Produkty elektroniczne to często skomplikowane masy obwodów. Podczas odrywania warstw dowolnego złożonego produktu elektronicznego obecne są wspólne układy, podsystemy i moduły. Układy wspólne to proste obwody, które są łatwe do zaprojektowania, pracy i testowania. Wymienione obwody są typowymi obwodami często używanymi w elektronice.
Resistive Divider
Jednym z najczęstszych obwodów stosowanych w elektronice jest skromny dzielnik rezystancyjny. Dzielnik rezystancyjny jest doskonałym sposobem na obniżenie napięcia sygnału do pożądanego zakresu. Rezystywne dzielniki oferują korzyści wynikające z niskiego kosztu, łatwości projektowania i niewielkiej liczby komponentów, a zajmują niewiele miejsca na płycie. Jednak dzielniki rezystancyjne mogą znacznie obciążyć sygnał, co może znacząco zmienić sygnał. W wielu zastosowaniach wpływ ten jest minimalny i akceptowalny, ale projektanci powinni być świadomi wpływu, jaki dzielnik rezystancyjny może mieć na obwód.
OpAmps
OpAmps są przydatne do buforowania sygnału podczas zwiększania lub dzielenia sygnału wejściowego, co jest przydatne, gdy sygnał musi być monitorowany bez wpływu obwodu wykonującego monitorowanie. Ponadto opcje boost i divider umożliwiają lepszy zakres wykrywania lub kontroli.
Level Shifter
Nowoczesna elektronika jest pełna chipów, które wymagają różnych napięć do działania. Procesory o niskiej mocy często pracują na 3.3 lub 1.8v, podczas gdy wiele czujników pracuje na 5 woltów. Połączenie tych różnych napięć w tym samym systemie wymaga, aby sygnały były spadane lub zwiększane do wymaganego poziomu napięcia dla każdego układu scalonego. Jednym z rozwiązań jest zastosowanie obwodu zmiany poziomu opartego na FET lub dedykowanego układu zmiany poziomu. Układy zmiany poziomu są najłatwiejsze do wdrożenia i wymagają niewielu komponentów zewnętrznych, ale wszystkie mają swoje dziwactwa i problemy ze zgodnością z różnymi metodami komunikacji.
Filtruj kondensatory
Cała elektronika jest podatna na zakłócenia elektroniczne, które mogą powodować nieoczekiwane, chaotyczne zachowanie lub całkowicie zatrzymać działanie elektroniki. Dodanie kondensatora filtru do wejść zasilania układu może pomóc wyeliminować hałas w systemie i jest zalecane dla wszystkich mikroczipów. Czapki mogą również służyć do filtrowania sygnałów wejściowych w celu obniżenia poziomu szumów na linii sygnałowej.
Przełącznik włącz / wyłącz
Kontrolowanie mocy systemów i podsystemów jest powszechną potrzebą w elektronice. Istnieje kilka sposobów osiągnięcia tego efektu, w tym użycie tranzystora lub przekaźnika. Izolowane optycznie przekaźniki są najbardziej efektywnymi i najprostszymi sposobami zaimplementowania przełącznika wł. / Wył. W podukładzie.
Napięcie odniesienia
Gdy wymagane są pomiary precyzyjne, często potrzebne jest znane napięcie odniesienia. Odniesienia napięciowe występują w kilku postaciach. W przypadku znacznie mniej precyzyjnych aplikacji, nawet rezystancyjny dzielnik napięcia może zapewnić odpowiednie odniesienie.
Materiały napięciowe
Każdy obwód potrzebuje odpowiedniego napięcia do działania, ale wiele obwodów wymaga wielu napięć, aby każdy układ działał. Zmniejszenie wyższego napięcia do niższego napięcia jest względnie prostą sprawą z wykorzystaniem napięcia odniesienia dla aplikacji o bardzo małej mocy lub regulatora napięcia dla bardziej wymagających zastosowań. Gdy wymagane są wyższe napięcia ze źródła niskonapięciowego, przetwornik podwyższający napięcie DC-DC może być używany do generowania wielu napięć stałych i regulowanych lub programowalnych poziomów napięcia.
Obecne źródło
Napięcia są stosunkowo proste w pracy z obwodem, ale w niektórych zastosowaniach wymagany jest stały prąd stały, taki jak czujnik temperatury oparty na termistorze lub sterowanie mocą wyjściową diody laserowej lub LED. Aktualne źródła są łatwo wykonane z prostych tranzystorów BJT lub MOSFET i kilku dodatkowych tanich komponentów. Wersje prądowe o dużej mocy wymagają dodatkowych komponentów i wymagają większej złożoności projektu, aby dokładnie i niezawodnie kontrolować prąd.
Mikrokontroler
Niemal każdy nowoczesny produkt elektroniczny ma w swoim sercu mikrokontroler. Chociaż nie jest to prosty moduł obwodu, mikrokontrolery zapewniają programowalną platformę do budowania dowolnej liczby produktów. Mikrokontrolery małej mocy (zazwyczaj 8-bitowe) uruchamiają wiele przedmiotów z Twojej kuchenki mikrofalowej na elektryczną szczoteczkę do zębów. Bardziej wydajne mikrokontrolery są wykorzystywane do równoważenia osiągów silnika twojego samochodu poprzez zarządzanie proporcją paliwa do powietrza w komorze spalania podczas jednoczesnego wykonywania innych zadań.
Ochrona ESD
Często zapomnianym aspektem produktu elektronicznego jest włączenie wyładowania elektrostatycznego (ESD) i ochrony napięcia. Kiedy urządzenia są używane w rzeczywistym świecie, mogą być poddawane niewiarygodnie wysokim napięciom, które mogą powodować błędy operacyjne, a nawet uszkadzać chipy. Pomyśl o ESD jako miniaturowych piorunach atakujących mikroczip. Podczas gdy dostępne są mikroprocesory ESD i przejściowe zabezpieczenia przed napięciem, podstawowe zabezpieczenia mogą być zapewnione przez proste diody Zenera umieszczone na krytycznych połączeniach w elektronice, zazwyczaj w krytycznych sygnałach i gdzie sygnały wnikają lub opuszczają obwód do świata zewnętrznego.
