10 tipů pro návrh obvodu, které by měl každý designér znát: 12 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:19

Navrhování obvodů může být docela skličující, protože věci ve skutečnosti se budou výrazně lišit od toho, co čteme v knihách. Je zcela zřejmé, že pokud potřebujete být dobrý v návrhu obvodů, musíte porozumět každé součásti a hodně cvičit. Existuje však mnoho tipů, které musí návrháři znát, aby mohli navrhovat obvody, které budou optimální a fungují efektivně.

Snažil jsem se co nejlépe vysvětlit tyto tipy v tomto Instructable, ale pro několik tipů budete možná potřebovat trochu více vysvětlení, abyste to lépe uchopili. Za tímto účelem jsem do téměř všech níže uvedených tipů přidal další zdroje pro čtení. Takže v případě, že potřebujete trochu více vysvětlení, podívejte se na odkaz nebo je pošlete do pole pro komentáře níže. Určitě to vysvětlím co nejlépe.

Pokud vás zajímají elektronické obvody, návody a projekty, podívejte se na můj web www.gadgetronicx.com.

Krok 1: 10 TIPŮ NA VIDEU

Podařilo se mi natočit 9minutové video vysvětlující všechny tyto tipy. Pro ty, kteří příliš nečtou dlouhé články, navrhněte rychlou cestu a doufejte, že se vám to líbí:)

Krok 2: POUŽITÍ DECOUPLINGU A SPOJENÍ KAPACITORŮ:

Kondenzátory jsou široce známé svými časovacími vlastnostmi, ale filtrování je další důležitou vlastností této komponenty, kterou použili návrháři obvodů. Pokud nejste obeznámeni s kondenzátory, doporučuji vám přečíst si tuto komplexní příručku o kondenzátorech a jejich použití v obvodech

ZRUŠENÍ KAPACITORŮ:

Napájecí zdroje jsou opravdu nestabilní, to byste měli mít vždy na paměti. Každé napájení, pokud jde o praktickou životnost, nebude stabilní a často bude získané výstupní napětí kolísat nejméně o několik stovek milionů voltů. Při napájení našeho obvodu často nemůžeme dovolit tento druh kolísání napětí. Protože kolísání napětí může způsobit, že se obvod bude chovat špatně, a zvláště pokud jde o desky mikrokontrolérů, existuje dokonce riziko, že MCU přeskočí instrukci, což může mít za následek zničující výsledky.

Aby to bylo možné překonat, konstruktéři přidají při navrhování obvodu paralelně a blízko napájecího zdroje kondenzátor. Pokud víte, jak kondenzátor funguje, budete vědět, že tím se tento kondenzátor začne nabíjet z napájecího zdroje, dokud nedosáhne úrovně VCC. Jakmile je dosaženo úrovně Vcc, proud již neprochází víčkem a přestane se nabíjet. Kondenzátor udrží tento náboj, dokud nedojde k poklesu napětí z napájecího zdroje. Při napětí ze zdroje se napětí na deskách kondenzátoru nezmění okamžitě. V tomto okamžiku bude kondenzátor okamžitě kompenzovat pokles napětí ze zdroje tím, že poskytne proud sám od sebe.

Podobně když napětí kolísá, jinak se na výstupu vytvoří napěťový skok. Kondenzátor se začne nabíjet s ohledem na hrot a poté se vybíjí, přičemž napětí na něm zůstane stabilní, čímž se hrot nedostane k digitálnímu čipu, a tím zajistí stabilní práci.

SPOJOVACÍ KAPACITORY:

Jedná se o kondenzátory, které jsou široce používány v obvodech zesilovače. Na rozdíl od odpojovacích kondenzátorů bude v cestě příchozí signál. Podobně je role těchto kondenzátorů zcela opačná než u odpojovacích v obvodu. Vazební kondenzátory blokují nízkofrekvenční šum nebo stejnosměrný prvek v signálu. To je založeno na skutečnosti, že stejnosměrný proud nemůže procházet kondenzátorem.

Oddělovací kondenzátor se extrémně používá v zesilovačích, protože omezuje stejnosměrný nebo nízkofrekvenční šum v signálu a umožňuje přes něj pouze vysokofrekvenční použitelný signál. Ačkoli frekvenční rozsah omezení signálu závisí na hodnotě kondenzátoru, protože reaktance kondenzátoru se liší pro různé frekvenční rozsahy. Můžete si vybrat kondenzátor, který vyhovuje vašim potřebám.

Čím vyšší frekvenci potřebujete, aby váš kondenzátor mohl být nižší, tím by měla být hodnota kapacity vašeho kondenzátoru. Například, aby byl umožněn signál 100 Hz, měla by být hodnota vašeho kondenzátoru někde kolem 10uF, ale pro povolení signálu 10Khz bude 10nF dělat svou práci. Opět je to jen hrubý odhad hodnot stropu a musíte vypočítat reaktanci pro váš frekvenční signál podle vzorce 1 / (2 * Pi * f * c) a vybrat kondenzátor, který nabízí nejmenší reaktanci požadovaného signálu.

Více si přečtěte na:

Krok 3: POUŽITÍ PULL UP A PULL DOWN odporů:

„Plovoucího stavu je třeba se vždy vyvarovat“, často to slýcháme při navrhování digitálních obvodů. A je to zlaté pravidlo, které musíte dodržovat při navrhování něčeho, co zahrnuje digitální integrované obvody a přepínače. Všechny digitální integrované obvody pracují na určité logické úrovni a existuje mnoho logických rodin. Z těchto TTL a CMOS jsou docela široce známé.

Tyto logické úrovně určují vstupní napětí v digitálním IC k interpretaci buď jako 1 nebo 0. Například s +5V jako Vcc bude napěťová úroveň 5 až 2,8v interpretována jako logika 1 a 0 až 0,8v bude interpretováno jako logika 0. Cokoli, co spadá do tohoto napěťového rozsahu 0,9 až 2,7v, bude neurčitá oblast a čip bude interpretovat buď jako 0, nebo jako 1, které opravdu nemůžeme říci.

Abychom se vyhnuli výše uvedenému scénáři, používáme odpory k fixaci napětí ve vstupních pinech. Zatažením odporů zafixujte napětí blízké Vcc (pokles napětí je způsoben proudovým tokem) a zatažením odporů přitáhněte napětí blízko pinů GND. Tímto způsobem lze zabránit plovoucímu stavu na vstupech, čímž se vyhneme nesprávnému chování našich digitálních integrovaných obvodů.

Jak jsem řekl, tyto odpory typu pull up and pull down se budou hodit pro mikrokontroléry a digitální čipy, ale mějte na paměti, že mnoho moderních MCU je vybaveno interními odpínači Pull up a Pull down, které lze aktivovat pomocí kódu. Můžete to tedy zkontrolovat v datovém listu a podle toho se rozhodnout buď použít, nebo odstranit odpory nahoru / dolů.

Více informací naleznete na: