Ищи электронные компоненты, сокращения и обозначения схем. Читай понятные определения и переходи к связанным опытам.
Ничего не найдено. Попробуй сокращение или слово покороче.
Series circuit
Последовательное соединение — один путь тока без разветвлений. R1 и R2 складываются; ни один резистор не расходует ток. I = 5 / (R1 + R2). Большему сопротивлению достаётся больше напряжения. Перестановка резисторов не меняет общий ток. V(R2) — напряжение на R2.
Parallel circuit
Параллельные ветви соединены с одними и теми же двумя узлами и получают по 5 В. Узел — непрерывное электрическое соединение. I(R1) = 5/R1, I(R2) = 5/R2. Общий ток — их сумма. Меньшее сопротивление ветви даёт больший ток; добавление ветви увеличивает ток источника.
Potentiometer / wiper
Потенциометр — переменный резистор с тремя выводами. Подвижный контакт называют движком. Он делит дорожку 10 кОм на верхнюю R1 и нижнюю R2. Vout = 5 × положение/100. R1 + R2 остаётся 10 кОм, поэтому ток питания равен 0,5 мА. Ручка меняет соотношение, а не общий номинал.
Diode / anode / cathode
Диод проводит ток преимущественно в одном направлении. D — диод, R — ограничивающий резистор. Черта на символе — катод; другой вывод — анод. Прямой ток равен (5 − 0,7)/R. Перевёрнутый диод в модели блокирует ток. V(D) измеряется от анода к катоду и при обратном включении отрицательно. У настоящего диода есть предел обратного напряжения.
NTC — Negative Temperature Coefficient / thermistor
NTC — Negative Temperature Coefficient, отрицательный температурный коэффициент: при нагреве сопротивление падает. Термистор — термочувствительный резистор. Здесь он образует делитель с постоянными 10 кОм. R(T) = 10000 × exp[3950 × (1/(T + 273.15) − 1/298.15)]. В формуле используется абсолютная температура в кельвинах. При нагреве верхнее сопротивление падает, а Vout растёт. Реальный датчик нужно калибровать. Бета — константа модели, задающая чувствительность к температуре. K — кельвин, единица абсолютной температуры. exp(x) — число e (примерно 2,718) в степени x. Для опыта считать это вручную не нужно.
Light-emitting diode
Полупроводниковая деталь, которая излучает свет при прямом токе. В этой схеме резистор ограничивает этот ток.
Light-dependent resistor
Резистор, чувствительный к свету. В модели больше света означает меньшее сопротивление; второй резистор превращает это изменение в напряжение.
n-type / p-type / n-type transistor
N–P–N обозначает три области полупроводника: n-типа, p-типа, n-типа. В n-области основные носители — электроны, в p-области — дырки. Здесь малый ток базы управляет током светодиода.
Resistor–capacitor circuit
R — сопротивление, C — ёмкость. Вместе они задают скорость изменения напряжения конденсатора.
Analog-to-digital converter
ADC — Analog-to-digital converter, аналого-цифровой преобразователь: измеряет напряжение и выдаёт число. Аналоговая величина меняется непрерывно, цифровая представлена отдельными кодами. Опорное напряжение задаёт диапазон измерения. Преобразователь не создаёт сигнал датчика; вход должен оставаться в допустимых пределах.
B — база, C — коллектор, E — эмиттер: три вывода транзистора. База управляет проводимостью; ток светодиода проходит через коллектор и эмиттер.
VBE — напряжение базы относительно эмиттера; VCE — коллектора относительно эмиттера. Второй вывод служит точкой отсчёта. Ib и Ic — токи базы и коллектора.
Rb — резистор базы; Rc — резистор коллекторной ветви. R1 и R2 обозначают разные резисторы, а не их номиналы.
V — вольт, напряжение; A — ампер, ток; mA = 0,001 A. Ω — ом, сопротивление; kΩ = 1000 Ω. F — фарад, ёмкость; µF = 0,000001 F. s — секунда; W — ватт, мощность. I — ток; Vs — питание; Vf — прямое напряжение диода; Vout — выходное напряжение; Vc — напряжение конденсатора; τ = R × C — постоянная времени.
Electrical power / watt
Мощность — скорость передачи энергии. Ватт (W) равен одному джоулю энергии за секунду. При постоянных напряжении и токе P = V × I: напряжение умножить на ток. Резистор превращает электрическую энергию в тепло; допустимая мощность ограничивает безопасный нагрев.
Pull-up resistor
Резистор соединяет вход с плюсом питания и задаёт высокий уровень при разомкнутой кнопке. Высокий уровень — напряжение, читаемое как логическая 1. Кнопка на землю создаёт низкий уровень, логический 0; резистор ограничивает ток через кнопку.
Floating input
Вход плавает, когда ничто не задаёт его напряжение. Малые токи утечки и соседние электрические сигналы могут менять показание. Разомкнутая кнопка сама по себе не гарантирует логический 0. Подтяжка к плюсу или земле задаёт исходное состояние.
