Frage von NoHumanBeing, 71

Warum ist heutige Elektronik so komplex?

Damit meine ich nicht "kompliziert zu bedienen", sondern tatsächlich "komplex" in dem Sinne, dass die komplex ist, also viele Bauelemente umfasst. Dies ist also eine Frage an die Elektroingenieure hier.

Ich habe neulich ein USB-Audio-Interface (also quasi eine "externe Soundkarte") auseinandergenommen, weil ich nachsehen wollte, was dort für Codecs (DACs/ADCs) verbaut sind. Grund ist, dass ich zur Zeit eine Software entwickle, die analoge I/O benötigt und ich das Interface als DAC/ADC verwenden wollte. Ich laufe dabei aber ständig in Treiberprobleme, weswegen ich nachsehen wollte, was für Codecs dort verbaut sind, wie diese anzusteuern sind und ob der Treiber das auch alles richtig macht.

Es ist ein Audio-Interface, also erwartete ich, eine kleine Platine mit nicht allzu vielen Bauelementen vorzufinden. Es gibt Chips, die mehrere DACs/ADCs integrieren, also erwartete ich einen Chip, der sämtliche DACs/ADCs enthält, einige Operationsverstärker, welche die Pegel anpassen und eventuell Filter implementieren und vielleicht ein paar Spannungswandler, die die Opamps versorgen (benötigen ja eine symmetrische Supply). Opamps gibt es ebenfalls mit mehreren auf einem Chip (z. B. "quad opamp"). Das Gerät hat 2 Eingangskanäle, 4 Ausgangskanäle. Wenn wir für jeden Kanal zwei Opamps zur "Vor-/Nachbearbeitung" benötigen, sagen wir 12 Opamps, also 3 Opamp-Packages.

Damit sind wir bei 5 ICs. Einer für die DACs/ADCs, 3 für die Opamps und ein Spannungswandler. Dann noch ein paar RC-Glieder als Filter, also ein paar Widerstände und Kondensatoren. Sagen wir großzügig mal insgesamt 20 Bauelemente. Damit sollte die Sache eigentlich erledigt sein. Eine zweischichtige Leiterplatte (Ober- und Unterseite) sollte auch massiv reichen, um das zu verdrahten, ist ja schließlich nicht viel.

Ich öffnete das Gerät und was fand ich? Eine mehrschichtige Leiterplatte voller SMD-"Gebrösel", beidseitig dicht bestückt. Keine Chance, herauszufinden, wie das Ding beschaltet ist. Viel zu komplex. Ich habe nicht gezählt, aber einige hundert Bauelemente.

Das folgende Foto ist nicht von der selben Platine, aber es zeigt ebenfalls ein USB-Audio-Interface.

http://imagination-works.ru/wp-content/uploads/2015/09/drdac3_en_04.png

Ich zähle mindestens 13 integrierte Schaltungen (ICs/Chips) und zahlreiche andere Bauteile, größtenteils in SMD-Technik. Überall, wo sich ein "weißer Kasten" auf der Leiterplatte befindet, sitzt ein SMD-Bauelement. Und das ist nur die Vorderseite. Vermutlich sieht die Rückseite ebenso aus.

Da frage ich mich: Wieso? Das Problem ist total simpel und lässt sich im Grund mit wenigen Bauelementen lösen. Warum wird so eine komplexe Schaltung entworfen und gefertigt? Klar, die Bauelemente "kosten heutzutage nichts" (zumindest nicht, wenn man sie in großen Stückzahlen bezieht), aber eine komplexe Schaltung ist doch auch schwieriger zu entwerfen und damit teurer in der Entwicklung.

Warum ist heutige Elektronik so (unnötig) komplex?

Ich freue mich auf Eure Erklärungen.

Hilfreichste Antwort - ausgezeichnet vom Fragesteller
von Remmelken, 37

Es ergeben sich immer viele Kleine Probleme die gelöst werden wollen. So Schwankt z.B. bei vielen Chips der Strom den sie aufnehmen entsprechend ihres Zustandes. Über die Impedanz der Zuleitung ergibt sich aber eine schwankende Versorgungsspannung die sich wiederum auf das Ausgangssignal auswirkt. Um dem zu Begegnen setzt man Kondensatoren zur Stützung der Versorgungsspannung ein. Um dies auch richtig gut zu machen benötigt man mehrere verschiedene Kondensatoren. Das kann sogar dazu führen das man für einzelne Chips mehrere Stromversorgungen benötigt werden. Ein Verstärker benötigt eine äußere Beschaltung um das Verstärkunsverhältnis festzulegen. Schlicht durch die ganze vielfalt wirkt die Elektroink komplex, im Grunde kann man aber alles auf einige simple Grundschaltungen zurückführen

Antwort
von mychrissie, 5

Manchmal sind aber auch zu wenig Bauteile drin. Ich habe neulich meine TV-Fernbedienung auseinander genommen – und es war kein Dieselmotor drin. Wie kann so ein Ding dann überhaupt laufen?! :-)

Kommentar von NoHumanBeing ,

;-)

Keine passende Antwort gefunden?

Fragen Sie die Community