Шукай електронні компоненти, скорочення й позначення схем. Читай зрозумілі визначення та переходь до пов’язаних дослідів.
Нічого не знайдено. Спробуй скорочення або коротше слово.
Series circuit
Послідовне з’єднання — один шлях без розгалужень. R1 і R2 додаються; резистори не витрачають струм. I = 5 / (R1 + R2). Більший опір отримує більшу напругу. Перестановка резисторів не змінює струм. V(R2) — напруга на R2.
Parallel circuit
Паралельні гілки з’єднані з тими самими двома вузлами й отримують по 5 В. Вузол — неперервне електричне з’єднання. I(R1) = 5/R1, I(R2) = 5/R2. Загальний струм — їхня сума. Менший опір гілки дає більший струм; додавання гілки збільшує струм джерела.
Potentiometer / wiper
Потенціометр — змінний резистор із трьома виводами. Рухомий контакт — повзунок. Він ділить доріжку 10 кОм на верхню R1 та нижню R2. Vout = 5 × положення/100. R1 + R2 залишається 10 кОм, тож струм живлення — 0,5 мА. Ручка змінює співвідношення, а не загальний опір.
Diode / anode / cathode
Діод проводить переважно в одному напрямку. D — діод, R — обмежувальний резистор. Риска на символі — катод; інший вивід — анод. Прямий струм — (5 − 0,7)/R. Перевернутий діод у моделі блокує струм. V(D) вимірюється від анода до катода й при зворотному ввімкненні від’ємне. Реальний діод має межу зворотної напруги.
NTC — Negative Temperature Coefficient / thermistor
NTC — Negative Temperature Coefficient, від’ємний температурний коефіцієнт: при нагріванні опір падає. Термістор — термочутливий резистор. Тут він ділить напругу з постійними 10 кОм. R(T) = 10000 × exp[3950 × (1/(T + 273.15) − 1/298.15)]. Формула використовує абсолютну температуру в кельвінах. Нагрівання зменшує верхній опір і збільшує Vout. Реальний датчик потребує калібрування. Бета — константа моделі, що задає температурну чутливість. K — кельвін, одиниця абсолютної температури. exp(x) — число e (приблизно 2,718) у степені x. Для досліду не потрібно рахувати це вручну.
Light-emitting diode
Напівпровідникова деталь, що випромінює світло за прямого струму. У цій схемі резистор обмежує цей струм.
Light-dependent resistor
Резистор, чутливий до світла. У моделі більше світла означає менший опір; другий резистор перетворює цю зміну на напругу.
n-type / p-type / n-type transistor
N–P–N позначає три області напівпровідника: n-типу, p-типу, n-типу. Основні носії в n-області — електрони, у p-області — дірки. Тут малий струм бази керує струмом світлодіода.
Resistor–capacitor circuit
R — опір, C — ємність. Разом вони задають швидкість зміни напруги конденсатора.
Analog-to-digital converter
ADC — Analog-to-digital converter, аналого-цифровий перетворювач: вимірює напругу й видає число. Аналогова величина змінюється неперервно, цифрова подана окремими кодами. Опорна напруга задає діапазон. Перетворювач не створює сигнал датчика; його вхід має бути в дозволених межах.
B — база, C — колектор, E — емітер: три виводи транзистора. База керує провідністю; струм світлодіода йде через колектор та емітер.
VBE — напруга бази відносно емітера; VCE — колектора відносно емітера. Другий вивід є точкою відліку. Ib та Ic — струми бази й колектора.
Rb — резистор бази; Rc — резистор колекторної гілки. R1 та R2 позначають різні резистори, а не їхні номінали.
V — вольт, напруга; A — ампер, струм; mA = 0,001 A. Ω — ом, опір; kΩ = 1000 Ω. F — фарад, ємність; µF = 0,000001 F. s — секунда; W — ват, потужність. I — струм; Vs — живлення; Vf — пряма напруга діода; Vout — вихідна напруга; Vc — напруга конденсатора; τ = R × C — стала часу.
Electrical power / watt
Потужність — швидкість передавання енергії. Ват (W) дорівнює одному джоулю енергії за секунду. За сталих напруги й струму P = V × I: напруга помножена на струм. Резистор перетворює електричну енергію на тепло; номінальна потужність обмежує безпечне нагрівання.
Pull-up resistor
Резистор з’єднує вхід із плюсом живлення й задає високий рівень за розімкненої кнопки. Високий рівень — напруга, яку читають як логічну 1. Кнопка на землю створює низький рівень, логічний 0; резистор обмежує струм через кнопку.
Floating input
Вхід плаває, коли ніщо не задає його напругу. Малі струми витоку й сусідні електричні сигнали можуть змінювати показання. Розімкнена кнопка сама не гарантує логічного 0. Підтягування до плюса або землі задає початковий стан.
Pulse-width modulation
PWM — Pulse-width modulation, широтно-імпульсна модуляція: сигнал багаторазово вмикається й вимикається. Частка ввімкненого часу змінює середню подачу енергії навантаженню. Висота імпульсів залишається повною; сталу проміжну напругу отримують фільтром. Навантаження й керувальна схема мають межі струму.
Duty cycle
Коефіцієнт заповнення — час увімкнення, поділений на тривалість повного періоду, зазвичай у відсотках. Для імпульсів між 0 і 5 В заповнення 25% дає середню за часом напругу 1,25 В. Це не гарантує такої самої частки видимої яскравості.
Frequency / hertz
Частота — кількість повторень за секунду. Герц (Hz) означає один цикл за секунду. Період — тривалість одного циклу: частота = 1/період. Для 100 Гц період дорівнює 10 мс; мілісекунда — одна тисячна секунди.
Resolution / bit depth
Роздільна здатність показує, наскільки дрібно перетворювач ділить діапазон. Біт — двійкова цифра 0 або 1. N-розрядний перетворювач має 2^N кодів: 8 біт дають 256. Більше кодів означає менший крок, але не автоматично більшу точність чи відсутність завад.
Quantization
Квантування відносить неперервне вимірювання до одного зі скінченного набору кодів. Мала зміна напруги може не змінити код. В ідеальному N-розрядному перетворювачі ширина кроку — діапазон/2^N. Невизначеність існує навіть з ідеальними деталями; реальні межі залежать від пристрою.
Resistor–capacitor low-pass filter
RC — Resistor–capacitor, резистор і конденсатор. Послідовний резистор та конденсатор від виходу до землі пропускають повільні зміни й послаблюють швидкі. Напруга конденсатора не стрибає миттєво. Залежності припускають ідеальне джерело й слабке навантаження виходу.
Cutoff frequency
Для ідеального резисторно-конденсаторного фільтра частота зрізу — 1/(2πRC): R — опір в омах, C — ємність у фарадах, π приблизно 3,1416. На зрізі амплітуда вихідної синусоїди — близько 70,7% вхідної. Вище цієї частоти вихід не зникає різко.
555 timer
555 — мікросхема таймера для одного імпульсу чи повторюваних імпульсів. Зовнішні резистори й конденсатор задають час. У стандартному включенні внутрішні порівняння використовують приблизно третину та дві третини напруги живлення. Різні версії 555 мають різні робочі межі.
Operational amplifier
Операційний підсилювач підсилює різницю напруг на входах + і −. Повернення частини виходу на вхід − дозволяє задати підсилення. Підсилення — відношення зміни виходу до зміни входу. Можливості обмежені живленням, вхідним діапазоном, швидкістю й вихідним струмом.
Voltage buffer / voltage follower
Повторювач — операційний підсилювач, у якого вихід з’єднано з входом −, а сигнал подано на +. У робочих межах вихід повторює напругу, майже не забираючи струм від джерела. Він зменшує вплив навантаження, але не створює необмеженої потужності.
Voltage comparator
Компаратор визначає, яка з двох вхідних напруг вища, і перемикає вихід. Він перетворює плавний сигнал датчика на рішення ввімкнути/вимкнути. Допустимі входи й підключення виходу залежать від деталі; операційний підсилювач не завжди є придатною заміною.
Hysteresis
Гістерезис задає різні пороги ввімкнення й вимкнення. Між ними вихід зберігає попередній стан. Це запобігає частим перемиканням через завади біля межі. Наприклад, температурний контролер може вмикатися за 30 °C, а вимикатися за 28 °C.
Metric prefixes and units
Префікс змінює масштаб: мілі (m) — 1/1000, мікро (µ) — 1/1000000, нано (n) — 1/1000000000. mW (milliwatt, міліват) вимірює потужність; ms (millisecond, мілісекунда) — час. nF (nanofarad, нанофарад) і µF (microfarad, мікрофарад) вимірюють ємність: здатність конденсатора зберігати заряд на кожен вольт. Hz (hertz, герц) — цикли за секунду. Біт (binary digit) — двійкова цифра 0 або 1.
Internal resistance
Джерело подають ідеальною напругою та послідовним внутрішнім опором Ri. Струм навантаження створює спад I × Ri й втрати I² × Ri. Така еквівалентна схема, модель Тевеніна, не розраховує хімію та час роботи батареї.
Wheatstone bridge
Чотири резистори утворюють два подільники напруги. Різниця середніх напруг показує дисбаланс; однакові відношення опорів дають нуль. Датчик змінює одне плече, підлаштувальний резистор відновлює баланс. Вимірювач моделі не навантажує подільники.
Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor
MOSFET — Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor, польовий транзистор зі структурою метал–оксид–напівпровідник. Напруга затвор–витік VGS керує каналом між стоком і витоком; носії n-каналу — електрони. RDS(on) — опір відкритого каналу. Поріг означає початок провідності, а не гарантований малий опір. VDS — напруга стік–витік; тут витік має 0 V.
Zener diode
Стабілітрон розрахований на зворотний пробій. Послідовний резистор обмежує струм і дозволяє утримувати напругу поблизу заданої. Струми навантаження й стабілітрона ділять струм джерела. Замалий струм порушує стабілізацію, завеликий створює надмірну потужність втрат.
Resistor Capacitor high-pass filter
RC — Resistor Capacitor, резистор–конденсатор. Послідовний конденсатор і резистор до землі краще пропускають швидкі зміни; вихід знімають із резистора. Без навантаження зріз fc = 1/(2πRC), передача на зрізі близько 70.7%. Стала складова в ідеальному усталеному режимі не проходить.
Resistor Inductor circuit
Котушка зберігає енергію в магнітному полі й протидіє зміні струму. RL — Resistor Inductor, резистор–котушка; стала часу τ = L/R. L — індуктивність у генрі, mH — 1/1000 H. Енергія L × I²/2; mJ — 1/1000 джоуля. Розрив струму може створити велику напругу; вимкнення тут не моделюється.
Resistor Inductor Capacitor circuit
RLC — Resistor Inductor Capacitor, резистор–котушка–конденсатор. У послідовному колі із синусоїдою реактивний опір котушки XL зростає з частотою, а конденсатора XC падає. Він пов’язаний зі зберіганням енергії та вимірюється в омах. При f0 = 1/(2π√(LC)) реактивності компенсуються, струм обмежує резистор. Резонанс не створює енергію.
Full-wave bridge rectifier
AC — Alternating Current, змінний струм, який змінює напрям. DC — Direct Current, струм одного напряму; величина може пульсувати. Міст із чотирьох діодів проводить обидві півхвилі через навантаження однаково; одночасно працюють два діоди. Пульсації вдвічі частіші за вхідні цикли; згладжування потребує додаткового фільтра.
Inverting operational amplifier
Операційний підсилювач із живленням і від’ємним зворотним зв’язком змінює полярність сигналу. Лінійне ідеальне підсилення −Rf/Rin. Якщо другий вхід заземлений, інвертувальний близький до 0 V: віртуальна земля без дроту до землі. Обмеження виходу живленням порушує це наближення.
Non-inverting operational amplifier
Сигнал на додатному вході зберігає полярність. Від’ємний зворотний зв’язок подає частину виходу на другий вхід; ідеальне підсилення 1 + Rf/Rg. Rg з’єднаний із землею, Rf — з виходом. Якщо потрібний вихід за межами живлення, він обмежується; напруги входів уже не обов’язково збігаються.
NOT AND logic gate
NAND — NOT AND, І-НЕ: заперечення результату І. Вихід дорівнює логічному 0 лише за двох входів 1; решта визначених пар дає 1. Таблиця істинності має чотири випадки. З NAND складають інші функції; реальні елементи мають пороги напруги й затримку.
Monostable one-shot timer
Моностабільний означає один стійкий стан спокою. Запуск створює тимчасовий імпульс, після якого таймер повертається до спокою. Ідеальний 555 заряджає конденсатор до двох третин живлення: T = ln(3) × R × C, приблизно 1.099RC. R — опір, C — ємність; ms — 1/1000 секунди. Повзунок часу вибирає точку одного імпульсу.
Comparator
Компаратор порівнює дві вхідні напруги й видає високий або низький рівень, а не збільшену копію їхньої різниці. Опорна напруга — зразок для порівняння; поріг — рівень зміни рішення. У цій неінвертувальній навчальній моделі вхід вище опори дає 5 V, а на опорі чи нижче — 0 V. Рівність — обране правило моделі: у справжнього пристрою важливі зсув, шум, затримка й будова виходу. Шини живлення — напруги живильних з’єднань, що обмежують вихід.
Schmitt trigger
Тригер Шмітта перемикається за двох різних вхідних порогів. Гістерезис означає залежність виходу від попереднього стану: між порогами він пам’ятає цей стан. Тут вхід не нижче 3 V встановлює високий вихід, а не вище 2 V — низький. Різниця 1 V утворює смугу гістерезису. Позитивний зворотний зв’язок повертає частину виходу, підсилюючи перемикання; реальні схеми можуть так створити два пороги. Неінвертувальна модель задає пороги без розрахунку фізичних резисторів зворотного зв’язку.
