|
Ox
== 0x
== Branques de l'electrònica ==
L'electrònica es pot subdividir en un conjunt de branques en funció del tipus de [[Senyal elèctric|senyal]] que estudia, el tipus d'aplicació o fins i tot en funció de la posició jeràrquica de l'objecte d'estudi dins el sistema global.
=== Segons el tipus de senyals que tracta ===
L'electrònica té per objecte el tractament dels ''senyals electrics'' a través dels components adequats, de vegades amb la participació d'algun tipus de [[Programari|programa informàtic]]. Un senyal és una manifestació d'una magnitud física que porta informació que pot ser tractada. Habitualment es tracta d'un [[voltatge]] o d'un [[corrent elèctric]] però també pot ser un [[camp elèctric]] o [[Camp magnètic|magnètic]].
Tradicionalment els senyals s'acostumen a classificar en tres grups:
* [[senyal analògic]]
* [[senyal digital]]
* senyal de potència
També és habitual considerar que els senyals tenen dos components
:senyal = senyal útil + soroll
el ''senyal útil'' és la part del senyal que conté la informació que s'utilitza, el ''[[Soroll (comunicació)|soroll]]'' és qualsevol pertorbació que modifica la part útil. Aquesta separació és arbitrària en tant que depèn de la utilització que se'n vol fer del senyal.
==== Senyal analògic. Electrònica analògica ====
L'[[electrònica analògica]] s'ocupa del tractament ''continu'' dels senyals ''analògics'', aquells que presenten una variació contínua al llarg del temps, en contraposició als senyals digitals que només presenten una sèrie finita d'estats discrets. Els senyals analògics poden prendre qualsevol valor dins d'un espai continu (o continu per intervals). La majoria dels sistemes físics són analògics, les [[Magnitud física|magnituds físiques]] varien de manera contínua, la [[temperatura]] en seria un exemple.
El camp de l'electrònica analògica es divideix tradicionalment en diverses sub-branques, entre d'altres, les que s'ocupen de:
* La instrumentació
* Les freqüències d'àudio (lligat amb l'electroacústica)
* Les freqüències de ràdio
* Les hiperfreqüències (també anomenades '' freqüències de radar'' o ''altes freqüències'')
* La producció i la propagació d'[[Ona electromagnètica|ones electromagnètiques]]
* Els senyals de vídeo
* Els tractament dels senyals analògics
* La codificació dels senyals
==== Senyal digital. Electrònica digital ====
[[Fitxer:Intel 4004.jpg|miniatura|Imatge d'una versió moderna del microprocessador Intel 4004.]]
[[Fitxer:W65C134S8plg-8 lg.jpg|miniatura|Un microcontrolador]]
Per oposició a l'electrònica analògica, l'[[electrònica digital]] s'ocupa dels senyals que presenten un espai de valors discrets i en nombre finit. En el cas més simple un senyal digital només pot prendre dos valors possibles, 1 i 0.
L'electrònica digital s'utilitza especialment en sistemes que contenen [[microprocessador]]s o [[microcontrolador]]s. Un exemple seria un [[ordinador]], un aparell compost en gran part per circuits d'electrònica digital.
Avui dia hi ha una tendència que el tractament dels senyals digitals reemplaci el tractament analògic. En el camp de les aplicacions domèstiques hi ha exemples notables, és el cas de l'àudio i el vídeo (reproductor [[MP3]], [[videocàmera]], [[Televisió digital terrestre]]) on l'electrònica analògica ha estat substituïda (el cas de la fotografia digital és diferent perquè ha substituït un procediment químic d'adquisició de la imatge). Tanmateix cal no oblidar que els valors discrets no existeixen al món físic real, els fenòmens analògics es poden presentar als circuits analògics, especialment en el cas de les altes freqüències. A més algunes funcions com la mesura o l'amplificació són intrínsecament analògiques i mai podran esdevenir discretes. Els sensors són majoritàriament analògics.
Atès que els senyals digitals són també discrets en el temps es pot utilitzar un oscil·lador de quars (un rellotge) per tal de sincronitzar les diferents parts d'un circuit. La [[freqüència de rellotge]], expressada en [[hertz]] (Hz), d'un circuit és una expressió del nombre de canvis d'estat que són possible en cada segon. Parlarien d'electrònica síncrona. Però també és possible treballar de manera asíncrona (de manera independent a un rellotge) si s'organitza el funcionament de les diferents parts del circuit de manera que se sincronitzin per mitjà de l'intercanvi de senyals de control. En aquest cas parlarien d'electrònica asíncrona.
