10 Συμβουλές σχεδίασης κυκλωμάτων που πρέπει να γνωρίζει κάθε σχεδιαστής: 12 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:32

Ο σχεδιασμός κυκλωμάτων μπορεί να είναι αρκετά τρομακτικός αφού τα πράγματα στην πραγματικότητα θα είναι πολύ διαφορετικά από αυτά που διαβάζουμε στα βιβλία. Είναι προφανές ότι εάν πρέπει να είστε καλοί στο σχεδιασμό κυκλωμάτων, πρέπει να κατανοήσετε κάθε στοιχείο και να εξασκηθείτε αρκετά. Υπάρχουν όμως πολλές συμβουλές που πρέπει να γνωρίζουν οι σχεδιαστές για να σχεδιάσουν κυκλώματα που θα είναι τα βέλτιστα και θα λειτουργούν αποτελεσματικά.

Προσπάθησα με κάθε τρόπο να εξηγήσω αυτές τις συμβουλές σε αυτό το Instructable, ωστόσο για μερικές συμβουλές μπορεί να χρειαστείτε λίγη περισσότερη εξήγηση για να το καταλάβετε καλύτερα. Για το σκοπό αυτό έχω προσθέσει περισσότερους πόρους ανάγνωσης σε όλες σχεδόν τις παρακάτω συμβουλές. Έτσι, σε περίπτωση που χρειάζεστε λίγο περισσότερη διευκρίνιση, ανατρέξτε στον σύνδεσμο ή δημοσιεύστε τους στο παρακάτω πλαίσιο σχολίων. Σίγουρα θα εξηγήσω όσο καλύτερα μπορώ.

Ελέγξτε την ιστοσελίδα μου www.gadgetronicx.com, εάν ενδιαφέρεστε για ηλεκτρονικά κυκλώματα, σεμινάρια και έργα.

Βήμα 1: 10 ΣΥΜΒΟΥΛΕΣ ΣΕ ΒΙΝΤΕΟ

Κατάφερα να φτιάξω ένα βίντεο 9 λεπτών εξηγώντας όλες αυτές τις συμβουλές σε αυτό. Για όσους δεν ασχολούνται πολύ με την ανάγνωση μεγάλων άρθρων, προτείνετε να ακολουθήσετε γρήγορη διαδρομή και ελπίζω να σας αρέσει:)

Βήμα 2: ΧΡΗΣΗ ΑΠΕΝΕΡΓΟΠΟΙΗΣΗΣ ΚΑΙ ΣΥΜΠΛΗΡΩΣΗΣ ΤΩΝ ΠΥΝΑΜΕΤΩΝ:

Ο πυκνωτής είναι ευρέως γνωστός για τις ιδιότητες χρονισμού του, ωστόσο το φιλτράρισμα είναι μια άλλη σημαντική ιδιότητα αυτού του εξαρτήματος που έχει χρησιμοποιηθεί από τους σχεδιαστές κυκλωμάτων. Εάν δεν είστε εξοικειωμένοι με τους πυκνωτές, σας προτείνω να διαβάσετε αυτόν τον ολοκληρωμένο οδηγό σχετικά με τους πυκνωτές και πώς να τον χρησιμοποιήσετε σε κυκλώματα

ΑΠΕΝΕΡΓΟΠΟΙΗΣΗ ΧΩΡΟΥΣ:

Τα τροφοδοτικά είναι πραγματικά ασταθή, πρέπει να το έχετε πάντα στο μυαλό σας. Κάθε τροφοδοσία ρεύματος όταν πρόκειται για πρακτική ζωή δεν θα είναι σταθερή και συχνά η τάση εξόδου που λαμβάνεται θα κυμαίνεται τουλάχιστον μερικές εκατοντάδες χιλιοστά βολτ. Συχνά δεν μπορούμε να επιτρέψουμε αυτού του είδους τις αυξομειώσεις τάσης ενώ τροφοδοτούμε το κύκλωμά μας. Επειδή οι διακυμάνσεις της τάσης μπορεί να κάνουν το κύκλωμα να μην λειτουργεί σωστά και ειδικά όταν πρόκειται για πλακέτες μικροελεγκτών, υπάρχει ακόμη και ο κίνδυνος παράλειψης μιας οδηγίας από το MCU που μπορεί να οδηγήσει σε καταστροφικά αποτελέσματα.

Για να ξεπεραστεί αυτό, οι σχεδιαστές θα προσθέσουν έναν πυκνωτή παράλληλα και κοντά στην παροχή ρεύματος κατά το σχεδιασμό του κυκλώματος. Εάν γνωρίζετε πώς λειτουργεί ο πυκνωτής, θα ξέρετε, κάνοντας αυτόν τον πυκνωτή θα αρχίσει να φορτίζεται από την τροφοδοσία μέχρι να φτάσει στο επίπεδο του VCC. Μόλις επιτευχθεί το επίπεδο Vcc, το ρεύμα δεν θα περνάει πλέον από το καπάκι και σταματά τη φόρτιση. Ο πυκνωτής θα κρατήσει αυτό το φορτίο μέχρι να υπάρξει πτώση τάσης από την τροφοδοσία. Όταν η τάση από την τροφοδοσία, η τάση στις πλάκες ενός πυκνωτή δεν θα αλλάξει ακαριαία. Αυτή τη στιγμή ο πυκνωτής θα αντισταθμίσει αμέσως την πτώση τάσης από την παροχή παρέχοντας ρεύμα από τον ίδιο.

Ομοίως, όταν η τάση αυξομειώνεται, δημιουργώντας μια αύξηση της τάσης στην έξοδο. Ο πυκνωτής θα αρχίσει να φορτίζει σε σχέση με την ακίδα και στη συνέχεια να εκφορτίζεται διατηρώντας σταθερή την τάση σε αυτό και έτσι η ακίδα δεν θα φτάσει στο ψηφιακό τσιπ εξασφαλίζοντας έτσι σταθερή λειτουργία.

ΣΥΜΠΛΗΡΩΜΑΤΙΚΟΙ ΧΟΡΗΓΟΙ:

Αυτοί είναι πυκνωτές που χρησιμοποιούνται ευρέως σε κυκλώματα ενισχυτών. Σε αντίθεση με τους πυκνωτές αποσύνδεσης θα είναι με τον τρόπο ενός εισερχόμενου σήματος. Ομοίως, ο ρόλος αυτών των πυκνωτών είναι εντελώς αντίθετος από αυτούς αποσύνδεσης σε ένα κύκλωμα. Οι πυκνωτές σύζευξης αποκλείουν τον θόρυβο χαμηλής συχνότητας ή το στοιχείο DC σε ένα σήμα. Αυτό βασίζεται στο γεγονός ότι το ρεύμα DC δεν μπορεί να περάσει από έναν πυκνωτή.

Ο πυκνωτής αποσύνδεσης χρησιμοποιείται εξαιρετικά στους ενισχυτές, καθώς θα περιορίσει το θόρυβο DC ή χαμηλής συχνότητας στο σήμα και θα επιτρέψει μόνο σήμα υψηλής συχνότητας που μπορεί να χρησιμοποιηθεί μέσω αυτού. Παρόλο που το εύρος συχνοτήτων για τον περιορισμό του σήματος εξαρτάται από την τιμή του πυκνωτή, καθώς η αντίδραση ενός πυκνωτή ποικίλλει για διαφορετικές περιοχές συχνοτήτων. Μπορείτε να επιλέξετε τον πυκνωτή που ταιριάζει στις ανάγκες σας.

