Содержание
Электронные продукты часто представляют собой сложные массы схем. По мере отслоения слоев любого сложного электронного продукта становятся видны общие схемы, подсистемы и модули. Общие схемы — это простые схемы, которые легко проектировать, работать и тестировать. Схемы, перечисленные здесь, являются общими схемами, часто используемыми в электронике.
Резистивный делитель
Одной из наиболее распространенных схем, используемых в электронике, является скромный резистивный делитель. Резистивный делитель — отличный способ понизить напряжение сигнала до желаемого диапазона. Резистивные делители предлагают преимущества низкой стоимости, простоты конструкции и небольшого количества компонентов, а также занимают мало места на плате. Тем не менее, резистивные делители могут значительно снизить сигнал, что значительно изменяет сигнал. Во многих приложениях это влияние минимально и приемлемо, но разработчики должны учитывать влияние резистивного делителя на схему.
Opamps
Операционные усилители полезны для буферизации сигнала при усилении или делении входного сигнала, что удобно, когда необходимо контролировать сигнал, не подвергаясь влиянию схемы, выполняющей мониторинг. Кроме того, параметры усиления и делителя обеспечивают лучший диапазон чувствительности или контроля.
Уровень Shifter
Современная электроника полна микросхем, для работы которых требуются разные напряжения. Процессоры с низким энергопотреблением часто работают от 3,3 или 1,8 В, тогда как многие датчики работают от 5 вольт. Сопряжение этих разных напряжений в одной и той же системе требует, чтобы сигналы либо сбрасывались, либо повышались до требуемого уровня напряжения для каждого чипа. Одним из решений является использование схемы смещения уровня на основе FET или выделенного чипа смещения уровня. Чипы со сдвигом уровня являются самыми простыми в реализации и требуют немного внешних компонентов, но все они имеют свои особенности и проблемы совместимости с различными методами связи.
Фильтрующие конденсаторы
Вся электроника чувствительна к электронному шуму, который может вызвать неожиданное, хаотичное поведение или полностью остановить работу электроники. Добавление конденсатора фильтра к входам питания микросхемы может помочь устранить шум в системе и рекомендуется для всех микросхем. Кроме того, заглушки могут быть использованы для фильтрации входных сигналов, чтобы снизить шум на сигнальной линии.
Выключатель
Управление питанием систем и подсистем является общей потребностью в электронике. Несколько методов достигают этого эффекта, включая использование транзистора или реле. Оптически изолированные реле являются наиболее эффективными и простыми способами реализации включения / выключения подсхемы.
Напряжения Ссылки
При точности измерений необходимо, известное опорное напряжение часто требуется. Напряжения приведены в нескольких форм-факторах. Для гораздо менее точных применений даже резистивный делитель напряжения может обеспечить подходящий эталон.
Поставки напряжения
Каждой цепи требуется правильное напряжение для работы, но многим цепям требуется несколько напряжений для работы каждого чипа. Шаговая вниз высокое напряжение до более низкого напряжения является относительно простым делом с использованием опорного напряжения для приложений с очень низким энергопотреблением или регулятор напряжения для более требовательных применений. Когда требуется более высокое напряжение от источника низкого напряжения, повышающий преобразователь постоянного тока генерирует много общих напряжений и регулируемых или программируемых уровней напряжения.
Источник тока
Напряжения относительно просты в работе внутри цепи, но для некоторых применений требуется постоянный постоянный ток, например, для терморезисторного температурного датчика или для управления выходной мощностью лазерного диода или светодиода. Источники тока легко изготавливаются из простых транзисторов BJT или MOSFET и нескольких дополнительных недорогих компонентов. Мощные версии источников тока требуют дополнительных компонентов и требуют большей сложности конструкции для точного и надежного контроля тока.
микроконтроллер
Почти каждый современный электронный продукт имеет в своем сердце микроконтроллер. Хотя микроконтроллеры не являются простым схемным модулем, они обеспечивают программируемую платформу для создания любого количества продуктов. Микроконтроллеры с низким энергопотреблением (обычно 8-битные) управляют многими элементами от вашей микроволновой печи до электрической зубной щетки. Более эффективные микроконтроллеры используются для балансировки производительности двигателя вашего автомобиля путем управления соотношением топлива и воздуха в камере сгорания при одновременном выполнении других задач.
Защита от электростатического разряда
Часто забываемый аспект электронного продукта — включение электростатического разряда и защита по напряжению. Когда устройства используются в реальном мире, они могут подвергаться воздействию невероятно высокого напряжения, что приводит к ошибкам в работе и даже к повреждению микросхем. Думайте о ESD как о миниатюрных молниях, атакующих микрочип. В то время как микросхемы защиты от электростатического разряда и переходного напряжения отлично справляются со своей задачей, базовая защита обеспечивается простыми стабилитронами, размещенными в критических контактах в электронике, как правило, в критических цепях сигналов и там, где сигналы входят или выходят из цепи во внешний мир.