Electromagnetic relay
Електромагнітне реле струмом котушки рухає механічні контакти, які замикають або розмикають інше коло. NO — Normally Open, нормально розімкнений контакт: відкритий за відпущеної котушки. NC — Normally Closed, нормально замкнений контакт: закритий за відпущеної котушки. Котушка — індуктивність з опором обмотки; її коло може бути електрично ізольоване від контактів, але допустимі напруга й струм обмежені. Дослід обчислює лише спад струму котушки, а не рух контактів чи підтверджену ізоляцію.
Flyback diode
Захисний діод забезпечує шлях циркуляції струму після вимкнення котушки постійного струму. За звичайного живлення він увімкнений у зворотному напрямку й блокує струм: катод, на багатьох діодах позначений смужкою, спрямований до плюса котушки; анод — до перемикального виводу. Після вимкнення котушка змінює полярність напруги, щоб продовжити струм, і діод проводить. Модель задає пряме падіння 0.7 V та опір обмотки. Низька напруга обмеження може сповільнити відпускання реле порівняно з вищою.
Electromotive Force
EMF — Electromotive Force, електрорушійна сила (ЕРС): наведена напруга у вольтах, а не механічна сила. Зворотна ЕРС протидіє зміні струму під час зміни магнітного поля котушки. За пасивної угоди про знаки напруга ідеальної індуктивної частини дорівнює L × dI/dt: L — індуктивність, dI/dt — швидкість зміни струму. Справжня обмотка має й резистивне падіння напруги. Захисний шлях обмежує напругу під час вимкнення, дозволяючи струму тривати. Енергія поля розсіюється в обмотці та діоді, а не зникає миттєво.
Contact bounce
Брязкіт контактів — коротка послідовність небажаних замикань і розмикань, поки механічні контакти заспокоюються після перемикання. Причина — рух контактів, а не зміна рішення компаратора біля електричного порога. Усунення брязкоту приймає стан після згасання коливань, за допомогою часу чи відповідного кола. Сам гістерезис не гарантує усунення переходів на повний рівень. Модель реле не обчислює рух і брязкіт: плавний спад струму не передбачає їхньої тривалості.
Set Reset latch
SR — Set Reset, установлення та скидання: записують 1 та 0. Защіпка зберігає біт, двійкову цифру 0 або 1. Два елементи NOR (NOT OR, АБО-НІ) повертають виходи на входи один одного. NOR дає 1 лише за двох входів 0. Тут логічна 1 — 5 V, а 0 — 0 V. S — установлення, R — скидання, Q — збережений вихід, Q̅ — протилежний у допустимому стані. За S = R = 0 зворотний зв’язок утримує біт. Дві команди 1 роблять обидва виходи 0. Ідеальні активні входи: команда діє за 1. S = R = 1 недопустимо; після відпускання обох пам’ять невизначена до окремої команди. Вимкнення скидає навчальну модель у 0; початковий стан справжньої защіпки не гарантовано. Затримок і завад немає. Кнопка «Відпустити обидва входи» повертає S і R у 0 одночасно.
NOT OR logic gate
NOR — NOT OR, АБО-НІ: результат АБО заперечується. АБО дорівнює 1 за хоча б одного входу 1; NOR дає 1 лише за двох входів 0. Взаємний зворотний зв’язок двох NOR зберігає біт. Один елемент сам пам’яті не має. Реальні елементи мають пороги напруги, затримки й межі навантаження.
Digital to Analog Converter
DAC — Digital to Analog Converter, цифро-аналоговий перетворювач, ЦАП: число стає напругою. Драбинка R–2R поєднує опори R і вдвічі більший 2R. Біт — 0 або 1. LSB — Least Significant Bit, молодший біт із вагою 1; MSB — Most Significant Bit, старший із вагою 8. Чотири біти вибирають 16 рівнів. b0–b3 мають ваги 1, 2, 4, 8; код — їхня зважена сума. Vout — вихідна, Vref — опорна напруга. Крок молодшого біта — Vref/16. Код 15 на крок нижчий за Vref. Ідеальна чотирибітна драбинка з буфером, що повторює напругу без навантаження драбинки. Вихід без навантаження, опорна Vref — 1–5 V. Похибки опорів, викиди перемикання, час усталення й межі струму не враховані.
Least Significant Bit
LSB — Least Significant Bit, молодший значущий біт, двійкова позиція з найменшою вагою. У цьому чотирибітному перетворювачі b0 має вагу 1 у коді. Зміна лише b0 з 0 на 1 підвищує ідеальний вихід на Vref/16. Крок описує роздільність, не гарантію точності вимірювання.
Most Significant Bit
MSB — Most Significant Bit, старший значущий біт, позиція з найбільшою вагою слова. Тут b3 має вагу 8. За решти нулів b3 = 1 дає код 8 і половину опорної напруги. У цій беззнаковій чотирибітній моделі це не біт знака: усі коди невід’ємні.