Pulse-width modulation
PWM — Pulse-width modulation, широтно-импульсная модуляция: сигнал быстро включается и выключается. Доля включённого времени меняет среднюю подачу энергии нагрузке. Высота импульсов остаётся полной; промежуточное постоянное напряжение требует фильтра. У нагрузки и управляющей схемы есть пределы тока.
Duty cycle
Коэффициент заполнения — время включения, делённое на длительность полного периода, обычно в процентах. У импульсов между 0 и 5 В заполнение 25% даёт среднее по времени напряжение 1,25 В. Это не означает точно такую же долю воспринимаемой яркости.
Frequency / hertz
Частота — число повторений за секунду. Герц (Hz) означает один цикл в секунду. Период — длительность одного цикла: частота = 1/период. Для 100 Гц период равен 10 мс; миллисекунда — одна тысячная секунды.
Resolution / bit depth
Разрешение показывает, насколько мелко преобразователь делит диапазон. Бит — двоичная цифра 0 или 1. У N-разрядного преобразователя 2^N кодов: 8 бит дают 256. Больше кодов означает меньший шаг, но не автоматически большую точность или отсутствие помех.
Quantization
Квантование относит непрерывное измерение к одному из конечного числа кодов. Малое изменение напряжения может не изменить код. В идеальном N-разрядном преобразователе ширина шага — диапазон/2^N. Неопределённость есть даже с идеальными деталями; реальные границы переключения зависят от устройства.
Resistor–capacitor low-pass filter
RC — Resistor–capacitor, резистор и конденсатор. Последовательный резистор и конденсатор от выхода к земле пропускают медленные изменения и ослабляют быстрые. Напряжение конденсатора не меняется скачком. Эти зависимости предполагают идеальный источник и слабую нагрузку выхода.
Cutoff frequency
Для идеального резисторно-конденсаторного фильтра частота среза равна 1/(2πRC): R — сопротивление в омах, C — ёмкость в фарадах, π примерно 3,1416. На срезе амплитуда выходной синусоиды — около 70,7% входной. Выше этой частоты выход не исчезает резко.
555 timer
555 — микросхема таймера для одиночного импульса или повторяющихся импульсов. Внешние резисторы и конденсатор задают время. В стандартном включении внутренние сравнения используют примерно треть и две трети напряжения питания. Разные версии 555 имеют разные рабочие пределы.
Operational amplifier
Операционный усилитель усиливает разность напряжений на входах + и −. Возврат части выхода на вход − позволяет задать усиление. Усиление — отношение изменения выхода к изменению входа. Возможности ограничивают питание, допустимые входные напряжения, скорость и выходной ток.
Voltage buffer / voltage follower
Повторитель — операционный усилитель, у которого выход соединён с входом −, а сигнал подан на +. В рабочих пределах выход повторяет напряжение сигнала, почти не забирая ток у источника. Он уменьшает влияние нагрузки, но не создаёт неограниченную мощность.
Voltage comparator
Компаратор определяет, какое из двух входных напряжений больше, и переключает выход. Он превращает плавный сигнал датчика в решение включить/выключить. Допустимые входы и подключение выхода зависят от детали; операционный усилитель не всегда подходит как замена.
Hysteresis
Гистерезис задаёт разные пороги включения и выключения. Между ними выход сохраняет прежнее состояние. Так помехи возле границы не вызывают постоянных переключений. Например, температурный контроллер может включаться при 30 °C, а выключаться при 28 °C.
Metric prefixes and units
Приставка меняет масштаб: милли (m) — 1/1000, микро (µ) — 1/1000000, нано (n) — 1/1000000000. mW (milliwatt, милливатт) измеряет мощность; ms (millisecond, миллисекунда) — время. nF (nanofarad, нанофарад) и µF (microfarad, микрофарад) измеряют ёмкость: способность конденсатора хранить заряд на каждый вольт. Hz (hertz, герц) — циклы в секунду. Бит (binary digit) — двоичная цифра 0 или 1.
Internal resistance
Источник представляют идеальным напряжением и последовательным внутренним сопротивлением Ri. Ток нагрузки создаёт падение I × Ri и потери I² × Ri. Такая эквивалентная схема, модель Тевенина, не рассчитывает химию и срок работы батареи.
Wheatstone bridge
Четыре резистора образуют два делителя напряжения. Разность напряжений в их серединах показывает разбаланс; одинаковые отношения сопротивлений дают ноль. Датчик изменяет одно плечо, подстроечный резистор восстанавливает баланс. Измеритель в модели не нагружает делители.
Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor
MOSFET — Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor, полевой транзистор со структурой металл–оксид–полупроводник. Напряжение затвор–исток VGS управляет каналом между стоком и истоком; в n-канале подвижные носители — электроны. RDS(on) — сопротивление открытого канала. Порог означает начало проводимости, а не гарантированное малое сопротивление. VDS — напряжение сток–исток; здесь исток имеет 0 V.
