入力/出力の観点から回路図を解釈する方法[終了]

私は趣味で電子工学を勉強するプログラマーです（しかし、楽しみのためだけでなく、真面目なものです）。私はデジタルエレクトロニクスについての合理的な知識があると思います。たとえば、プロセッサ、単純なGPU、ネットワークカード、RAMコントローラーなどをVHDLで記述してから、FPGAについて説明しました。デジタルエレクトロニクスに関しては、これが私がこれまでに得た知識です。

今、私はアナログ電子工学の知識を向上させたいです。これまでのところ、トランジスタ、bjtアンプ、オペアンプ、RLC回路、パッシブフィルターとアクティブフィルター、単純な線形フォント、および555などのいくつかの古典的なICについて研究してきました。

しかし、私がまだ欠けているのは、次の意味でのアナログ回路図を読んで理解する能力です。デジタル回路図を見ると、入力と出力の場所、回路を流れるデータの流れと方法を簡単に識別できます。各ステージは入力信号を変換します。たとえば、次の画像は入力と出力の点で簡単に推論できます。

しかし、アナログ回路図を読むとき、注意深く検討しても、自分で回路図をブロック/パーツに分割することはできません。たとえば、次の回路図（SPMS）：

直列接続と並列接続が非常に多いため、また回路の一部で電流が双方向に流れる可能性があるため、入力と出力の観点から考えるのは困難です。

だからここに私の質問があります：デジタル回路図（論理ゲートなど）と同じように、アナログ回路図を入出力の観点から読み取って解釈する方法はありますか？またはアナログ回路の場合、回路について推論する別の方法がありますか？言い換えると、アナログ回路図を読み取って解釈するための体系的な方法、アルゴリズム的な方法はありますか、それとも各回路にアドホック分析が必要ですか？電気エンジニアが使用する抽象化はありますか？

これまでに試みたこと：信号の抽象化を使用する回路について推論する。（入力/出力インピーダンスのため）バッファーの観点から回路を分割しようとしますが、これはこれまでのところうまくいきません。私はまた、最初にICを調べ、次にその周りのディスクリートコンポーネントを調べることで、回路を分割しようとしました。それから私はICのデータシートに行き、そこでの指示を読みます。しかし、すべての回路にICが搭載されているわけではないため、これもすべてのケースで機能するわけではありません。

私の目標は、次のとおりです。回路図が与えられたら、機能ブロック（フィルター、アンプなど）を識別してみます。上記のSPMSのような複雑さの回路図を設計できるようにするには（私にとってこれが最も重要な目標です）。どちらの場合も、あるステージが別のステージにどのように接続されているかを理解する必要があります。

私の質問が少しあいまいな場合は、ご容赦ください。私が言ったように、私は電気技師ではなくプログラマーであり、まだキーワードや概念が不足しています。できれば、質問の改善にご協力ください。

それはすべてパターン識別に関するものであり、より簡単な回路図を見て、そこから構築することでそれを得ることができます。一般に、人々はかなり限られたオプションのセットからデザインパターンを選択するため、いくつかを認識したら、デザインのどの部分が何をしているかを理解し始めることができます。その後、それらを「無視」して、知らない部分を理解することに集中できます。

回路図の実際のレイアウトが問題になることがよくあります。たとえば、SMPS回路図では、長方形のスペースにぴったり収まるように作成されているため、一部のパターンはテキストの配置にありません。練習し、練習し、練習し、助けが必要なときはここに尋ねてください:)

回路図へのコンテキストは、回路への最初のルートを提供します。

たとえば、SMPSを説明しました。定義により、これは電源入力を取り、安定化されたDC出力を提供します。左上に「INPUT FILTER」、右上に「DC OUTPUT」という単語が見つかるまで、回路図をスキャンする必要があります。

その回路内には、個別に入力と出力があり、全体の機能を実行するために一緒に接続されている多くのブロックがあります。ここで、部品の識別はあなたの友人であり、それらを数回ググリングした後、すぐに番号に慣れるでしょう。TL494と78L05は、それぞれスイッチモードコントローラーと低電力電圧レギュレーターです。それらのデータシートを読むと、パーツの機能とピン機能がわかります。

デジタルとアナログで選択した例はやや極端です。RAMとALUとペリフェラルの間をバスが通過するMCUの回路図を投稿した場合、一般的なアイデアが得られます。探しているものがわからなければ、入力や出力は明らかではありません。ABCロジック関数の複雑さの類似するアナログは、TL494と78L05の間のどこかにあります。SMPSに相当するものはMCUです。

数値に慣れ、データシートにgoogleを使用し、機能ブロック（SPIペリフェラルなど）に分解し、シンプルに始め、たくさんの練習をします。新しいフィールドに入るときに頭が爆発するのはまったく正常です。

あなたはしている可能性がある研究オペアンプと555Sを、しかし、あなたはしている内蔵され、そこから何を？エレクトロニクスは本当に実用的な分野です。ブレッドボードとDMMを取得したくない場合は、少なくとも回路シミュレータで遊んでください。私はプログラミングマニュアルを読んで理解していると思いますが、「Hello World」の機能を超えて何かを理解するまで、理解できなかったことがわかりました。

コンピュータープログラムのように、最初から最後まで何らかのアルゴリズムで評価できるフローチャートのようなものを探していると思います。回路図がマシンの機能を説明することを期待しています。しかし、電気技師は回路図を見て、機械がどのように構築されているかを確認します。彼は経験、コンテキスト、およびその他のリソースを使用して、それが何をしてどのように機能するかを確認します。

あなたが提供するデジタル「回路図」は、回路図を超えた一歩です。電源はどこですか？どんなICを使っていますか？どのICがどのゲートにありますか？ピン番号は何ですか？デカップリングコンデンサはどうですか？コネクタ？ESD保護？

同様の抽象化レベルの回路図がアナログ回路には存在できないとは何も言われていません。たとえば、これは非常に基本的なソフトウェア定義のラジオです。

^{この回路のシミュレーション – CircuitLabを使用して作成された回路図}

これが別のSoftrock Lite IIです。

唯一の違いは、回路図に存在する詳細の量です。入力と出力が明確な機能ブロックに回路を蒸留します。もう1つは、回路内の各物理コンポーネントの完全な説明と、それらの接続方法を示しています。

入力と出力に関して回路図を解釈する方法を尋ねました。機能ブロックを示すような回路図であれば、簡単です。

しかし、それが電子回路を示すようなものである場合、それは一般的には不可能です。電子回路は、時計やジェットエンジン、鉛筆削りなどの機械です。回路図は青写真のようなものです。機械の動作ではなく、機械の構築方法を示します。回路図はフローチャートではありません。電子コンポーネントは、コンピュータプログラムの指示のように、一度に1つずつ実行されることはありません。彼らは一度にすべてを実行します。回路図のラインは、必ずしも一端が入力に接続され、他端が出力に接続されているとは限りません。情報の流れを示すものではありません。むしろ、電気的に言えば、2つの部分が「接触」していることを示すだけです。