Clock
Такт — повторюваний сигнал часу; CLK — Clock, тактовий сигнал. Наростальний фронт — перехід логічного 0 в 1. Двійковий лічильник додає одиницю за кожен прийнятий фронт. Біт — двійкова цифра 0 або 1; чотири біти мають 16 станів від 0000 до 1111. Hz, герц, — цикли за секунду. n — кількість прийнятих фронтів. Рахунок — n за модулем 16, залишок ділення на 16. Q0 — молодший, Q3 — старший біт. За безперервної лічби Q0 робить цикл за два фронти, Q3 — за шістнадцять. Вибери 0–32 вже прийнятих фронти або додай один кнопкою такту. Це зразок історії, не автоматичний годинник. Частота задає усталені частоти виходів, а не вибраний рахунок. Затримок і брязкоту контактів немає. Кнопка такту зупиняється на 32 прийнятих фронтах. Скидання починає новий зразок історії.
Exclusive OR
XOR — Exclusive OR, виключне АБО. Вихід двох двійкових входів дорівнює 1, коли вони різні, і 0, коли однакові. Знак ⊕ позначає цю операцію. Дві одиниці дають нуль. Тут 0 та 1 — логічні стани; струм і затримку мікросхеми не обчислюємо.
Truth table
Таблиця істинності перелічує всі поєднання входів і відповідні виходи. Для двох двійкових входів потрібно чотири рядки, для трьох — вісім. Це правило, а не порядок перемикань. Перевірка всіх рядків відрізняє правильну схему від випадково вдалого налаштування.
Half adder
Напівсуматор додає два однобітні числа й утворює суму S та перенос C. Сума — виключне АБО; перенос дорівнює 1 лише за двох одиниць. Результат дорівнює S + 2C. Входу переносу з попереднього розряду він не має.
Carry bit
Біт переносу передає частину суми до наступного двійкового розряду. 1 + 1 дає двійкове 10: сума 0, перенос 1. Перенос — двійковий стан із вагою два відносно поточного розряду. C тут означає перенос, а не ємність чи колектор транзистора.
Full adder
Повний суматор додає A, B та вхідний перенос Cin. A + B + Cin = S + 2Cout. Його можна скласти з двох напівсуматорів та операції АБО. Вихід переносу одного розряду, підключений до входу наступного, дозволяє додавати багаторозрядні числа.
Carry input
Cin — Carry input, вхід переносу з молодшого розряду. Це третій доданок, а не дозвіл роботи. За A = B = 0 та Cin = 1 сума дорівнює 1, вихідний перенос — 0. У реальних каскадах сигнал поширюється із затримкою.
Multiplexer
MUX — Multiplexer, мультиплексор: вибирає один вхід для виходу. Тут S = 0 вибирає A, S = 1 вибирає B. Він не додає й не усереднює сигнали. Реальні пристрої можуть мати окремий дозвіл та обмеження напруги й швидкості.
Select input
Вхід вибору визначає, які дані проходять через мультиплексор. Керувальний біт не обов’язково збігається з даними: S = 0 вибирає A навіть за A = 1. Тут S означає вибір; у суматорі ця літера означає суму. Враховуй контекст.
Binary decoder
Дешифратор перетворює двійковий код на вибір вихідної лінії. Два біти вибирають одну з чотирьох. Тут код b0 + 2b1, E = 1 дозволяє високий вибраний вихід, E = 0 вимикає всі. Полярність інших пристроїв може відрізнятися.
One-hot encoding
One-hot — код із рівно однією одиницею серед групи бітів. Чотири лінії представляють чотири варіанти, а двійковому коду достатньо двох бітів. Вимкнений дешифратор дає всі нулі: це вимкнення, а не п’ятий варіант з однією одиницею.
Parity bit
Біт парності доповнює дані до парної або непарної кількості одиниць. Тут P = 1 за непарної кількості одиниць у трьох бітах даних, щоб разом стало парне число. Одержувач перевіряє дані з початковим переданим P. Парність не визначає помилковий біт.
Bit error
Помилка біта змінює 0 на 1 або навпаки. Парність виявляє непарну кількість змін у слові разом із перевірним бітом; парна кількість може пройти непоміченою. Збережи початковий переданий P для досліду: перерахунок після пошкодження даних приховує помилку.
Inverting summing amplifier
Суматор додає входи. Негативний зворотний зв’язок повертає вихід на віднімальний вхід. Віртуальна земля має близько 0 V завдяки зв’язку, а не дроту до землі. Op amp — Operational Amplifier, операційний підсилювач: живлена схема, що підсилює різницю двох входів. V1 і V2 створюють струми через окремі резистори. Струми додаються в Rf. Модуль підсилення g = Rf/10 kΩ; Vout змінює знак суми. Ідеальний вихід ±12 V, два входи через 10 kΩ. Підсилення задає опір зворотного зв’язку; шуму, навантаження й похибок немає.