Zener diode
Стабилитрон рассчитан на обратный пробой. Последовательный резистор ограничивает ток, позволяя удерживать напряжение около заданного значения. Токи нагрузки и стабилитрона делят доступный ток источника. Недостаточный ток нарушает стабилизацию, избыточный вызывает большие потери мощности.
Resistor Capacitor high-pass filter
RC — Resistor Capacitor, резистор–конденсатор. Последовательный конденсатор и резистор к земле лучше пропускают быстрые изменения; выход снимают с резистора. Без нагрузки срез fc = 1/(2πRC), передача на срезе около 70.7%. Постоянная составляющая в идеальном установившемся режиме не проходит.
Resistor Inductor circuit
Катушка запасает энергию в магнитном поле и противодействует изменению тока. RL — Resistor Inductor, резистор–катушка; постоянная времени τ = L/R. L — индуктивность в генри, mH — 1/1000 H. Энергия L × I²/2; mJ — 1/1000 джоуля. Разрыв тока может создать большое напряжение; этот опыт выключение не моделирует.
Resistor Inductor Capacitor circuit
RLC — Resistor Inductor Capacitor, резистор–катушка–конденсатор. В последовательной цепи с синусоидой реактивное сопротивление катушки XL растёт с частотой, а конденсатора XC падает. Оно связано с накоплением энергии и измеряется в омах. При f0 = 1/(2π√(LC)) реактивности компенсируются, ток ограничивает резистор. Резонанс не создаёт энергию.
Full-wave bridge rectifier
AC — Alternating Current, переменный ток, меняющий направление. DC — Direct Current, постоянный по направлению ток; величина может пульсировать. Мост из четырёх диодов направляет обе полуволны через нагрузку одинаково; одновременно проводят два диода. Пульсации вдвое чаще входных циклов; для сглаживания нужен дополнительный фильтр.
Inverting operational amplifier
Операционный усилитель с питанием и отрицательной обратной связью меняет полярность сигнала. В линейной идеальной модели усиление −Rf/Rin. Если второй вход заземлён, инвертирующий близок к 0 V: виртуальная земля, без провода к земле. Ограничение выхода напряжением питания нарушает это приближение.
Non-inverting operational amplifier
Сигнал на положительном входе сохраняет полярность. Отрицательная обратная связь подаёт долю выхода на второй вход; идеальное усиление 1 + Rf/Rg. Rg соединён с землёй, Rf — с выходом. При требуемом выходе за пределами питания возникает ограничение; входные напряжения уже не обязаны совпадать.
NOT AND logic gate
NAND — NOT AND, И-НЕ: отрицание результата И. Выход равен логическому 0 только при двух входах 1; остальные определённые пары дают 1. Таблица истинности содержит четыре случая. Из NAND можно собрать другие функции; реальные элементы имеют пороги напряжения и задержку.
Monostable one-shot timer
Моностабильный означает одно устойчивое состояние покоя. Запуск создаёт временный импульс, затем таймер возвращается в покой. Идеальный 555 заряжает конденсатор до двух третей питания: T = ln(3) × R × C, около 1.099RC. R — сопротивление, C — ёмкость; ms — 1/1000 секунды. Ползунок времени выбирает точку одного импульса.
Comparator
Компаратор сравнивает два входных напряжения и выдаёт высокий или низкий уровень, а не увеличенную копию их разности. Опорное напряжение — образец для сравнения; порог — уровень смены решения. В этой неинвертирующей учебной модели вход выше опоры даёт 5 V, вход на опоре или ниже — 0 V. Правило равенства выбрано для модели: настоящему устройству мешают смещение, шум, задержка и особенности выхода. Шины питания — напряжения питающих соединений, ограничивающие выход.
Schmitt trigger
Триггер Шмитта переключается при двух разных входных порогах. Гистерезис означает зависимость выхода от предыдущего состояния: между порогами он помнит это состояние. Здесь вход не ниже 3 V устанавливает высокий выход, а вход не выше 2 V — низкий. Разница 1 V образует полосу гистерезиса. Положительная обратная связь возвращает часть выхода, усиливая переключение; реальные схемы могут так создавать два порога. Эта неинвертирующая модель задаёт пороги напрямую и не рассчитывает физические резисторы обратной связи.
Electromagnetic relay
Электромагнитное реле током катушки перемещает механические контакты, замыкающие или размыкающие другую цепь. NO — Normally Open, нормально разомкнутый контакт: открыт при отпущенной катушке. NC — Normally Closed, нормально замкнутый контакт: закрыт при отпущенной катушке. Катушка — индуктивность с сопротивлением обмотки; её цепь может быть электрически изолирована от контактов, но допустимые напряжение и ток ограничены. Опыт рассчитывает только спад тока катушки, а не движение контактов или подтверждённую изоляцию.
Flyback diode
Защитный диод создаёт путь циркуляции тока после отключения катушки постоянного тока. При обычном питании он включён в обратном направлении и блокирует ток: катод, на многих диодах отмеченный полосой, смотрит к плюсу катушки; анод — к переключаемому выводу. После отключения катушка меняет полярность напряжения, чтобы продолжить ток, и диод проводит. Модель задаёт прямое падение 0.7 V и сопротивление обмотки. Низкое напряжение ограничения может замедлить отпускание реле по сравнению с более высоким.
Electromotive Force
EMF — Electromotive Force, электродвижущая сила (ЭДС), наведённое напряжение в вольтах, а не механическая сила. Обратная ЭДС противодействует изменению тока при изменении магнитного поля катушки. При пассивном соглашении о знаках напряжение идеальной индуктивной части равно L × dI/dt: L — индуктивность, dI/dt — скорость изменения тока. У настоящей обмотки есть и резистивное падение напряжения. Защитный путь ограничивает напряжение при отключении, позволяя току продолжаться. Энергия поля рассеивается в обмотке и диоде, а не исчезает мгновенно.
Contact bounce
Дребезг контактов — короткая последовательность нежелательных замыканий и размыканий, пока механические контакты успокаиваются после переключения. Причина — движение контактов, а не смена решения компаратора около электрического порога. Подавление дребезга принимает состояние только после затухания колебаний, с помощью времени или подходящей схемы. Один гистерезис не гарантирует подавления переходов на полный уровень. Модель реле не рассчитывает движение и дребезг: гладкий спад тока не предсказывает их длительность.
Set Reset latch
SR — Set Reset, установка и сброс: установка записывает 1, сброс — 0. Защёлка хранит бит, двоичную цифру 0 или 1. Два элемента NOR (NOT OR, ИЛИ-НЕ) возвращают выходы на входы друг друга. Выход NOR равен 1 только при двух входах 0. Здесь логическая 1 — 5 V, а 0 — 0 V. S — установка, R — сброс, Q — сохранённый выход, Q̅ — противоположный выход при допустимом состоянии. При S = R = 0 обратная связь удерживает прежний бит. Две команды 1 делают оба выхода 0, нарушая их противоположность. Идеальные активные входы: команда действует при 1. S = R = 1 недопустимо; после отпускания обоих память неопределённа до отдельной команды. Выключение сбрасывает учебную модель в 0; начальное состояние настоящей защёлки не гарантировано. Задержек и помех нет. Кнопка «Отпустить оба входа» возвращает S и R в 0 одновременно.
NOT OR logic gate
NOR — NOT OR, ИЛИ-НЕ: результат ИЛИ затем отрицается. ИЛИ равно 1, если хотя бы один вход 1; NOR даёт 1 лишь при двух входах 0. Взаимная обратная связь двух NOR хранит бит. Один элемент сам по себе памяти не имеет. У реальных элементов есть пороги напряжения, задержки и пределы нагрузки.
Digital to Analog Converter
DAC — Digital to Analog Converter, цифро-аналоговый преобразователь, ЦАП: превращает число в напряжение. Лестница R–2R состоит из сопротивлений R и вдвое большего 2R. Бит равен 0 или 1. LSB — Least Significant Bit, младший бит с весом 1; MSB — Most Significant Bit, старший бит с весом 8. Четыре бита выбирают 16 уровней. b0–b3 — биты с весами 1, 2, 4 и 8. Код — их взвешенная сумма. Vout — выходное, Vref — опорное напряжение. Один шаг младшего бита — Vref/16. Код 15 ниже Vref на один шаг. Идеальная четырёхбитная лестница с буфером, повторяющим напряжение без нагрузки на лестницу. Выход без нагрузки, опорное Vref — 1–5 V. Ошибки резисторов, выбросы переключения, установление и пределы выходного тока не учитываются.
Least Significant Bit
LSB — Least Significant Bit, младший значащий бит, двоичная позиция с наименьшим весом. В этом четырёхбитном преобразователе b0 имеет вес 1 в коде. Смена только b0 с 0 на 1 повышает идеальный выход на Vref/16. Шаг описывает разрешение, а не гарантированную точность измерения.
Most Significant Bit
MSB — Most Significant Bit, старший значащий бит, позиция с наибольшим весом слова. Здесь b3 имеет вес 8. При остальных нулях b3 = 1 даёт код 8 и половину опорного напряжения. В этой четырёхбитной модели без знака он не обозначает знак числа: все коды неотрицательны.
Clock
Тактовый сигнал — повторяющийся сигнал времени; CLK — Clock, такт. Нарастающий фронт — переход с логического 0 на 1. Двоичный счётчик прибавляет единицу на каждый принятый фронт. Бит — двоичная цифра 0 или 1; четыре бита хранят 16 состояний от 0000 до 1111. Hz, герц, — циклы в секунду. n — число принятых фронтов. Счёт равен n по модулю 16, остатку деления на 16. Q0 — младший бит, Q3 — старший. При непрерывном счёте Q0 делает цикл за два фронта, Q3 — за шестнадцать. Выбери 0–32 уже принятых фронта или добавь один кнопкой такта. Это образец истории, не работающие автоматически часы. Частота задаёт установившиеся частоты выходов, а не выбранный счёт. Нет задержек и дребезга контактов. Кнопка такта останавливается на 32 принятых фронтах. Сброс начинает новый образец истории.