Όσο υψηλότερη είναι η συχνότητα που πρέπει να επιτρέψετε μέσω του πυκνωτή σας, τόσο χαμηλότερη είναι η τιμή χωρητικότητας του πυκνωτή σας. Για παράδειγμα, για να επιτρέψετε ένα σήμα 100Hz, η τιμή του πυκνωτή σας θα πρέπει να είναι κάπου περίπου 10uF, ωστόσο για να επιτρέψετε σήμα 10Khz 10nF θα κάνει τη δουλειά. Και πάλι αυτό είναι απλώς μια πρόχειρη εκτίμηση των τιμών καπακιού και πρέπει να υπολογίσετε την αντίδραση για το σήμα συχνότητας χρησιμοποιώντας τον τύπο 1 / (2 * Pi * f * c) και να επιλέξετε τον πυκνωτή που προσφέρει τη μικρότερη αντίδραση στο επιθυμητό σήμα.

Διαβάστε περισσότερα στη διεύθυνση:

Βήμα 3: ΧΡΗΣΗ ΤΩΝ ΑΝΤΙΣΤΑΣΕΩΝ ΤΑΛΩΣΗΣ ΚΑΙ ΤΡΑΒΩΣΗΣ:

«Πρέπει πάντα να αποφεύγεται η κυμαινόμενη κατάσταση», το ακούμε συχνά όταν σχεδιάζουμε ψηφιακά κυκλώματα. Και είναι ένας χρυσός κανόνας που πρέπει να ακολουθήσετε όταν σχεδιάζετε κάτι που περιλαμβάνει ψηφιακά IC και διακόπτες. Όλα τα ψηφιακά IC λειτουργούν σε ένα συγκεκριμένο επίπεδο λογικής και υπάρχουν πολλές οικογένειες λογικών. Από αυτά τα TTL και CMOS είναι αρκετά ευρέως γνωστά.

Αυτά τα λογικά επίπεδα καθορίζουν την τάση εισόδου σε ένα ψηφιακό IC για να την ερμηνεύσουν είτε ως 1 είτε ως 0. Για παράδειγμα, με +5V ως επίπεδο τάσης Vcc 5 έως 2,8v θα ερμηνευθεί ως λογική 1 και 0 έως 0,8v ως Λογική 0. Οτιδήποτε εμπίπτει σε αυτό το εύρος τάσης από 0,9 έως 2,7v θα είναι μια απροσδιόριστη περιοχή και το τσιπ θα ερμηνεύσει είτε ως 0 είτε ως 1 που δεν μπορούμε πραγματικά να πούμε.

Για να αποφύγουμε το παραπάνω σενάριο, χρησιμοποιούμε αντιστάσεις για να καθορίσουμε την τάση στις ακίδες εισόδου. Τραβήξτε τις αντιστάσεις για να σταθεροποιήσετε την τάση κοντά στο Vcc (υπάρχει πτώση τάσης λόγω ροής ρεύματος) και τραβήξτε προς τα κάτω αντιστάσεις για να τραβήξετε την τάση κοντά στους ακροδέκτες GND. Με αυτόν τον τρόπο μπορεί να αποφευχθεί η κυμαινόμενη κατάσταση στις εισόδους, αποφεύγοντας έτσι τα ψηφιακά μας IC να μην συμπεριφέρονται σωστά.

Όπως είπα αυτές οι αντιστάσεις έλξης και έλξης θα είναι χρήσιμες για μικροελεγκτές και ψηφιακά τσιπ, αλλά σημειώστε ότι πολλά σύγχρονα MCU είναι εξοπλισμένα με εσωτερικές αντιστάσεις Pull up και Pull down που μπορούν να ενεργοποιηθούν χρησιμοποιώντας τον κωδικό. Επομένως, μπορείτε να ελέγξετε το φύλλο δεδομένων για αυτό και να επιλέξετε είτε να χρησιμοποιήσετε είτε να εξαλείψετε τις αντιστάσεις έλξης προς τα κάτω ανάλογα.

Διαβάστε περισσότερα στη διεύθυνση: