника - всё прекрасно работает без подсоединения к заземлению.
Просто что ток течет от + к - и все. Про землю уже после того, как ученик четко осознает, что ЛЭП заземлены через каждые N метров и ток через "землю" утекает обратно на электростанцию (а не просто "в землю").
Про + и - всё правильно. А про землю вообще ничего не надо упоминать
pes_loxmaty
15.07.2024 17:52Ток в ЛЭП приходит и возвращается по проводам
Не совсем. Посмотрите Александра Малькова, он доступным языком объясняет как работает ЛЭП и энергосистема в целом )
Относительно которого принято измерять напряжения
Ага, только его не "земля" называют, а "масса" или common.
защитного заземления сетевой вилки
Защитное заземление это совсем отдельная история
alcotel
15.07.2024 17:52Ага, только его не "земля" называют, а "масса" или common.
"Общий" тоже называют. GND - разве не "земля"? "Ground plane" на платах.
Я просто к тому, что в схемотехнике (статья про аналоговую электронику вообще-то) это просто условное название. Оно никак не относится к названию планеты или грунту. Тут просто какую-то дичь местами пишут про утекание в землю.
Не совсем. Посмотрите Александра Малькова, он доступным языком объясняет как работает ЛЭП и энергосистема в целом )
Посмотрел, например, https://www.youtube.com/watch?v=6Pvt_Hg5IWA . Действительно, весьма доступно, практически для детей. Причём без ошибок и упрощений.
И то же самое Александр говорит: Подключение к земле средней точки трансформаторов ЛЭП используется для защитных функций. Электроэнергия через грунт не передаётся (может теряться в сыром грунте - это да). В однофазной сети на последней миле - передаётся по нулевому проводу.
3263927
15.07.2024 17:52да, спасибо за статью. а можете поподробнее всё описать не просто формулами а именно на примерах и с размышлениями?
amartology
15.07.2024 17:52+2Транзистор отлично решает задачу умножения небольшого входного тока на заданный коэффициент.
Воу-воу-воу-воу, палехще!
Какой такой заданный коэффициент у транзистора?Если бы это было не так, то каждый усилитель не носил бы фамилию своего изобретателя.
А можете подсказать ссылки на биографические статьи о господах по фамилиям Общеистоков и Гнутокаскодов?
kuzzdra
15.07.2024 17:52Воу, у нашего общества новый председатель! ;)
Нуок, не каждый усилитель (генератор, фильтр, антена, етц) носит фамилию изобретателя. Некоторые - носят.
tminnigaliev
15.07.2024 17:52Аналоговая техника не масштабируется не из-за нелинейности. Как раз-таки с помощью ОУ вы можете сделать совершенно-линейный усилитель.
Проблем у неё три:
1) сложение шума на разных каскадах обработки. Т.е. при каскадировании у вас неизбежно будет ухудшатся отношение сигнал-шум.
2) сложность настройки: в цифровом устройстве его настройка реализуется в программе. Т.е. один раз запрограммировал, произвёл миллион копий устройства. В аналоговом надо настраивать каждое отдельное устройство из партии. Т.е. трудозатраты растут линейно с серийностью.
3) потенциальная нестабильность, которую трудно побороть. Как только (в результате cross-talk-а или by design) у вас выходной сигнал попадает на вход - вы легко получаете фонение, свист, шум и ничего не работает и не понятно, как это отлаживать.
Добавьте к этому разброс параметров компонент (в самом лучшем случае 0,1% и вы получите полную непредсказуемость более-менее сложного аналогового устройства). Процент брака будет очень большой.
Тем не менее, сложные аналоговые устройства делали и они работали. Хотя и было это очень дорого.
Т.н. ответ такой: сейчас это делать нерационально.
amartology
15.07.2024 17:522) сложность настройки: в цифровом устройстве его настройка реализуется в программе. Т.е. один раз запрограммировал, произвёл миллион копий устройства. В аналоговом надо настраивать каждое отдельное устройство из партии. Т.е. трудозатраты растут линейно с серийностью.
Отбраковка цифровых устройств ничем не проще аналоговых. Никогда не слышали про как бы шестиядерные процессоры, которые на самом деле восьмиядерные с двумя сломанными и отключенными ядрами? Вот в этот же момент при необходимости происходит тонкая настройка аналоговых схем. или не происходит, если они простые и недорогие.
Т.н. ответ такой: сейчас это делать нерационально.
Именно поэтому аналоговые микросхемы последние несколько лет на подъеме и много где заменяют цифровые в силу того, что с ними можно добиться лучших параметров с меньшим потреблением? И это я даже не буду начинать про вези типа силовых транзисторов, которые не могут быть цифровыми в принципе)
AVKinc
15.07.2024 17:52+1Аналоговая электроника точно так же сложна как и цифровая. Она просто другая. И обойтись без нее практически невозможно.
muxa_ru
15.07.2024 17:52+2Цифра линейна и предсказуема за счёт отсутствия непрерывных процессов.
То есть программисты могут сразу писать код без багов?
alcotel
15.07.2024 17:52+1Я конечно понимаю, что программисту удобнее работать с цифрой. Также как плотнику - с топором, а врачу - со стетоскопом. Но логики в тексте не вижу вообще никакой.