Exclusive OR
XOR — Exclusive OR, исключающее ИЛИ. Для двух двоичных входов выход равен 1, когда входы различаются, и 0, когда совпадают. Знак ⊕ обозначает эту операцию. Два высоких входа дают низкий выход. Здесь 0 и 1 — логические состояния; ток и задержка микросхемы не рассчитываются.
Truth table
Таблица истинности перечисляет все сочетания входов и соответствующие выходы. Двум двоичным входам нужны четыре строки, трём — восемь. Таблица описывает правило, а не последовательность переключений. Проверка всех строк помогает отличить правильную схему от случайно удачного опыта.
Half adder
Полусумматор складывает два однобитных числа и выдаёт бит суммы S и бит переноса C. Сумма — исключающее ИЛИ; перенос равен 1 только при двух единицах на входе. Полный результат равен S + 2C. Входа переноса от предыдущего разряда у него нет.
Carry bit
Бит переноса передаёт часть суммы в следующий двоичный разряд. 1 + 1 даёт двоичное 10: сумма 0, перенос 1. Сам перенос — двоичный уровень, но его вес относительно текущего разряда равен двум. C здесь означает перенос, а не ёмкость или коллектор транзистора.
Full adder
Полный сумматор складывает A, B и входящий перенос Cin. Выходы удовлетворяют A + B + Cin = S + 2Cout. Его можно собрать из двух полусумматоров и операции ИЛИ. Соединение выходящего переноса с входом следующего разряда позволяет складывать многоразрядные числа.
Carry input
Cin — Carry input, вход переноса из младшего двоичного разряда. Это третье слагаемое, а не сигнал разрешения. При A = B = 0 и Cin = 1 сумма равна 1, выходящий перенос — 0. Между реальными каскадами сигнал распространяется с задержкой.
Multiplexer
MUX — Multiplexer, мультиплексор: выбирает один вход и направляет его на выход. Здесь S = 0 выбирает A, S = 1 выбирает B. Схема не складывает и не усредняет входы. У настоящих микросхем могут быть дополнительное разрешение и ограничения напряжения и скорости.
Select input
Вход выбора указывает, какой сигнал проходит через мультиплексор. Управляющий бит не обязан совпадать с данными: S = 0 выбирает A даже при A = 1. В этом опыте S означает выбор; в сумматоре та же буква означает сумму. Смотри контекст схемы.
Binary decoder
Двоичный дешифратор превращает код в выбор выходной линии. Два бита выбирают одну из четырёх линий. Здесь код равен b0 + 2b1; E = 1 разрешает высокий выбранный выход, E = 0 отключает все. Полярность выходов и разрешения у других устройств может отличаться.
One-hot encoding
One-hot — код с ровно одной единицей среди нескольких битов. Четыре линии представляют четыре варианта; двоичному коду для этого нужны два бита. Отключённый дешифратор даёт все нули. Это состояние отключения, а не пятый вариант с одной единицей.
Parity bit
Бит чётности дополняет данные, делая число единиц чётным или нечётным. Здесь формируется чётная проверка: P = 1 при нечётном числе единиц в трёх битах данных. Получатель проверяет данные вместе с первоначально переданным P. Проверка не указывает, какой бит ошибочен.
Bit error
Ошибка бита меняет 0 на 1 или 1 на 0. Чётность обнаруживает нечётное число таких изменений в слове вместе с проверочным битом; чётное число может остаться незамеченным. Для опыта сохрани исходный переданный P: его пересчёт после изменения данных скрывает ошибку.
Inverting summing amplifier
Сумматор складывает входные сигналы. Op amp — Operational Amplifier, операционный усилитель: питаемая схема усиливает разность входов. Отрицательная обратная связь возвращает выход на вычитающий вход. Виртуальная земля держится около 0 V благодаря связи, без провода к земле. V1 и V2 — входные напряжения. Каждое создаёт ток через свой резистор. Токи складываются в резисторе обратной связи Rf. Модуль усиления g = Rf/10 kΩ; Vout меняет знак суммы. Идеальный усилитель с пределами ±12 V, два входных резистора по 10 kΩ. Ручка усиления задаёт сопротивление обратной связи. Шум, частотные пределы, нагрузка и погрешность резисторов не моделируются.
Virtual ground
Виртуальная земля — узел, удерживаемый около потенциала земли отрицательной обратной связью, а не проводом к земле. У идеального инвертирующего сумматора неинвертирующий вход заземлён; обратная связь меняет выход так, чтобы инвертирующий вход оставался около 0 V. Токи входов встречаются в узле суммирования и идут через резистор обратной связи. Это не дополнительный вывод земли и не источник питания. Приближение требует включённого усилителя с работающей обратной связью; достигнув пределов, усилитель может перестать удерживать узел около нуля.
