Elektroniikka
Elektroniikka on sähkötekniikan osa, joka perustuu elektronien liikkeen ohjaamiseen. Elektroniikka sisältää sähköisten laitteiden suunnittelua, rakentelua, käyttöä ja tutkimista. Elektroniikan aikakausi alkoi vuonna 1902 John Ambrose Flemingin keksittyä tyhjiödiodin, jolloin hän myös loi elektroniikan käsitteen.[1]
Laajempia määritelmiä ovat antaneet alaa tutkivat insinöörit sekä standardointijärjestö. Suomen Akatemian tieteen keskustoimikunnan elektroniikkajaoston mietintö vuodelta 1974 on seuraavanlainen: ”Elektroniikka on teknologia, jossa puolijohdeainetta, elektroniputkia ja muita elektronisia komponentteja käytetään hyväksi toteutettaessa mitä erilaisimpia järjestelmiä, tiedonsiirtoa ja käsittelyä, koneistojen automaattista valvontaa ja ohjausta ynnä prosessisuureiden niin tieteellistä kuin käytännöllistäkin mittausta varten.”
Sähköalan kansainvälinen standardisoimisjärjestö International Electrotechnical Commission (IEC) sanoi vuonna 1956, että ”elektroniikka on se tieteen ala, joka käsittelee sähkön johtumista tyhjiössä, kaasussa ja puolijohteessa sekä näihin ilmiöihin perustuvien laitteiden sovellutuksissa.”
Yhdysvaltain sähkö- ja elektroniikkainsinöörit taas määrittelevät, että "elektroniikka on se tieteen ja tekniikan ala, joka käsittelee ihmisen aistin ja aivojen korvaamista ja täydentämistä laitteilla, jotka keräävät ja käsittelevät informaatiota, siirtävät sen haluttuun paikkaan, jossa ohjaavat koneita tai esittävät informaatiota ihmisen käytettäväksi."
Sähkövoimatekniikassa elektroniikan sovelluksia ovat muun muassa taajuusmuuttajat ja HVDC-merikaapelit.
Elektroniikka-aloja
[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]Elektroniikan mittaus- ja testauslaitteita
[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]
Elektroniikassa käytetään monia erityisiä sähköteknisiä mittalaitteita, joilla voidaan mitata ja tarkkailla erilaisia sähköisiä ilmiöitä elektronisissa laitteissa. Useat mittaus- ja testauslaitteet ovat itsekin elektronisia laitteita, vaikka vanhat mittalaitteiden periaatteet saattavatkin olla sähkömekaanisia.
Sähköisten suureiden mittaamiseen käytettyjä laitteita ovat:
- virtamittari
- galvanometri (nykymuodossaan kiertokäämimittari), jolla voidaan mitata sähkövirtaa
- pihtivirtamittari, jota käytetään johtimessa kulkevan virran mittaamiseen johtimen ulkopuolelta
- jännitemittari
- yleismittari, jolla voi mitata jännitettä, virtaa ja vastusta.
- LCR-mittari, jolla voi mitata induktanssia, kapasitanssia ja vastusta
- eristysvastusmittari
Seuraavilla laitteilla voidaan tutkia elektroniikan ilmiöitä ja komponenttien toimintaa:
- logiikka-analysaattori (digitaalisten piirien testaamiseen)
- oskilloskooppi, joka piirtää kuvaajan jännitteen, virran tai vastuksen muuttumisesta ajan suhteen.
- spektrianalysaattori, jolla mitataan signaalin amplitudia taajuuden funktiona.
Seuraavilla laitteilla voidaan tuottaa testaamisessa tarvittavia herätesignaaleita tutkittaville laitteille:
Tutkittavalle laitteelle käyttöjännitettä tuottamaan voidaan käyttää laboratoriovirtalähdettä.
Elektroniikan komponentit
[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]Elektroniikan piireissä käytetään elektronisten, aktiivisten komponenttien lisäksi passiivisia komponentteja, joista osa on toiminnaltaan lineaarisia.
Liitoskomponentit
[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]Johtimet ja kaapelit:
Liittimet:
- banaaniliitin
- BNC-liitin
- D-liitin
- DIN-liitin
- N-liitin
- piirilevyliitin
- puristusliitin
- RCA-liitin
- SMA-liitin
- kytkentärima
Passiiviset komponentit
[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]
Passiivisiksi komponenteiksi kutsutaan komponentteja, jotka kuluttavat energiaa.
- kytkin
- muuntaja
- vastus
- PTC- ja NTC -termistorit
- VDR eli varistori
- LDR eli valovastus
- potentiometri eli säätövastus
- kondensaattori
- kela
- yhteismuotokuristin (CMC)
- sulake
- ylijännitesuoja (TVS)
- kide
Aktiiviset komponentit
[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]
Aktiiviseksi komponentiksi kutsutaan komponenttia, joka tuottaa energiaa tai osallistuu aktiivisesti piirin sähköiseen toimintaan. Tyypillisiä esimerkkejä ovat jännite, virta- ja teholähteet, esimerkiksi paristo tai komponentit, joilla saadaan aikaan vahvistusta. Mikropiirit ovat laajoja toimintoja sisältäviä aktiivisia komponentteja.
Aktiiviset puolijohdekomponentit:
- transistori
- BJT eli bipolaarinen transistori
- FET eli kanavatransistori
- tyristori
- GTO, Gate Turnoff Thyristor
- Triac
- IGBT
Puolijohdekomponentit
[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]Puolijohdekomponentteja ovat mm. aktiiviset puolijohdekomponentit kuten transistorit ja seuraavat komponentit:
- DIAC
- diodi
- laserdiodi
- Schottky-diodi
- tunnelidiodi
- hohtodiodi eli LED
- fotodiodi
- zenerdiodi
- kapasitanssidiodi
- transienttisuojadiodi
Analogiset piirit
[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]Digitaaliset piirit
[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]- loogiset portit
- rekisterit
- A/D-muuntimet
- D/A-muuntimet
- multiplekseri
- enkooderi
- dekooderi
- laskuri
- summain
- logiikkapiiriperheet
- LVDS-signaalit
Piirirakenteita
[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]- tasasuuntaaja, vaihtosuuntaaja ja taajuusmuuttaja
- modulaattori ja ilmaisin (modulaation)
- oskillaattori
- taajuussekoitin
- suodattimet
- alipäästösuodatin
- ylipäästösuodatin
- kaistanpäästösuodatin
- kaistanestosuodatin
- kokopäästösuodatin
- vaihelukittu silmukka (PLL)
- huippuarvoilmaisin
- virtageneraattori
- optoerotin
Elektroniikan käsitteitä
[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]Sähköisiä suureita ja yksiköitä
[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]- resistanssi R, yksikkö ohmi Ω
- reaktanssi X, yksikkö ohmi Ω
- impedanssi Z, yksikkö ohmi Ω
- induktanssi L, yksikkö henry H
- kapasitanssi C, yksikkö faradi F
- sähkövaraus Q, yksikkö coulombi C
- taajuus f, yksikkö hertsi Hz
Sähkövirran tyypit
[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]Kohina
[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]Elektroniikan laitteita
[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]- antenni
- askelmoottori
- dynamo
- kaapeli
- kuristin
- käämi
- mikropiiri
- mikrokontrolleri
- mikroprosessori
- näyttö
- radio
- solenoidi
- sähkömoottori
- tasasuuntaaja
- televisiovastaanotin
- vahvistin
Elektroniikan valmistus
[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]Katso myös
[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]- Radiotekniikka
- Optoelektroniikka
- Digitaalipiirit
- Elektroniikkateollisuus
- Mekatroniikka, anturi ja toimilaite
- Sähkön ja elektroniikan historia
- Tulostettava elektroniikka
- Elektroniikan passiivikomponenttien epäideaalisuudet
- Luettelo sähköopin suureista ja yksiköistä
Lähteet
[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]- ↑ Macksey, Kenneth & Woodhouse, William: ”Electronics”, The Penguin encyclopedia of modern warfare: 1850 to the present day, s. 110. (The electronics age may be said to have been ushered in with the invention of the vacuum diode valve in 1902 by the Briton John Fleming (himself coining the word 'electronics'), the immediate application being in the field of radio.) Viking, 1991. ISBN 978-0-670-82698-8 (englanniksi)
Kirjallisuutta
[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]- Ahoranta, Jukka, Sähkötekniikka. WSOY. 2002. ISBN 951-0-22291-7.
- Koskinen, Martti: Analogiasuunnittelu. SanomaMagazines. 2002. ISBN 951-832-056-X.
- Salste, Mikko; Porra, Veikko: Elektroniikka: sovelletun elektroniikan ja digitaalitekniikan perusteet. Otaniemi: Otakustantamo, 1973. ISBN 951-671-053-0
- Silvonen, Kimmo: Sähkötekniikka ja elektroniikka. Helsinki: Otatieto, 2003. ISBN 951-672-335-7
- Silvonen, Kimmo; Tiilikainen, Matti; Helenius Kari: Analogiaelektroniikka. Helsinki: Edita, 2004 (2002). ISBN 951-37-3839-6
Aiheesta muualla
[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]
- sfnet.harrastus.elektroniikka usein kysytyt kysymykset (Arkistoitu – Internet Archive).
- ePanorama – tietoa elektroniikasta. (englanniksi)
| ||||||||||||||