Virtual ground
Віртуальна земля — вузол, який утримується біля потенціалу землі від’ємним зворотним зв’язком, а не дротом до землі. Неінвертувальний вхід ідеального суматора заземлено; зв’язок змінює вихід, утримуючи інвертувальний вхід біля 0 V. Вхідні струми зустрічаються у вузлі сумування й течуть через резистор зворотного зв’язку. Це не додаткова клема землі чи джерело живлення. Наближення потребує ввімкненого підсилювача з дієвим зв’язком; на межі виходу напруга вузла може змінитися.
Difference amplifier
Різницевий підсилювач віднімає входи. Синфазна напруга — їхня спільна частина. CMRR — Common Mode Rejection Ratio, коефіцієнт придушення синфазного сигналу: придушення спільного відносно підсилення потрібної різниці. Op amp — Operational Amplifier, операційний підсилювач: живлена схема, що підсилює різницю двох входів. Різниця V2 − V1, вихід Vout = g × (V2 − V1). Рівне збільшення обох входів не змінює результат за узгоджених відношень опорів. Чотири резистори з двома точно узгодженими відношеннями опорів, вихід ±12 V. Придушення спільного ідеальне; похибки, діапазон входів і швидкість не моделюються.
Common Mode Rejection Ratio
CMRR — Common Mode Rejection Ratio, коефіцієнт придушення синфазного сигналу: відношення підсилення потрібної різниці до підсилення спільної небажаної напруги. Синфазна складова двох входів — середнє (V1 + V2)/2. Однаковий приріст входів не змінює різницю. Узгоджені відношення опорів та ідеальний Operational Amplifier, операційний підсилювач, дають нульове підсилення спільної складової, тому ідеальне відношення необмежене. Реальне вимірювання CMRR не моделюється. Неузгоджені резистори й недосконалий підсилювач перетворюють частину спільного сигналу на похибку.
Integrator
Інтегратор накопичує вхід у часі. Конденсатор зворотного зв’язку зберігає накопичений заряд. Початкова умова — стартове значення для прогнозу змінної системи; тут вихід починає з 0 V. Op amp — Operational Amplifier, операційний підсилювач: живлена схема, що підсилює різницю двох входів. R означає опір, C — ємність; RC — їхній добуток, масштаб часу, який називають постійною часу. RC = 0.1 s. Для сталого Vin потрібний Vout = −Vin × t/RC. t у секундах; 100 ms = 0.1 s. Мінус обертає напрям накопичення. Сталий вхід, R = 10 kΩ, C = 10 µF, вихід ±10 V. Повзунок обирає момент, не запускає годинник. Кожен розрахунок починає з 0 V; витоки й зсув не враховані.
Initial condition
Початкова умова — стартове значення для передбачення системи, що змінюється в часі. Для інтегратора це початкова напруга конденсатора та виходу Vout(0). Подальший вихід дорівнює початковому значенню плюс накопичена дія входу. Урок щоразу фіксує Vout(0) = 0 V. Повзунок часу обирає нову точку від цього самого початку, а не продовжує попередню спробу. Реальний конденсатор може вже мати заряд; початкова напруга не обов’язково нульова.
Differentiator
Диференціатор реагує на швидкість зміни, не кінцеве значення. Лінійний нахил — рівномірна зміна напруги за скінченний час. Швидкість наростання — межа зміни виходу реального підсилювача за час; її тут немає. Op amp — Operational Amplifier, операційний підсилювач: живлена схема, що підсилює різницю двох входів. R означає опір, C — ємність; RC — їхній добуток, масштаб часу, який називають постійною часу. ΔV — повна зміна, T — час у секундах. Швидкість ΔV/T, потрібний вихід −RC × ΔV/T. Спадний нахил дає додатний вихід. Ідеальний нахил, R = 100 kΩ, C = 1 µF, RC = 0.1 s. Показ під час нахилу, межі ±10 V. Миттєвий стрибок, краї нахилу, шум і частотні межі не моделюються.
Slew rate
Slew rate, швидкість наростання виходу, — найбільша швидкість зміни вихідної напруги реального підсилювача. Це межа виходу, не інша назва нахилу входу. Навіть у межах напруги живлення справжній вихід може не встигати за потрібною швидкою зміною. Наш диференціатор обчислює ідеальний вихід під час скінченного нахилу й не моделює slew rate, частотні межі та поведінку на початку й наприкінці. Зміна входу, поділена на тривалість, є швидкістю входу, а не виміряною межею підсилювача.
Sample and hold
Вибірка й зберігання захоплює напругу для подальшого використання. Конденсатор зберігає зразок; буфер повторює його без струму входу в моделі. Спад зберігання — зміна збереженої напруги. Тут опір витоку до землі спричиняє спад. R означає опір, C — ємність; RC — їхній добуток, масштаб часу, який називають постійною часу. Vsample — початкова напруга, Rleak — опір витоку. Постійна часу τ = Rleak × C. Vhold = Vsample × exp(−t/τ); exp(x) — e у степені x. Вибираються початкова напруга й час зберігання; кнопки захоплення чи живої історії немає. C = 1 µF, витік 100–1000 kΩ. Інші витоки справжніх ключів, буферів і конденсаторів не враховані.
Hold-voltage droop
Спад зберігання, droop, — поступова зміна утримуваної напруги. Тут конденсатор зберігає початковий зразок, а паралельний резистор витоку до землі відводить заряд: Vhold = Vsample × exp(−t/(Rleak C)). Rleak — опір, C — ємність, t — минулий час; exp(x) означає e у степені x. Добуток Rleak C — постійна часу. Через одну постійну залишається близько 36.8%. Обраний пасивний витік дає експоненційний спад. У реальних ключів, буферів і конденсаторів можливі інші витоки; не кожен спад є експоненційним чи описується одним опором.
Window comparator
Компаратор порівнює напруги та обирає високий чи низький рівень. Віконний компаратор перевіряє, чи вхід між нижньою та верхньою межами. Ширина вікна — їхня різниця. Тут високий вихід лише строго всередині. Vlow і Vhigh — пороги. Vout = 5 V лише за Vlow < Vin < Vhigh, інакше 0 V. Ширина Vhigh − Vlow. Перетин межі одразу змінює рішення. Ідеальні рівні 0 V/5 V, без шуму, затримок і пам’яті. Рівність на межі виключена. Дві межі самі не створюють гістерезис, залежність рішення від попереднього стану.
Control deadband
Мертва зона керування — інтервал входу, в якому регулятор не виконує коригування. Вона може усувати реакцію на малі відхилення, але її значення залежить від регулятора. Віконний детектор цього уроку показує високий рівень строго всередині дозволеного інтервалу. Гістерезис означає залежність перемикання від попереднього стану: пороги при зростанні й спаданні можуть відрізнятися. Статична мертва зона або дві межі вікна самі не створюють цю пам’ять. Урок перевіряє інтервал без регулятора та гістерезису.
Hobby servo
Сервопривід поєднує двигун, визначення положення та внутрішнє керування для спрямування вала до цілі. Імпульс керувального проводу кодує запит. Урок навмисно пов’язує 1–2 ms із 0–180° за періоду 20 ms. Справжні діапазони, напрямок і калібрування різні; показана команда не вимірює вал і не моделює механічну реакцію.
Pulse Width
Pulse Width — ширина імпульсу, час високого рівня; тут w у мілісекундах. ms означає millisecond, мілісекунду, 1/1000 секунди. Ширина відрізняється від періоду, повного циклу, та заповнення, частки високого часу. Команда положення сервопривода залежить від ширини; сама ширина не показує споживану мотором потужність.
Control lead
Керувальний провід передає часову команду електроніці сервопривода. Окремі проводи живлення дають мотору енергію. Контролеру та живленню потрібен спільний опорний потенціал. GND означає Ground, точку відліку схеми; сигнальний провід від цього не стає джерелом живлення мотора. Струм живлення й навантаження не моделюються.
Stepper motor
Кроковий двигун переміщує вал окремими кроками, коли драйвер послідовно створює магнітні поля обмоток. Обмотка — котушка намотаного проводу. Драйвер направляє силові струми, команда задає величину й напрямок. Кількість замовлених кроків не доводить положення: мотор може пропустити крок. Повзунок обирає одну команду від нуля, не накопичений рух.
Full step
Повний крок — одне ціле просування вибраної послідовності керування. Тут це 1.8°, отже 200 кроків задають 360°. Інші двигуни мають інші кути. Напрямок визначає знак кута й обертів. Мікрокрок ділить електричну послідовність дрібніше; тут він не моделюється, а дрібніші команди самі не гарантують точнішого положення.
Bipolar stepper drive
Біполярне керування змінює напрямок струму в кожній із двох незалежних обмоток. Тут слово описує струм, не напівпровідникові області транзистора. A й B — котушки, + та − — команди напрямку струму. Чотири стани починаються з обраної фази 0. Це функціональні команди, не виміряні струми або виводи конкретного драйвера.
Piezoelectric transducer
Piezo — скорочення piezoelectric, п’єзоелектричний. Матеріал змінює форму від напруги; повторний рух може коливати повітря й створювати звук. Пасивному п’єзовипромінювачу потрібен зовнішній змінний сигнал. Механічні резонанси та схема керування впливають на результат. Урок рахує хвилю; короткий звук браузера не є відкаліброваною моделлю справжнього п’єзо.