Difference amplifier
Разностный усилитель вычитает один вход из другого. Op amp — Operational Amplifier, операционный усилитель, питаемая схема усиления разности. Синфазное напряжение — общая часть обоих входов. CMRR — Common Mode Rejection Ratio, коэффициент подавления синфазного сигнала: насколько хорошо схема подавляет общее относительно нужной разности. Разность входов — V2 − V1. Совпадение отношений сопротивлений даёт Vout = g × (V2 − V1). Одинаковое увеличение обоих входов не меняет разность. Идеальные четыре резистора с точно согласованными отношениями и пределы выхода ±12 V. Подавление общего идеально; рассогласование, диапазон входов, шум и частотные пределы не учитываются.
Common Mode Rejection Ratio
CMRR — Common Mode Rejection Ratio, коэффициент подавления синфазного сигнала: отношение усиления нужной разности к усилению нежелательного общего напряжения. Синфазная составляющая двух входов — их среднее (V1 + V2)/2. Одинаковая прибавка к обоим входам не меняет разность. Точное согласование отношений сопротивлений и идеальный Operational Amplifier, операционный усилитель, дают в уроке нулевое усиление общей составляющей: идеальный коэффициент неограничен. Реальное измерение CMRR не моделируется. Рассогласование резисторов и несовершенство усилителя превращают часть общего напряжения в ошибку выхода.
Integrator
Интегратор накапливает вход во времени. Op amp — Operational Amplifier, операционный усилитель: питаемая схема. Конденсатор обратной связи позволяет выходу помнить накопленный заряд. Начальное условие — стартовое значение, нужное для предсказания изменяющейся системы. Здесь выход начинает с 0 V. R обозначает сопротивление, C — ёмкость; RC — их произведение, временной масштаб, называемый постоянной времени. RC = 0.1 s задаёт масштаб накопления. При постоянном Vin требуемое Vout = −Vin × t/RC. t — время в секундах; 100 ms — 0.1 s. Минус меняет направление накопления. Постоянный вход, R = 10 kΩ, C = 10 µF. Ползунок выбирает момент, это не работающие часы. Требуемый выход ограничен ±10 V. Каждый расчёт начинается с 0 V; смещение и утечки не учитываются.
Initial condition
Начальное условие — стартовое значение, необходимое для предсказания меняющейся системы. У интегратора это начальное напряжение конденсатора и выхода Vout(0). Позднее напряжение равно начальному плюс накопленное действие входа. Урок фиксирует Vout(0) = 0 V при каждом расчёте. Ползунок времени выбирает новую точку от того же старта и не продолжает предыдущий запуск. Настоящий конденсатор может уже хранить заряд, поэтому его стартовое напряжение не всегда равно нулю.
Differentiator
Дифференциатор реагирует на скорость изменения сигнала, а не его конечную величину. Op amp — Operational Amplifier, операционный усилитель, питаемая схема. Линейный наклон — равномерное изменение напряжения за конечное время. Скорость нарастания — максимальное изменение выходного напряжения реального усилителя за единицу времени; здесь этот предел не моделируется. R обозначает сопротивление, C — ёмкость; RC — их произведение, временной масштаб, называемый постоянной времени. ΔV — полное изменение напряжения, T — длительность в секундах. Скорость входа ΔV/T, требуемый выход −RC × ΔV/T. Падающий наклон даёт положительный выход. Идеальный линейный наклон, R = 100 kΩ, C = 1 µF, RC = 0.1 s. Показан выход во время наклона, пределы ±10 V. Мгновенный скачок, начало и конец наклона, шум и частотные пределы не моделируются.
Slew rate
Slew rate, скорость нарастания выхода, — максимальная скорость изменения выходного напряжения настоящего усилителя. Это ограничение выхода, а не другое название скорости входного наклона. Схема может требовать быстрого изменения внутри пределов питания, за которым реальный выход не успеет. Дифференциатор конечного наклона вычисляет идеальный выход во время наклона; скорость нарастания, частотные пределы и поведение в начале и конце не моделируются. Изменение входа, делённое на длительность, задаёт его скорость, а не измеренный slew rate усилителя.
Sample and hold
Выборка и хранение — захват напряжения для дальнейшего использования. Конденсатор хранит выбранный образец; буфер повторяет его без отбора тока в модели. Спад хранения — изменение сохранённого напряжения со временем. Здесь резистор утечки к земле заставляет его убывать. R обозначает сопротивление, C — ёмкость; RC — их произведение, временной масштаб, называемый постоянной времени. Vsample — напряжение в начале хранения. Rleak — сопротивление утечки, C — ёмкость, τ = Rleak × C — постоянная времени. Vhold = Vsample × exp(−t/τ); exp(x) означает e в степени x. Выбираются начальная выборка и прошедшее время хранения; кнопки захвата и живой истории нет. C = 1 µF, утечка через 100–1000 kΩ. Пассивная RC-модель не учитывает другие утечки ключа, буфера и конденсатора.
Hold-voltage droop
Спад хранения, droop, — постепенное изменение сохранённого напряжения во время хранения выборки. Здесь конденсатор хранит начальную выборку, а параллельный резистор утечки к земле уводит заряд: Vhold = Vsample × exp(−t/(Rleak C)). Rleak — сопротивление, C — ёмкость, t — прошедшее время; exp(x) означает e в степени x. Произведение Rleak C — постоянная времени. Через одну постоянную остаётся около 36.8%. Это экспоненциальный спад выбранной пассивной утечки. У настоящих ключей, буферов и конденсаторов бывают другие утечки: не всякий спад экспоненциальный и описывается одним сопротивлением.
Window comparator
Компаратор сравнивает напряжения и выбирает высокий или низкий уровень. Оконный компаратор объединяет два сравнения: находится ли вход между нижним и верхним пределами. Ширина окна — их разность. Здесь высокий выход только строго внутри интервала. Vlow и Vhigh — нижний и верхний пороги. Vout = 5 V только при Vlow < Vin < Vhigh, иначе 0 V. Ширина окна Vhigh − Vlow. В модели переход границы меняет решение сразу. Идеальные уровни 0 V/5 V, без задержек, шума и памяти. Равенство на любой границе намеренно снаружи. Два предела не создают автоматически гистерезис, где прошлое состояние влияет на переключение.
Control deadband
Мёртвая зона управления — диапазон входа, где регулятор не предпринимает корректирующих действий. Она может исключать реакцию на малые отклонения, но смысл зависит от регулятора. Оконный детектор в этом уроке делает другое действие: выдаёт высокий уровень строго внутри допустимого диапазона. Гистерезис — зависимость переключения от предыдущего состояния, когда пороги при росте и падении могут различаться. Статическая мёртвая зона или два предела окна сами по себе не создают эту память. Урок проверяет интервал без регулятора и гистерезиса.
Hobby servo
Сервопривод объединяет двигатель, определение положения и внутреннее управление, чтобы направлять вал в заданную позицию. Импульс управляющего провода кодирует запрос. Урок намеренно связывает 1–2 ms с 0–180° при периоде 20 ms. Настоящие диапазоны, направление и калибровка различаются; команда на экране не измеряет вал и не моделирует механическую реакцию.
Pulse Width
Pulse Width — ширина импульса, время высокого уровня; здесь w в миллисекундах. ms означает millisecond, миллисекунду, 1/1000 секунды. Ширина отличается от периода, полного цикла, и заполнения, доли высокого времени в цикле. Команда положения сервопривода зависит от ширины; сама ширина не показывает потребляемую мотором мощность.
Control lead
Управляющий провод передаёт временную команду электронике сервопривода. Отдельные провода питания дают мотору энергию. Контроллеру и питанию нужен общий опорный потенциал для понимания сигнала. GND означает Ground, общую точку отсчёта схемы; тонкий сигнальный провод от этого не становится источником питания мотора. Ток питания и нагрузка в уроке не моделируются.
Stepper motor
Шаговый двигатель перемещает вал отдельными шагами, когда драйвер последовательно создаёт магнитные поля обмоток. Обмотка — катушка намотанного провода. Драйвер направляет силовые токи, команда задаёт величину и направление. Число запрошенных шагов не доказывает положение: мотор может пропустить шаг. Ползунок выбирает одну команду от нуля, не накопленное движение.
Full step
Полный шаг — одно целое продвижение выбранной последовательности управления. В примере он равен 1.8°, поэтому 200 шагов задают 360°. У других моторов угол другой. Направление задаёт знак угла и оборотов. Микрошаг делит электрическую последовательность мельче; здесь он не моделируется, а более мелкие команды сами по себе не гарантируют точности позиции.
Bipolar stepper drive
Биполярное управление меняет направление тока в каждой из двух независимых обмоток. Здесь «биполярное» описывает ток, а не области полупроводника транзистора. A и B — катушки, + и − — команды направления тока. Четыре состояния начинаются от выбранной фазы 0. Это функциональные команды, не измеренные токи или выводы конкретного драйвера.
Piezoelectric transducer
Piezo — сокращение piezoelectric, пьезоэлектрический. Такой материал меняет форму от напряжения; повторяющееся движение может колебать воздух и создавать звук. Пассивному пьезоизлучателю нужен внешний меняющийся сигнал. Механические резонансы и схема управления влияют на результат. Урок считает форму волны; короткий звук браузера не является откалиброванной моделью настоящего пьезо.
Pitch
Высота звука — воспринимаемый высокий или низкий тон. Для повторяющегося сигнала частота сильно влияет на высоту: больше циклов в секунду обычно звучит выше. Hz означает hertz, герц, один цикл в секунду. Высота не равна громкости. Заполнение меняет форму импульса без изменения частоты повторений; звучание зависит также от устройства и слушателя.
