10 tipov na návrh obvodu, ktoré by mal vedieť každý dizajnér: 12 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:56

Navrhovanie obvodov môže byť veľmi skľučujúce, pretože veci v skutočnosti sa budú výrazne líšiť od toho, čo čítame v knihách. Je celkom zrejmé, že ak potrebujete byť dobrý v návrhu obvodov, musíte porozumieť všetkým komponentom a veľa trénovať. Existuje však veľa tipov, ktoré musia dizajnéri vedieť, aby mohli navrhnúť obvody, ktoré budú optimálne a efektívne fungovať.

Snažil som sa čo najlepšie vysvetliť tieto tipy v tomto návode, ale pre niekoľko tipov budete možno potrebovať trochu viac vysvetlenia, aby ste to lepšie pochopili. Na tento účel som takmer vo všetkých nižšie uvedených tipoch pridal ďalšie zdroje na čítanie. Takže v prípade, ak potrebujete trochu viac objasnenia, pozrite sa na odkaz alebo ich pošlite do poľa s komentármi nižšie. Budem sa snažiť vysvetliť to najlepšie, ako viem.

Ak vás zaujímajú elektronické obvody, návody a projekty, navštívte moju webovú stránku www.gadgetronicx.com.

Krok 1: 10 TIPOV NA VIDEU

Podarilo sa mi vytvoriť 9 -minútové video, v ktorom sú vysvetlené všetky tieto tipy. Pre tých, ktorí nie sú príliš v čítaní dlhých článkov, navrhnite, aby ste sa vybrali rýchlo a dúfame, že sa vám to páči:)

Krok 2: POUŽITIE ROZKLADANIA A SPOJOVANIA KAPACITÁTOROV:

Kondenzátory sú všeobecne známe svojimi časovacími vlastnosťami, filtrácia je však ďalšou dôležitou vlastnosťou tejto súčiastky, ktorú používali návrhári obvodov. Ak nie ste oboznámení s kondenzátormi, odporúčam vám prečítať si túto komplexnú príručku o kondenzátoroch a ich použití v obvodoch

ODBRANIE KAPACITOROV:

Napájacie zdroje sú skutočne nestabilné, mali by ste to mať vždy vo svojej mysli. Každé napájanie, pokiaľ ide o praktický život, nebude stabilné a často získané výstupné napätie bude kolísať najmenej niekoľko stoviek miliónov voltov. Pri napájaní nášho obvodu často nemôžeme dovoliť tento druh kolísania napätia. Pretože kolísanie napätia môže spôsobiť, že sa obvod bude správať nesprávne, a obzvlášť pokiaľ ide o dosky mikrokontrolérov, existuje dokonca riziko, že MCU preskočí inštrukciu, čo môže mať za následok zničujúce výsledky.

Aby sa to podarilo prekonať, dizajnéri pri navrhovaní obvodu pridajú kondenzátor paralelne a blízko napájania. Ak viete, ako kondenzátor funguje, budete vedieť, že tým sa tento kondenzátor začne nabíjať z napájacieho zdroja, kým nedosiahne úroveň VCC. Akonáhle sa dosiahne úroveň Vcc, prúd už neprejde cez uzáver a prestane sa nabíjať. Kondenzátor udrží tento náboj, kým nedôjde k poklesu napätia zo zdroja napájania. Keď je napätie zo zdroja, napätie na doskách kondenzátora sa nezmení okamžite. V tomto okamihu kondenzátor okamžite vyrovná pokles napätia zo zdroja tým, že poskytne prúd sám od seba.

Podobne, keď napätie kolíše, vytvára napätie na výstupe. Kondenzátor sa začne nabíjať vzhľadom na hrot a potom sa vybíja, pričom napätie na ňom zostane stabilné, čím sa hrot nedostane k digitálnemu čipu, a tým zaistí stabilnú prácu.

SPOJOVACIE KAPACITORY:

Jedná sa o kondenzátory, ktoré sú široko používané v obvodoch zosilňovača. Na rozdiel od oddeľovacích kondenzátorov budú v ceste prichádzajúci signál. Rovnako úloha týchto kondenzátorov je úplne opačná ako oddeľovacie v obvode. Väzbové kondenzátory blokujú v signáli nízkofrekvenčný šum alebo jednosmerný prvok. Je to založené na skutočnosti, že jednosmerný prúd nemôže prechádzať kondenzátorom.

Oddeľovací kondenzátor sa v zosilňovačoch veľmi používa, pretože obmedzuje jednosmerný alebo nízkofrekvenčný šum v signáli a umožňuje cez neho používať iba vysokofrekvenčný použiteľný signál. Hoci frekvenčný rozsah obmedzovania signálu závisí od hodnoty kondenzátora, pretože reaktancia kondenzátora sa líši pre rôzne frekvenčné rozsahy. Môžete si vybrať kondenzátor, ktorý vyhovuje vašim potrebám.

Čím vyššia je frekvencia, ktorú musíte prepúšťať cez kondenzátor, tým nižšia by mala byť hodnota kapacity vášho kondenzátora. Napríklad, aby bol signál 100 Hz povolený, mala by byť hodnota vášho kondenzátora niekde okolo 10 uF, ale pre povolenie signálu 10 kHz bude prácu vykonávať 10nF. Opäť je to len hrubý odhad limitných hodnôt a musíte vypočítať reaktanciu pre váš frekvenčný signál podľa vzorca 1 / (2 * Pi * f * c) a vybrať kondenzátor, ktorý ponúka najmenšiu reaktanciu na požadovaný signál.

Prečítajte si viac na:

Krok 3: POUŽÍVANIE odpínačov PULL UP A PULL DOWN:

„Plávajúcemu stavu by sme sa mali vždy vyhýbať“, to často počujeme pri navrhovaní digitálnych obvodov. A je to zlaté pravidlo, ktoré musíte dodržiavať pri navrhovaní niečoho, čo zahŕňa digitálne integrované obvody a prepínače. Všetky digitálne integrované obvody pracujú na určitej logickej úrovni a existuje mnoho logických rodín. Z týchto TTL a CMOS sú do značnej miery známe.

Tieto logické úrovne určujú vstupné napätie v digitálnom integrovanom obvode, aby ho interpretovalo buď ako 1 alebo 0. Napríklad pri +5 V ako napätí Vcc sa bude napätie 5 až 2,8 V interpretovať ako logika 1 a 0 až 0,8 v bude interpretovať ako logika 0. Čokoľvek, čo spadá do tohto rozsahu napätia 0,9 až 2,7v, bude neurčitou oblasťou a čip bude interpretovať buď ako 0, alebo ako 1, ktoré nemôžeme skutočne povedať.

Aby sme sa vyhli vyššie uvedenému scenáru, na zaistenie napätia vo vstupných kolíkoch používame odpory. Potiahnutím odporov opravte napätie blízke Vcc (pokles napätia nastáva v dôsledku toku prúdu) a potiahnutím odporov ťahajte napätie blízko pinov GND. Týmto spôsobom sa dá vyhnúť pohyblivému stavu na vstupoch, čím sa zabráni nesprávnemu správaniu našich digitálnych integrovaných obvodov.

Ako som povedal, tieto odpínače typu pull up and pull down budú vhodné pre mikrokontroléry a digitálne čipy, ale všimnite si, že mnoho moderných MCU je vybavených vnútornými odpínačmi typu pull up and pull down, ktoré je možné aktivovať pomocou kódu. Môžete to teda skontrolovať v technickom liste a rozhodnúť sa, či použijete alebo odstránite pull up / down rezistory.

Prečítajte si viac na:

Krok 4: DOBA VYBITIA BATÉRIÍ: