Me preguntaba qué desarrollos se hacen hoy en los componentes eléctricos.
¿Los fabricantes intentan que los componentes eléctricos que venden se acerquen lo más cerca posible al modelo ideal? Entonces, por ejemplo, ¿el objetivo de sus resistencias fijas es comportarse de acuerdo con la ley de Ohm para el rango más amplio de valores y frecuencias de voltaje? ¿O hay beneficios para el comportamiento no lineal que difiere del modelo ideal en algunos casos de uso?
Sí, pero con un presupuesto.
Por ejemplo, en el caso de las resistencias, hay varias tolerancias disponibles que le indican en qué medida el valor real de ohmios puede diferir del valor establecido. La tolerancia del 5% solía ser estándar, en estos días el 1% no es significativamente más caro. Si quieres una resistencia de tolerancia de 0.001% tendrás que pagar más. Cosas similares se aplican al coeficiente de temperatura de las resistencias.
Las resistencias tienen un coeficiente de temperatura de resistencia. Alambre-herida resistencias tienen inductancia. La composición de las resistencias tienen inductancia también, pero más como cualquier pieza de alambre tiene la inductancia.
Los condensadores tienen una resistencia en serie, las fugas y la sensibilidad a la temperatura.
Los inductores tienen una resistencia en serie y puede tener importantes de la derivación de la capacitancia y de la magnetización de la no-linealidad.
Todos los componentes pasivos tienen un valor de tolerancia. Todos se venden en diversos grados y tipos a distintos precios, para ofrecer soluciones a los no-comportamiento ideal para aplicaciones que requieren algo mejor.
Los componentes activos y dispositivos similares deficiencias con muchas variaciones de producto y diseño de métodos que se utilizan para compensar.
A menudo, pero lo de siempre, el objetivo es replicar el comportamiento de un componente ideal, al menos durante algún intervalo de frecuencia, voltaje, temperatura, lo que sea.
A veces, sin embargo, los fabricantes intencionalmente apartan del ideal debido a un cierto grado de "no ideal" comportamiento es deseable para la aplicación típica de un componente. Considere la posibilidad de derivación/condensadores de desacoplamiento. Si usted ha trabajado por mucho tiempo en la electrónica, usted sabe de la necesidad de la capacitancia entre la alimentación y la tierra de su circuito.
Por ejemplo, desde una perspectiva del fabricante, TDK tiene una línea de controlado-ESR los capacitores cerámicos destinados a alimentación omitiendo/disociación. Aunque un capacitor ideal tiene cero resistencia serie equivalente, la velocidad de sedimentación globular de estos condensadores es intencionalmente moderada. De hecho, han gastado más dinero en cada componente, con el fin de aumentar la velocidad de sedimentación globular, y por lo tanto, la tapa es incluso más allá de los supuestos ideales de sus otros MLCC tapas. Si alguna vez has diseñado o se especifica el rendimiento de un sistema de distribución de energía, usted sabrá que demasiado alto ESR significa que su derivación de las tapas no son eficaces, pero demasiado bajos de la VSG puede crear resonancias en su sistema de alimentación, aumento de la tensión de ondulación. MLCCs a menudo tienen problemáticamente baja ESR, por lo que TDK está tratando de hacer que los componentes que resolver este problema.
Desde la perspectiva de un ingeniero de la aplicación de las tapas de bypass, es mejor elegir con pérdida (por ejemplo, X5R, X7R dieléctricos) de el alto-Q C0G tipos: el sistema de alimentación tiene menos onda. Estaban haciendo un filtro de RF, tal vez la alta Q tapas sería un mejor equilibrio.
Así que a veces los componentes son intencionalmente no-ideal, ya que es lo mejor para el circuito de aplicación típica. He encontrado que es mejor para comprender los tipos de no-ideales comportamiento exhibido por determinados componentes y tratar de "diseño" para el circuito.
Hacer que los fabricantes de tratar de hacer que los componentes eléctricos que se venden como cerca de el modelo ideal como sea posible?
Por supuesto que no. Hacerlo sería un enorme desperdicio de tiempo, esfuerzo y dinero. Sólo para hacer las partes que son lo suficientemente buenos para hacer el trabajo a sus clientes necesitan para - nada más acaba de subir el precio y hacer que sus productos no competitivos.
Tomar un simple resistor por ejemplo. ¿Cuáles son sus características ideales? Cero tolerancia, cero capacitancia y la inductancia, estable y lineal infinita de tensión, la energía infinita de la disipación, de infinito actual manejo etc. Pero incluso si un dispositivo era posible sería groseramente sobre-especificado para la mayoría de los diseños. Algunas personas pueden necesitar una resistencia que puede manejar 1MW en 500kV, otros quizás solo necesita 1/4W a 5V, pero nadie quiere pagar más de lo que deben.
En todos los casos, el circuito es (o debería ser) diseñado para trabajar con la práctica de los componentes que no tienen las características ideales - a veces mucho. Y a veces el circuito es en realidad diseñado para tomar ventaja de ella. Un transistor no funciona como cualquier 'ideal' de componente - pero todavía es útil. Los transistores tienen generalmente muchas de las tolerancias, y todos los indeseados características que harían un idealista llorar. Un típico circuito puede tener docenas de otras partes, cuyo único propósito es compensar el transistor del 'defectos'. Pero que sigue siendo más barato que tratar de hacer un más "ideal" de componente.
La principal razón para querer 'ideal' de los componentes es hacer el diseño del circuito más fácil. Sin embargo, en la práctica no tiene que ser perfecto, sólo lo suficientemente bueno que el circuito funciona como se pretende. Los amplificadores se utilizan a menudo en los circuitos que podría funcionar mejor con componentes discretos, pero sería más difícil para el diseño. Muchos productos de uso mayor de los estándar de la industria' de las partes simplemente porque a los diseñadores están más familiarizados con ellos, y los fabricantes siguen a los saques en los millones de personas que a pesar de ser sustituido por el más moderno de piezas con mejores características.
Si hay una razón por qué alguien querría una más ideal versión de algo y es posible mejorar en un diseño ya existente. Incluso si la nueva cosa que sería muy caro, así que siempre y cuando haya suficiente demanda para ello, entonces por supuesto que habrá hecho.
A pesar de que muchos de los nuevos diseños y mejoras se basan en hacer que las cosas más pequeñas, más eficiente de la energía, etc, mientras que el mantenimiento de los actuales niveles de ideal-ness.
También existe el problema de que muchos de los componentes de múltiples características y lo que crees que es más "ideal" en su aplicación podría ser menos para otras aplicaciones.
Entonces usted tiene componentes que no han sido diseñados para un uso en mente, pero resultó ser bueno para un poco de uso. Y, por supuesto, la gente hace uso de los defectos en las cosas como una característica para hacer lo que nunca disparate se imaginaron.
Así que empieza a ponerse borrosa como para lo que es una versión ideal de algo que realmente es. Además, no podemos producir copias exactas de las cosas, siempre hay una cierta cantidad de variación. Así que siempre tiene que haber un cierto nivel de tolerancia.
Creo que los ejemplos más obvios de cosas que hacer para conservar mejor son la conversión de la energía y de los motores eléctricos. Donde su entrada a la salida ratios han mejorado mucho en los últimos años y también el consumo de energía, seguimos recibiendo cosas que tomar menos y menos energía para hacer lo mismo.
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