Square wave
Симметричный меандр переключает два уровня на равное время: заполнение 50%. Здесь уровни 0 и V; при 25% или 75% получаем общую прямоугольную волну. Период T — полный цикл, заполнение D — процент высокого времени. Среднее V × D/100 не является постоянным напряжением провода или мерой громкости пьезоэлемента.
Ultrasonic sound
Ультразвук — звук выше обычного диапазона слуха человека. Эхо — звук, отражённый обратно объектом. TOF — Time of Flight, время полёта волны. Выбранное время эха здесь включает путь до объекта и обратно. T — температура воздуха в градусах Цельсия, c — скорость звука, t — время пути туда-обратно в секундах. c = 331.3 + 0.606T. Расстояние = c × t/2: делим на два из-за обратного пути. 1 ms = 0.001 s; метры умножаем на 100 для сантиметров. Приближённая скорость в сухом воздухе при выбранных 0–40 °C. Вводится правильное эхо; препятствия, ложные отражения, влажность и неоднородность воздуха не рассчитываются. Это расчёт, не живой датчик.
Reflected sound
Эхо — звук, отражённый поверхностью обратно к приёмнику. Его задержка даёт длину пути при известной скорости. Возврат зависит от формы, ориентации и среды; несколько отражений могут запутать измерение. Урок начинается с выбранного правильного времени, а не рассчитывает, удастся ли обнаружить объект.
Time of Flight
TOF — Time of Flight, время полёта волны. Оно может обозначать путь в одну сторону или туда-обратно: это надо уточнять. Здесь задержка включает оба пути, поэтому расстояние = скорость × время/2. Температура задаёт приблизительную скорость в сухом воздухе, без полной модели влажности, ветра и отражений.
Wheatstone bridge
Мост Уитстона сравнивает два делителя напряжения из двух резисторов каждый. Баланс — равные напряжения середины, их разность нулевая. Vs — питание, Rs — выбранное сопротивление датчика. mV — millivolt, милливольт: 1 mV = 0.001 V. Слева Vleft = Vs/2. Справа Vright = Vs × Rs/(1000 + Rs). Показывается Vright − Vleft в милливольтах со знаком. Рост нижнего правого сопротивления повышает его середину. Три резистора 1000 Ω и выбранный 800–1200 Ω. Измерение без нагрузки: прибор не забирает ток. Усилитель, настоящая деформация, нагрев и погрешности не моделируются.
Bridge balance
Баланс моста — равные напряжения середин делителей, разность нулевая, даже если они не на земле. Должны совпасть отношения, не обязательно все четыре сопротивления. Здесь три резистора по 1000 Ω, поэтому четвёртый даёт баланс при 1000 Ω. Нулевая разность не означает нулевое питание.
Strain gauge
Тензорезистор — сопротивление, меняющееся при растяжении или сжатии материала, к которому он прикреплён. Относительная деформация — изменение длины, делённое на исходную. Мост превращает изменение сопротивления в разность напряжений. Урок выбирает сопротивление напрямую, без калибровки и измерения силы, веса или деформации. Реальный результат также зависит от температуры и крепления.
Universal Asynchronous Receiver/Transmitter
UART — Universal Asynchronous Receiver/Transmitter, универсальный асинхронный приёмопередатчик: передаёт биты по очереди без общего провода тактов. Байт — восемь битов. Baud, бод — символы в секунду; здесь двоичный символ несёт один бит. 8N1 — восемь битов данных, No parity, без проверочного бита чётности, один стоп-бит. LSB — Least Significant Bit, младший значащий бит с наименьшим весом, передаётся первым. ASCII — American Standard Code for Information Interchange, американский стандартный код обмена информацией: 7-битный код символов. 65 — A, 85 — U; 255 вне ASCII. Ожидание 1. Кадр: старт 0, данные b0…b7, стоп 1; всего десять периодов. Время бита = 1000000/baud в µs, кадра = 10000/baud в ms. Промежутки ожидания не включены. Статический логический кадр, не работающий передатчик или приёмник. µs — микросекунда, 0.000001 s; ms — миллисекунда, 0.001 s. Ошибки времени, электрические уровни, шум и проверка ошибок не моделируются.
Baud rate
Baud, бод, считает символы в секунду, не переходы между уровнями. В двоичной модели UART символ несёт один бит, поэтому боды равны полному числу битов в секунду. Кадр 8N1 занимает десять периодов для восьми данных. При 9600 бод без дополнительных пауз это максимум 960 байт/с. Содержимое байта не меняет период.
American Standard Code for Information Interchange
ASCII — American Standard Code for Information Interchange, американский стандартный код обмена информацией: 7-битные коды 0–127. Некоторые обозначают управление, а не печатный знак. A — 65, U — 85; в восьмибитном байте их старший бит нулевой. 255 вне стандартного ASCII. UART переносит биты, не выбирая их символьный смысл.