Nous avons résumé le contenu du livre qui traite de la transformée de Fourier, des signaux analogiques et numériques, et des concepts de base des circuits afin de faciliter la compréhension du domaine embarqué.
Il explique les caractéristiques et le principe de fonctionnement des composants tels que les résistances, les condensateurs, les inductances et les transistors, et présente des concepts tels que pull-up, pull-down et collecteur ouvert.
Il peut aider à acquérir les connaissances de base nécessaires à la conception et à la compréhension des systèmes embarqués, et à comprendre le rôle et l'interaction des composants de circuits électroniques.
J'ai étudié l'ingénierie électronique, mais pendant mes études, je n'ai pas réfléchi à la signification et à la nécessité de chaque cours, je me suis juste concentré sur l'obtention de bonnes notes. Naturellement, à la fin du semestre et pendant les vacances, il ne restait plus rien dans ma tête… ㅜ_ㅜ
J'ai trouvé ce livre en cherchant des informations sur l'embarqué, et en le parcourant rapidement, j'ai trouvé sa structure très bien pensée. Il explique le domaine complexe de l'embarqué de manière simple, mais le contenu est profond et riche.
Cette fois-ci, j'ai envie d'ancrer un peu de connaissance dans mon cerveau, alors je vais résumer le contenu du livre sur mon blog !!!
C'est parti !
Chapitre 1 Hardware Collage - Lecture de schémas
1. Signal et fréquence
Qu'est-ce que la transformée de Fourier ?
Tous les signaux peuvent être représentés par une somme de Cos ou Sin !! → En fin de compte, cela revient à décomposer le signal par fréquence.
Prenons l'exemple d'une fonction carrée,
Du point de vue de la fréquence, une fonction carrée se transforme en fonction sinc. Cela signifie que la fonction carrée est composée d'une infinité de sinusoïdes continues, et que l'amplitude et la période des sinusoïdes proches de la fréquence 0 sont longues, tandis que celles des sinusoïdes plus éloignées sont courtes.
En regardant ainsi du point de vue de la fréquence, on peut vérifier de combien de fréquences est composé un signal et analyser l'amplitude et la grandeur de chaque signal.
En allant sur ce site, vous pouvez comprendre plus facilement la transformée de Fourier !!! (N'hésitez pas à changer la forme d'onde pour une onde carrée !)
2. Signal analogique et signal numérique & Masse
Un signal analogique est généralement composé de composantes AC et DC (courant alternatif et courant continu), ACreprésente un signal dont la polarité change, et DCreprésente un état stable. Dans la partie 1, nous avons appris que tous les signaux peuvent être créés en additionnant plusieurs signaux de différentes fréquences. Autrement dit, tout signal analogique peut être créé en additionnant plusieurs composantes fréquentielles.
Un signal numérique est principalement composé d'une composante DC. En d'autres termes, un signal numérique est aussi un type de signal analogique. Cependant, une valeur seuil est définie, et si la valeur est supérieure à cette valeur, elle est considérée comme High, et si elle est inférieure, elle est considérée comme Low.
Lorsqu'un signal numérique passe de 0 à 1 ou de 1 à 0, il provoque un rebondissement, ce qui peut poser problème dans les systèmes numériques (tension plus faible ou erreur de reconnaissance). Il faut donc tenir compte de ce point lors de la conception.
GND = GROUND représente le 0V de référence et peut aussi signifier le pôle négatif d'une batterie. GND est le point où tout le courant se concentre, et sert de point de référence pour distinguer 0 et 1.
3. Théorie des circuits ultra-simplifiée
Résistance : Une résistance permet de limiter la quantité de courant qui traverse un circuit ! Lorsqu'un courant traverse une résistance, une tension égale à la résistance multipliée par le courant est perdue. En formule, cela s'écrit V=IR
Condensateur : Un condensateur est un composant qui laisse passer les composantes AC (courant alternatif) mais bloque les composantes DC (courant continu). En d'autres termes, la résistance qu'il oppose varie en fonction de la fréquence des composantes AC et DC. dV/dt = I / C Autrement dit, plus le taux de variation de la tension dans le temps est élevé, plus le condensateur laisse passer le courant facilement, et sa résistance est faible. Si la valeur de C augmente, le courant augmente !!
Une autre propriété du condensateur est sa capacité à stocker et à décharger le courant.
Inducteur : Un inducteur empêche le courant de varier. V = L dI/dt Autrement dit, seul le courant basse fréquence peut passer. Cela signifie qu'il peut bloquer les variations brusques du signal. Autrement dit, plus L est grand, plus le courant est faible !!
En résumé, pour une tension donnée, on peut contrôler l'intensité du courant,
Pour une résistance R, plus R est grande, plus le courant est faible, Pour un condensateur C, plus C est petit, plus le courant est faible, Pour un inducteur L, plus L est grand, plus le courant est faible.
Du point de vue de la fréquence, pour des valeurs RLC données, R n'est pas affecté par la fréquence, C a une résistance plus faible aux fréquences élevées (le courant est plus important), L a une résistance plus élevée aux fréquences élevées (le courant a du mal à passer).
Filtre !
Filtre passe-bas (LPF) : un filtre qui ne laisse passer que les composantes basses fréquences. Les bruits étant généralement des composantes hautes fréquences, les filtres passe-bas sont souvent utilisés.
Un condensateur ne laisse pas passer le courant continu, donc il se comporte comme un circuit ouvert. Ainsi, VinDC = DoutDC
Lorsqu'un condensateur laisse passer le courant alternatif, il se comporte comme un court-circuit. Dans ce cas, l'intensité du courant qui traverse le circuit dépend de la valeur de la résistance R. Par conséquent, pour réduire l'intensité du courant, c'est-à-dire la chaleur dissipée, on peut augmenter la valeur de la résistance R.
Transistor
Le transistor sert à contrôler l'intensité du courant à volonté !
B est la base, E est l'émetteur et C est le collecteur. Lorsque B est activé, il connecte E et C pour faire passer le courant, et lorsqu'il est désactivé, il coupe le courant. Alors, comment contrôle-t-on l'intensité du courant ? En appliquant une tension plus ou moins élevée entre B et E !!
En fonction de la tension appliquée à la base, on obtient une zone de saturation, une zone active et une zone de coupure. Zone active : la zone où le courant entre C et E varie fortement en fonction de l'entrée de B ! Zone de coupure : la zone où la tension de B est trop faible pour que le courant puisse circuler entre C et E ! Zone de saturation : la zone où la tension de B est trop élevée pour que le courant puisse circuler davantage entre C et E !
Les deux fonctions du transistor découlent de cela : amplification et commutation !
La commutation utilise les zones de coupure et de saturation,
L'amplification utilise la zone active.
4. Pull up, Pull down, & Open Collector
Low Active est indiqué par CS(chip Select)_, /, etc. et signifie qu'il fonctionne lorsque la tension est basse. Inversement, High Active signifie qu'il fonctionne lorsque la tension est haute.
Comme le montre l'illustration, si la puce numérique a une résistance élevée, en Low Active, Pull up signifie que lorsque l'interrupteur est en position On, la valeur 0 est appliquée à la puce numérique, et Pull down signifie que lorsque l'interrupteur est en position Off, la valeur High est appliquée à la puce. En High Active, c'est l'inverse !!
Pull up et Pull down sont des fonctions qui déterminent le niveau par défaut. Dans la réalité, une puce comme celle de l'exemple peut être activée par une petite charge électrostatique. Si cette puce actionne un canon, cela peut poser un gros problème.
Le transistor peut jouer le même rôle que Pull up et Pull down.