Тебе не нужно знать внутреннее устройство схемы или библиотеки. Ты используешь ее в качестве кирпичика, чтобы построить что-то своё
В аналоговой электронике то же самое. Мне плевать, как внутри устроены транзистор или микросхема. У меня есть спецификация интерфейса - сигналов на выводах. Что от чего зависит, там написано. Точно также, как в API программной библиотеки.
Цифра очень хорошо масштабируема
Если назвать масштабируемостью увеличение количества ядер - может быть. А переписывать код под многопоточность, или GPU, или FPGA - что, Пушкин будет?
Масштабируемости в аналоговой электронике нет?
Hidden text
1 кВт звука, 10 кВт звука, да хоть 100 кВт делаются одинаково 
Они ещё друг-с-другом соединяются пачками, и задержек нет Да сплошь и рядом.
Цифра линейна и предсказуема
Аналог нелинеен. И именно это я покажу на простейших схемотехнических примерах далее.
O(n log n) - ну ооочень линейно! А из предсказуемого чаще получается O(n^n^n) и "нужно апгрейживать железо, иначе тормозит".
Приведённые схемы, кстати - линейные относительно входного напряжения. То, что в выкладках появляется ещё одно уравнение с одной арифметической операцией при добавлении ещё одного резистора - ну а где не так? Может, в бухгалтерии проще? Или в строительстве? А может софт для обработки фоток с котиками всё с помощью двух-трёх IFов-THENов делает под капотом?
Каждая аналоговая схема требует настройки. Как и струна на гитаре со временем она может расстроиться. А ещё она может быть чувствительна к температурам, обладает гистерезисом и несёт в себе много других сюрпризов.
Когда Вы, например, последний раз настраивали зарядку от телефона? Вполне себе аналоговую. Она всю свою жизнь нормально выдаёт требуемые 5 В с требуемой точностью, пока не сгорит напрочь.
А ОС никогда не настраивали? Или может быть написанный софт прям с первого раза запускается, как тут сказали?
Hidden text
И температура нам тоже не мешает. Да вообще никак. Точно говорю) Если аналоговая схема требует настройки - значит она плохо спроектирована. Калибруют и настраивают только какие-нибудь уникальные или высокоточные измерительные приборы. Это дорого. Остальное всё штампуется, проходит автоматический тест и упаковывается заказчику. Ровно также, как и цифровая электроника.
Johan_Paul_2
15.07.2024 17:52О бред профанов! Ты - неподражаем! И только нервосеть тебя опять сумела победить!
luxin
15.07.2024 17:52Цифра очень хорошо масштабируема и повторяема. Тебе не нужно знать внутреннее устройство схемы или библиотеки. Ты используешь ее в качестве кирпичика, чтобы построить что‑то своё. Это работает и в архитектуре процессора, и в высокоуровневом коде.
Цифра линейна и предсказуема за счёт отсутствия непрерывных процессов. Она как точный механизм — если настроили, то он не собьётся. Компьютеры часто называют машинами, потому что они по сути и являются механизмами. Только электронными.
Интересно, что автор вкладывает в данное понятие?
Цифра всегда была и будет нелинейна.
hex29a
15.07.2024 17:52"Разность уровней между питанием и землей создаёт причину для электронов течь от V к земле" - это ток, как принято считать, идёт в этом направлении, а электроны в обратном, т.е. от минуса (а они имеют имено отрицательный заряд) к плюсу.
goldexer
И все? Я думал, вот, прошли введение с примерами на сопротивлениях, а теперь автор раскроет тему, будут сложные примеры с неожиданными подводными камнями и изящными решениями, к которым приходили в результате многих, местами гениальных, умозаключений... А нет, как и куча другого, простите, хлама на Хабре: «расскажу вам невероятную историю о сложных процессах в пневматических системах! Есть колесо, недокачали - плохо, перекачали - тоже плохо, выводы делайте сами»
В общем, если есть возможность, хотелось бы развития тем. Ведь по аналоговой электронике есть масса интересного и это было бы очень занятно читать...
vadjuse Автор
спасибо за отзыв, я пока прощупываю почву, если людям зайдёт, напишу ещё кулстори из жизни и не очень.
mphys
Зашло, пишите
Haze27
Зашло, пишите
strelkove
Зашло, пишите
TheProgger
Зашло, пишите
Feeel
Пишите непременно!
NetBUG
Вот да. Вроде начали интересно, заинтриговали, а закончили на "ну, к концу 70-х мы научились усиливать сигналы с примерно бесконечным* входным сопротивлением..."
Как раз появились MOSFET-транзисторы...
*но даже если сопротивление бесконечно, затвор сколь угодно малой, но ненулевой ёмкости начинает работать как грёбаный конденсатор, приводя к утечкам на сигнале с частотой выше нуля...
...и это уже, сука, ограничение физики, а не долбаного кремния, который никак не хотел работать без утечки через коллектор.
ipswitch
Отлично зашло! Пишите ещё!
vvzvlad
Зашло, пишите
luxin
Если бы это написали Ардуинщики на каком-то "левом" сайте, которые подсоединяют высокоомное термосопротивление на вход АЦП, то я понял бы. Если новая статья будет в том же духе, то лучше не надо.
aamonster
Хоровица и Хилла в комиксах?
gorbln
Позвольте порекомендовать канал Moritz Klein на трубе. https://www.youtube.com/@MoritzKlein0
Для меня - это лучшее открытие последнего года. Настолько простые и интересные объяснения процессов в аналоговых цепях, что невозможно оторваться. Если в теме, конечно.