Question:
Est-il possible pour un ordinateur d'utiliser l'alimentation secteur?
AnnanFay
2010-11-01 04:18:21 UTC
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Quelqu'un pourrait-il expliquer pourquoi les ordinateurs sont construits pour fonctionner sur courant continu au lieu de courant alternatif.

Est-il possible de créer un ordinateur fonctionnant sur courant alternatif, même en théorie?

( Je comprends qu'il ne serait pas possible d'utiliser des diodes)

Même si vous aviez une logique indépendante de la polarité, les passages à zéro imposeraient soit une limitation drastique de votre vitesse d'horloge, soit au moins une interruption périodique gênante.Concevoir un élément de mémoire qui peut basculer rapidement mais tolérer une perte de puissance comparativement plus longue devrait être une astuce amusante.Ou allez-vous en quelque sorte tout faire fonctionner en 3 phases?
Six réponses:
#1
+14
JustJeff
2010-11-01 05:26:37 UTC
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Les ordinateurs représentent tout avec des bits, et cela signifie généralement une plage de tension pour un 0 et une autre plage de tension pour un 1. Si vous vouliez vraiment utiliser le courant alternatif pour représenter directement des bits, vous ne seriez pas en mesure de vous fier sur la tension de la manière habituelle, car par définition la tension alternative change toujours.

Vous pouvez cependant jouer à des jeux avec phase ou fréquence. Pensez à utiliser phase. Vous pouvez définir une phase de «référence» avec un oscillateur, puis un 0 pourrait être un courant alternatif avec une phase correspondant à la référence, et 1 serait un courant alternatif déphasé de 180 degrés. (ou vice versa) Mais tout de suite, vous devriez voir le problème même avec ceci: alors que vous pouvez dire quel est l'état d'un bit DC pratiquement instantanément, avec ces bits AC hypothétiques, vous devrez attendre une partie significative d'un cycle pour dire quel genre de morceau vous aviez. Vous devrez donc exécuter votre phase de référence à une fréquence très élevée pour obtenir des performances encore médiocres. Si vous essayiez d'utiliser des fréquences différentes pour les bits, la situation serait aussi mauvaise ou pire.

Il serait intéressant d'essayer d'implémenter quelques portes logiques de cette façon, mais uniquement par curiosité académique.

C'est la raison pour laquelle j'aime, vous pouvez jouer avec les niveaux et les appareils que vous aimez, mais AC signifie que vous devez _attendre_ un certain temps avant de savoir quelque chose sur votre signal. Chez rf, vous n'attendez pas longtemps. Chez AC Mains, vous attendez éternellement.
#2
+6
Kortuk
2010-11-01 04:28:40 UTC
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Les ordinateurs enregistrent l'état en enregistrant la tension de certaines entrées (souvent générées en interne) au dernier front montant. Avec une tension continue, dans les termes les plus simples, ils sauvegardent gnd comme un 0 logique (faux) et pwr comme un 1 logique (vrai).

Si nous ignorons la complexité de faire fonctionner les transistors avec un courant alternatif la puissance d'entrée. chaque fois que vous enregistrez l'état, vous devez savoir ce qu'était pwr à cette instance. Disons que vous le synchronisez lorsque la puissance est de -2V, à l'horloge suivante, cela peut être de 4 V, vous avez maintenant besoin de plus qu'un simple comparateur pour déterminer si le -2V était à la terre avec du bruit, ou si la logique était vraie à l'époque.

Deuxièmement, la physique des transistors n'aimerait pas ça. Je vois votre déclaration, il ne serait pas possible d'utiliser des diodes, les transistors sont des diodes, juste pointées les unes sur les autres avec une activation pour permettre un courant de fuite beaucoup plus élevé.

S'il vous plaît laissez-moi savoir s'il y a quelque chose J'ai besoin d'ajouter pour donner plus de sens à cela.

N'oubliez pas que nous rectifions le courant alternatif en courant continu, puis l'utilisons normalement dans les ordinateurs, c'est notre référence. ils fonctionnent techniquement hors de AC dans ce sens. Je sais que ce n'est pas ce que vous avez demandé, c'est pourquoi c'est un commentaire.
Non seulement il est impossible pour les transistors de fonctionner avec le courant alternatif, mais beaucoup peuvent en être endommagés.
Il n'est pas impossible pour les transistors de fonctionner avec AC, juste cette application spécifique serait un enfer et demi.
Je ne connais aucun transistor capable de commuter le courant alternatif. Peut-être un JFET car parfois la source et le drain peuvent être inversés.
J'ai utilisé une onde CA qui a une valeur moyenne nulle (pas de décalage CC) mais il n'y a aucune raison pour que je ne puisse pas utiliser un signal de décalage CC. De plus, j'ai vu des redresseurs conçus avec des MOSFETS, il vous suffit de vous protéger contre un problème de diode corporelle. Les BJT sont normalement dopés pour provoquer un courant inverse négatif important, mais cela ne signifie pas qu'ils échoueraient.
Les réponses de Kortuk et Thomas sont claires et nettes.
Vous pouvez commuter AC avec un JFET ou une porte de transmission, qui est composée de deux MOSFET. http://neatcircuits.com/audiosw/index.html Les portes de transmission sont utilisées dans la "logique de récupération de charge à deux niveaux".
#3
+5
Tim Williscroft
2010-11-01 06:07:54 UTC
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Vous pouvez utiliser AC avec un certain nombre de phases discrètes pour représenter des nombres. (Regardez une modulation CQAM sur les modems analogiques)

Cela vous permettrait d'utiliser des transformateurs pour implémenter des portes logiques. (amplificateurs magnétiques!)

Le courant alternatif à haute fréquence ne serait pas efficace en CMOS, il ne serait donc pas adapté à un nombre impressionnant de portes. (et ce que vous utiliseriez pour une porte dans un semi-conducteur ??)

mais un principe similaire peut être utilisé avec la lumière.vous pouvez utiliser la lumière laser et un ensemble discret de phases pour représenter les nombres. C'est une technique intéressante.

Pas si bien en électricité AC.

#4
+4
RMAAlmeida
2011-03-10 18:16:32 UTC
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Oui, mais ce ne serait pas l'ordinateur comme nous le savons. Il existe déjà une implémentation de ceux-ci en utilisant des relais. Il est facile de créer une logique numérique (ET, OU, PAS) en utilisant des relais de la même manière que nous utilisons des transistors.En utilisant des relais, vous ne vous inquiétez pas du flux de courant, mais seulement de sa présence ou de son absence. Les bits sont représentés pour l'état du relais: actif ou non.

Le problème principal est qu'avec les relais, il n'y a presque pas de place pour la miniaturisation, ce qui signifie qu'un simple microprocesseur 4 bits prendrait presque une pièce entière.

Voici quelques ordinateurs alternatifs académiques, mais pleinement fonctionnels:

http://web.cecs.pdx.edu/~harry/Relay/

Il s'agit d'un ordinateur relais DC 3 bits, mais je peux facilement le changer en relais AC

http://www.electronixandmore.com/project/relaycomputertwo/index.html

Un autre ordinateur relais DC, avec beaucoup de vidéos

http://nablaman.com/relay/

"Le principal problème est qu'avec les relais, il n'y a presque pas de place pour la miniaturisation, ce qui signifie qu'un simple microprocesseur 4 bits prendrait presque une pièce entière."L'autre problème est que si vos relais sont trop rapides, ils tomberont au passage à zéro.Pour une fréquence d'alimentation CA donnée, cela limite plutôt la vitesse de votre ordinateur.
#5
+2
endolith
2010-11-01 19:06:03 UTC
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La logique de récupération d'énergie réversible utilise l'alimentation CA, mais je pense que c'est principalement théorique à ce stade.

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http://chipdesignmag.com/lpd / blog / 2009/07/16 / les styles-de-circuits-existants-éclairent-la-conception-basse-consommation /

J'ai parfois pensé que la récupération d'énergie pourrait être intéressante dans la conduite d'un écran LCD. Je ne sais pas comment garder les formes d'onde d'entraînement suffisamment symétriques pour éviter les polarisations CC indésirables, mais en théorie, je pense que l'on pourrait avoir une puce de pilote LCD décharger la capacité d'affichage dans une inductance, puis utiliser l'énergie de cette inductance pour charger l'affichage dans l'autre polarité.
#6
+2
supercat
2011-03-03 23:59:30 UTC
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Les techniques modernes de construction de semi-conducteurs exigent généralement que N transistors soient physiquement au-dessus d'un substrat qui est au moins aussi négatif qu'ils le sont (*), que les transistors P soient au-dessus d'un "puits" qui est aussi positif que les transistors, et que les puits pour les transistors P, ne pas être plus négatif que le substrat sur lequel reposent N transistors. Ces exigences nécessitent effectivement un potentiel de tension continue entre les puits du transistor P et le substrat. Bien qu'il soit possible d'alimenter tous les circuits actifs avec du courant alternatif et d'utiliser une alimentation en courant minimal pour polariser le substrat et les puits du transistor P, un tel circuit puisse garder l'état pendant la partie `` arrêt '' d'un cycle AC exigerait qu'il ait des condensateurs internes dont le comportement était prévisible. Étant donné qu'il existe des capacités parasites imprévisibles entre les transistors et le substrat / puits sur lesquels ils reposent, obtenir un comportement fiable serait difficile.

Il existe des techniques intéressantes pour les compteurs alimentés en courant alternatif et les objets utilisant des transistors discrets, mais de telles approches seraient incompatibles avec l'efficacité de conception des puces partageant le sous-état et les puits entre de nombreux transistors.

(*) ajouté par rappel En fait, on peut s'en tirer avec des transistors dépassant d'environ 0,7 volts la tension du substrat.

Avez-vous oublié votre note de bas de page?
cela revient à ce que j'essayais d'expliquer en termes aussi simples que possible, il est techniquement possible de réussir, mais dans toute la réalité, la complexité est tellement plus élevée sans aucun gain que personne ne le ferait.


Ce Q&R a été automatiquement traduit de la langue anglaise.Le contenu original est disponible sur stackexchange, que nous remercions pour la licence cc by-sa 2.0 sous laquelle il est distribué.
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