Pitch
Висота звуку — сприйнятий високий або низький тон. Для повторного сигналу частота сильно впливає на висоту: більше циклів за секунду зазвичай звучить вище. Hz означає hertz, герц, один цикл за секунду. Висота не є гучністю. Заповнення змінює форму без зміни частоти повторень; звучання залежить також від пристрою та слухача.
Square wave
Симетричний меандр перемикає два рівні на рівний час: заповнення 50%. Тут це 0 і V; 25% або 75% дають загальну прямокутну хвилю. Період T — повний цикл, заповнення D — відсоток високого часу. Середнє V × D/100 не є сталою напругою проводу чи мірою гучності п’єзоелемента.
Ultrasonic sound
Ультразвук — звук вище звичайного людського слуху. Луна — звук, відбитий назад об’єктом. TOF — Time of Flight, час польоту хвилі. Обраний час тут охоплює шлях туди й назад. T — температура Цельсія, c — швидкість звуку, t — час туди-назад у секундах. c = 331.3 + 0.606T; відстань c × t/2. Ділимо на два через повернення. 1 ms = 0.001 s; метри × 100 дають сантиметри. Наближення для сухого повітря, 0–40 °C. Обирається правильна луна; перешкоди, хибні відбиття й вологість не моделюються. Це розрахунок, не живий датчик.
Reflected sound
Луна — звук, відбитий поверхнею до приймача. Затримка вказує довжину шляху за відомої швидкості. Форма, орієнтація й середовище впливають на повернення; кілька відбиттів плутають вимірювання. Урок починає з обраного правильного часу, не передбачає виявлення об’єкта.
Time of Flight
TOF — Time of Flight, час польоту хвилі. Він може бути однобічним або туди-назад; домовленість треба назвати. Тут затримка охоплює обидва шляхи, тому відстань = швидкість × час/2. Температура задає наближену швидкість сухого повітря без повного опису вологості, вітру та відбиттів.
Wheatstone bridge
Міст Вітстона порівнює два дільники напруги, по два резистори кожен. Баланс — рівні напруги середини, нульова різниця. Vs — живлення, Rs — обраний опір датчика. mV — millivolt, мілівольт: 0.001 V. Зліва Vleft = Vs/2, справа Vright = Vs × Rs/(1000 + Rs). Різниця Vright − Vleft у мілівольтах зі знаком. Більший нижній правий опір підвищує середину. Три резистори 1000 Ω та обраний 800–1200 Ω. Вимірювач не споживає струм. Підсилювач, реальна деформація, нагрів і похибки відсутні.
Bridge balance
Баланс — рівні напруги середин дільників, нульова різниця навіть не на землі. Потрібні рівні відношення, не обов’язково чотири однакові опори. Тут три по 1000 Ω, тому четвертий балансує при 1000 Ω. Нуль різниці не означає нуль живлення.
Strain gauge
Тензорезистор змінює опір при розтягуванні чи стисканні матеріалу, до якого прикріплений. Відносна деформація — зміна довжини, поділена на початкову. Міст перетворює опір на різницю напруг. Урок обирає опір напряму без калібрування, вимірювання сили, ваги або деформації. Реальний результат залежить і від температури та кріплення.
Universal Asynchronous Receiver/Transmitter
UART — Universal Asynchronous Receiver/Transmitter, універсальний асинхронний приймач-передавач: біти по черзі без спільного тактового дроту. Байт — вісім бітів. Baud, бод — символи за секунду, тут один біт у символі. 8N1 — вісім бітів даних, No parity, без перевірочного біта парності, один стоп-біт. LSB — Least Significant Bit, молодший значущий біт із найменшою вагою, йде першим. ASCII — American Standard Code for Information Interchange, американський стандартний код обміну інформацією: 7-бітні символи. 65 — A, 85 — U, 255 поза ASCII. Очікування 1, старт 0, дані b0…b7, стоп 1: десять періодів. Біт = 1000000/baud µs; кадр = 10000/baud ms. Паузи очікування не включені. Статичний логічний кадр, не живий передавач. µs — мікросекунда, 0.000001 s; ms — мілісекунда, 0.001 s. Шум, електричні рівні й похибки часу не моделюються.
Baud rate
Baud, бод, рахує символи за секунду, не переходи рівнів. У двійковому UART символ містить один біт, тому боди дорівнюють повній бітовій швидкості. 8N1 має десять періодів для восьми даних: 9600 бод без пауз дає до 960 байт/с. Значення байта не змінює період.
American Standard Code for Information Interchange
ASCII — American Standard Code for Information Interchange, американський стандартний код обміну інформацією: 7-бітні значення 0–127. Частина керує діями, а не друкує знак. A — 65, U — 85; старший біт восьмибітного байта нульовий. 255 поза стандартним ASCII. UART переносить біти, не обирає їхній зміст.