==== Electrònica mixta ====
També es pot parlar d'electrònica mixta quan es tracta de sistemes als que coexisteixen senyals analògics i digitals. Els mòduls específics d'aquesta branca de l'electrònica són els convertidors: el [[convertidor analògic-digital]] (CAD) i el [[convertidor digital-analògic]] (CDA). Aquests dos circuits permeten la transformació d'un senyal analògic en un senyal digital i a la inversa, això permet, per exemple, que es puguin utilitzar mòduls totalment analògics com el [[sensor]]s amb circuits digitals.
Per exemple, un termòmetre amb un indicador digital pren la temperatura (que és una magnitud analògica), mesura el seu valor, la codifica en una seqüència digital i després la mostra en pantalla. Les dues primeres operacions (captura i mesura) són realitzades pels mòduls d'electrònica analògica, la tercera (codificació digital) requereix una conversió analògic-digital i l'última (presentació en pantalla) és un procés totalment digital.
==== Senyals de potència. Electrònica de potència ====
L'[[electrònica de potència]] és el conjunt de tècniques que s'interessen en [[energia]] continguda als senyals elèctrics, a diferència d'altres disciplines de l'electrònica que s'interessen sobretot en la informació continguda en els senyals. L'objectiu és el control o la transformació de l'energia elèctrica. La gamma de potència abastada varia des d'alguns [[watt|microwatts]] fins a molts megawatts.
L'electrònica de potència es basa en dispositius que permeten canviar la forma de l'energia elèctrica (els convertidors, com per exemple els rectificadors) i en dispositius [[transductor]]s com la [[turbina]] o els [[Motor elèctric|motors elèctrics]]. L'electrònica de potència té com a camps d'aplicació l'[[electrotècnia]] domèstica i industrial, on reemplaça antigues solucions [[electromecànica|electromecàniques]]
=== Segons la posició jeràrquica de l'objecte d'estudi ===
Algunes branques de l'electrònica es defineixen, de manera independent de l'aplicació, en funció de la posició que ocupa l'objecte d'estudi dins la jerarquia d'un sistema electrònic.
==== Física dels components ====
En el nivell inferior se situen els [[Component electrònic|components]] electrònics. La branca que s'interessa per l'estudi i la concepció dels components electrònics elementals es denomina '''física dels components''' o '''tecnologia dels components''' i té un component de ciència bàsica i un altre de tecnològic, d'aquí les dues possibles denominacions. S'utilitzen coneixements de les ciències fonamentals com la [[física de l'estat sòlid]] o la [[química]], que tenen poc a veure amb l'electrònica en tant que l'enginy del [[Processament de senyals|tractament dels senyals]]. És un camp que fa de pont entre la física fonamental i una [[ciència aplicada]] com és l'electrònica. Els components bàsics de l'electrònica són, avui dia, els [[transistor]], la [[Resistència elèctrica (component)|resistència]], el [[condensador]], el [[díode]], etc.
==== Enginyeria electrònica ====
El camp principal d'estudi de la ciència electrònica són els circuits electrònics. Un circuit electrònic és un sistema format per un conjunt de components electrònics associats per interconnexions. El mot ''circuit'' és a causa del fet que el tractament es fa gràcies al corrent elèctric que circula entre els components interconnectats. La branca que estudia les propietats dels circuits electrònics rep el nom de [[teoria de circuits]], la que es dedica a l'estudi de la metodologia per tal de fer un tractament específic basant-se en un circuit es denomina [[disseny de circuits]]. Els sistemes electrònics moderns comporten la utilització de centenars de milions de components elementals. Per aquesta raó l'enginyeria de circuits només s'ocupa de la realització d'aplicacions o mòduls relativament simples, amb unes poques desenes de components.
=== Segons la mida dels circuits utilitzats ===
[[Fitxer:RX_1914_tranchée.JPG|miniatura|Soldat a una trinxera durant la [[Primera Guerra Mundial]] utilitzant una ràdio de [[galena]].]]
També es pot fer una classificació en funció de la mida dels circuits produïts.
==== Electrònica de vàlvules ====
[[Fitxer:Philco radio model PT44 chassis back.jpg|miniatura|Una ràdio a vàlvules del 1941.]]
Es tracta de l'electrònica que utilitza vàlvules com a components actius elementals (díodes, tríodes, tètrodes, pèntodes, ...). Avui dia pràcticament ja no existeix, es tracta d'un tipus d'electrònica en vies de desaparició, només subsisteix en forma de [[Tub de raigs catòdics|tubs catòdics]] per a receptors de televisió (en clar retrocés) i d'alguns components de les emissores de ràdio de gran potència. L'única que encara té una certa activitat és la tecnologia de vàlvules termoiòniques utilitzada en àudio en els amplificadors de guitarra elèctrica.
El disseny de les vàlvules les fa molt tolerants a les sobrecàrregues i és aquesta particularitat la que fa que encara avui dia pugui tenir un cert paper en aplicacions extremes com les emissores de ràdio de potència i els tubs d'emissió de [[raigs X]]. Una altra aplicació vigent és la dels [[dinode]]s que s'utilitzen per a la detecció de fotons en alguns aparells mèdics.
==== Electrònica discreta ====
Fa referència als components elementals individuals o discrets assemblats habitualment sobre plaques electròniques o [[Circuit imprès|circuits impresos]]. Avui dia aquest tipus de concepció electrònica només s'acostuma a utilitzar en muntatges experimentals o en el marc de l'electrònica d'aficionat, la resta ha estat substituïda per la microelectrònica. Tot i que sobre els circuits impresos actuals les principals funcions són realitzades pels circuits integrats es continuen utilitzant components discrets, essencialment resistències i condensadors.
==== Microelectrònica ====
[[Fitxer:Miniature FM radio module.jpg|miniatura|Un receptor de ràdio FM miniaturitzat d'un reproductor MP3 amb ràdio incorporada.]]
La [[microelectrònica]] va néixer com a resultat del procés de miniaturització dels components electrònics elementals. Aquest procés de reducció de la mida va començar als [[Dècada del 1950|anys cinquanta]] amb l'aparició dels [[semiconductor]]s i ha arribat a una fase extrema als nostres dies. La mida dels components no para de minvar, arribant a mides de l'ordre d'algunes desenes de [[nanòmetre]]s. Aquest progrés ha estat possible gràcies als avenços assolits en el tractament dels materials semiconductors, especialment el [[silici]], que han permès de crear diversos milions de components elementals en una superfície de pocs mil·límetres quadrats.
La microelectrònica s'ocupa dels sistemes electrònics que utilitzen components de mides micromètriques i nanomètriques. L'expressió ''electrònica integrada'' en seria un sinònim i es refereix a un conjunt de components ''integrats'' a un sol [[circuit integrat]] o chip de semiconductor.
==== Nanoelectrònica i electrònica molecular ====
Quan es parla de l'electrònica moderna el prefix "micro" comença a ser obsolet, en tant que han començat a aparèixer components amb unes mides que s'han de mesurar en nanòmetres, comparables a les de les [[Molècula|molècules]]. Per tant es parla de nanoelectrònica, de la [[nanotecnologia]] i de l'electrònica molecular. Encara més, els darrers avenços tècnics permeten albirar la concepció de components basats a les propietats dels electrons i el seu [[espín]]: l'[[espintrònica]].
==== Microsistemes ====
Amb el progrés de les micro i nanotecnologies s'observa una fusió de sistemes pertanyents a diferents dominis de la tècnica (mecànics, tèrmics, òptics, etc.) al voltant dels circuits i sistemes electrònics. Aquestes fusions són anomenades de vegades ''sistemes de tractament de senyals multidomini'' o ''sistemes multidomini''. Darrere d'aquest progrés dels [[Microsistema|microsistemes]] hi ha els procediments de mecanitzat del silici que han evolucionat fins a tal punt que és possible de realitzar estructures tridimensionals sobre cristalls de silici amb els circuits electrònics. Aquesta proximitat ofereix una interpenetració dels tractaments tradicionals que es desenvolupaven en dominis diferents i una coexistència dels senyals de diferent natura física (tèrmica, mecànica, òptica) al mateix sistema. Des de la [[dècada del 1990]] els [[Microsistema|microsistemes electromecànics]] (MEMS en les seves sigles angleses, per ''Microelectromechanical systems'') van començar a ser produïts i utilitzats en grans quantitats per a la fabricació [[Acceleròmetre|d'acceleròmetres]] i [[Giroscopi|giroscopis]].<ref>{{Ref-publicació|article=|publicació=Technology Trends for Inertial MEMS. Sample report.|url=https://www.yumpu.com/en/document/read/9114254/technology-trends-for-inertial-mems-i-micronews|data=2012|pàgines=12|autor=Yolé Développement}}</ref>
== Base teòrica ==
| 