10 näpunäidet vooluahela kujundamiseks, mida iga disainer peab teadma: 12 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:46

Vooluahela projekteerimine võib olla päris heidutav, kuna tegelikkuses olevad asjad erinevad palju sellest, mida me raamatutest loeme. On üsna ilmne, et kui peate ringkonnakujunduses hästi hakkama saama, peate igast komponendist aru saama ja üsna palju harjutama. Kuid on palju näpunäiteid, mida disainerid peavad teadma, et kavandada optimaalseid ja tõhusalt töötavaid vooluahelaid.

Olen püüdnud neid näpunäiteid selles juhendis selgitada, kuid mõne näpunäite puhul vajate selle paremaks haaramiseks natuke rohkem selgitust. Sel eesmärgil olen lisanud pea kõigisse alltoodud näpunäidetesse täiendavaid lugemisressursse. Nii et igaks juhuks, kui vajate natuke rohkem selgitust, vaadake linki või postitage need allolevasse kommentaaride kasti. Kindlasti selgitan nii hästi kui oskan.

Palun vaadake minu veebisaiti www.gadgetronicx.com, kui olete huvitatud elektroonilistest vooluringidest, õpetustest ja projektidest.

1. samm: 10 NÕUANDET VIDEOS

Mul on õnnestunud teha 9 -minutiline video, mis selgitab kõiki neid näpunäiteid. Neile, kes ei taha liiga pikki artikleid lugeda, soovitage teil valida kiire tee ja loodan, et teile meeldib see:)

2. etapp: DEKOLEPTIMIS- JA SIDURIKAPPAATORITE KASUTAMINE:

Kondensaator on laialt tuntud oma ajastamisomaduste poolest, kuid filtreerimine on selle komponendi teine oluline omadus, mida on kasutanud vooluahela disainerid. Kui te pole kondensaatoritega tuttav, soovitan teil lugeda seda põhjalikku kondensaatorite ja selle vooluahelates kasutamise juhendit

DECOUPLING CAPACITORS:

Toiteallikad on tõesti ebastabiilsed, peaksite seda alati meeles pidama. Iga toiteallikas ei ole praktilises elus stabiilne ja sageli kõigub saadud väljundpinge vähemalt paarsada millivolti. Sageli ei saa me oma vooluahela toite ajal selliseid pinge kõikumisi lubada. Kuna pinge kõikumised võivad põhjustada vooluahela ebaõige käitumise ja eriti mikrokontrolleri plaatide puhul, on isegi oht, et MCU jätab juhised vahele, mis võib põhjustada laastavaid tulemusi.

Selle ületamiseks lisavad disainerid vooluahela projekteerimisel paralleelselt ja toiteallika lähedusse kondensaatori. Kui teate, kuidas kondensaator töötab, hakkab see kondensaator toiteallikast laadima, kuni jõuab VCC tasemeni. Kui Vcc tase on saavutatud, ei läbi vool enam korki ja peatab laadimise. Kondensaator hoiab seda laengut seni, kuni toiteallikas pinge langeb. Toitepinge korral ei muutu kondensaatori plaatide pinge hetkega. Sel hetkel kompenseerib kondensaator viivitamatult toitepinge languse, andes voolu ise.

Samamoodi, kui pinge kõikub muidu, tekitades väljundis pingepiigi. Kondensaator hakkab naelu suhtes laadima ja seejärel tühjeneb, hoides samal ajal pinget ühtlaselt, seega ei jõua teravik digitaalse kiibini, tagades seega stabiilse töö.

SIDURIKAPSETID:

Need on kondensaatorid, mida kasutatakse võimendusahelates laialdaselt. Erinevalt lahtiühendamise kondensaatorid takistavad sissetulevat signaali. Samuti on nende kondensaatorite roll vooluahelas lahtiühendatutel vastupidine. Sidestuskondensaatorid blokeerivad signaali madala sagedusega müra või alalisvoolu elemendi. See põhineb asjaolul, et alalisvool ei saa kondensaatorit läbida.

Lahutamise kondensaatorit kasutatakse võimendites äärmiselt, kuna see piirab signaali alalisvoolu või madala sagedusega müra ja võimaldab selle kaudu ainult kõrge sagedusega kasutatavat signaali. Kuigi signaali ohjeldamise sagedusvahemik sõltub kondensaatori väärtusest, kuna kondensaatori reaktsioonivõime varieerub erinevate sagedusvahemike korral. Võite valida oma vajadustele vastava kondensaatori.

Mida suurem on sagedus, mida peate oma kondensaatori kaudu lubama, seda madalam peaks olema kondensaatori mahtuvus. Näiteks 100 Hz signaali lubamiseks peaks teie kondensaatori väärtus olema kuskil 10uF, kuid 10Kh signaali lubamiseks teeb selle töö 10nF. Jällegi on see vaid ligikaudne ülempiiri väärtuste hinnang ja peate oma sagedussignaali reaktsioonivõime arvutama valemi 1 / (2 * Pi * f * c) abil ja valima soovitud signaalile kõige vähem reageeriva kondensaatori.

Loe lähemalt:

Samm 3: TÕSTETUD JA TÕMBATAVATE TAKISTUSTE KASUTAMINE:

"Ujuvat olekut tuleks alati vältida", kuuleme seda sageli digitaalahelate kavandamisel. Ja see on kuldne reegel, mida peate järgima, kui kavandate midagi, mis hõlmab digitaalseid IC -sid ja lüliteid. Kõik digitaalsed IC -d töötavad teatud loogikatasandil ja loogikaperekondi on palju. Neist TTL ja CMOS on üsna laialt tuntud.

Need loogikatasemed määravad digitaalse IC sisendpinge, et tõlgendada seda kas 1 või 0. Näiteks kui +5V kui Vcc pingetase 5 kuni 2,8v, tõlgendatakse loogikat 1 ja 0 kuni 0,8v kui loogika 0. Kõik, mis jääb sellesse pingevahemikku 0,9 kuni 2,7 v, on määramatu piirkond ja kiip tõlgendatakse kas 0 või 1 -na, mida me tegelikult ei oska öelda.

Ülaltoodud stsenaariumi vältimiseks kasutame sisendpistikute pinge fikseerimiseks takistid. Tõmmake takistid üles, et fikseerida pinge Vcc lähedale (vooluvoolu tõttu on pingelangus olemas), ja tõmmake takistid alla, et tõmmata pinge GND tihvtide lähedale. Nii saab vältida sisendite ujuvat olekut, vältides seega meie digitaalsete IC -de valesti käitumist.

Nagu ma ütlesin, on need tõmbe- ja tõmbetakistid mikrokontrollerite ja digitaalsete kiipide jaoks kasulikud, kuid pidage meeles, et paljud kaasaegsed MCU -d on varustatud sisemiste tõmbe- ja tõmbetakistustega, mida saab koodi abil aktiveerida. Nii et võite selle kohta andmelehte kontrollida ja vastavalt kas kasutada või eemaldada tõmbe- / allalaadimistakistusi.

Loe lähemalt: