Elektroniset tuotteet ovat usein monimutkaisia piirejä, mutta kun kuoritat monikerroksisen elektronisen tuotteen kerrokset, toistuvasti löydetään yhteisiä piirejä, osajärjestelmiä ja moduuleja. Nämä yhteiset piirit ovat yksinkertaisempia piirejä, jotka on paljon helpompi suunnitella, työskennellä ja testata. Tässä artikkelissa käsitellään kymmenen yleisempää piiriä elektroniikassa.
1. Resistive Divider
Yksi yleisimmistä elektroniikkavirtapiireistä on nöyrä resistiivinen jakaja. Resistiivinen jakaja on erinomainen tapa pudottaa signaalin jännite haluamaasi alueeseen. Kestävät jakajat tarjoavat edullisia alhaisia kustannuksia, suunnittelun helppoutta, harvoja komponentteja ja ne vaativat vähän tilaa aluksella. Resistiiviset jakajat voivat kuitenkin merkittävästi laskea signaalin, joka voi muuttaa signaalia merkittävästi. Monissa sovelluksissa tämä vaikutus on minimaalinen ja hyväksyttävä, mutta suunnittelijoiden tulisi olla tietoisia vaikutuksista, joita resistiivisellä jakajalla voi olla piiriin.
2. OpAmps
OpAmps on myös erittäin hyödyllinen signaalin puskuroinnissa samalla, kun syöttösignaalia lisätään tai jaetaan. Tämä on erittäin kätevää, kun signaalia on valvottava ilman, että seuranta seuraa piiriä. Myös lisäys- ja jakovaihtoehdot mahdollistavat paremman tunnistuksen tai ohjauksen.
3. Tason siirtäjä
Nykypäivän elektroniikka on täynnä siruja, jotka tarvitsevat eri jännitteitä. Pienet tehoprosessorit toimivat usein 3.3 tai 1.8v, kun taas monet anturit toimivat 5 volttia. Näiden eri jännitteiden kytkeminen samaan järjestelmään edellyttää, että signaalit joko pudotetaan tai lisätään vaaditulle jännitetasolle jokaiselle yksittäiselle sirulle. Eräs ratkaisu on käyttää FET-pohjaista tasonsäätöpiiriä, jota on käsitelty Philips AN97055 App Note -laitteessa tai omalla tasolla siirrettävällä sirulla. Tason siirrettävät pelimerkit ovat helpoin toteuttaa ja vaativat vain muutamia ulkoisia komponentteja, mutta niillä kaikilla on omat ongelmansa ja yhteensopivuusongelmansa erilaisilla viestintätavoilla.
4. Suodattimen kondensaattorit
Kaikki elektroniikka on herkkä elektroniselle melulle, joka voi aiheuttaa odottamattomia, kaoottisia käyttäytymistä tai kokonaan keskeyttää elektroniikan toiminnan. Suodatinkondensaattorin lisääminen sirun virtalähteisiin voi auttaa poistamaan melun järjestelmästä ja sitä suositellaan kaikissa mikrosirukoissa (ks. Hakkuritietokanta paras mahdollinen kondensaattori). Myös korkkeja voidaan käyttää signaalien sisääntulon suodattamiseen, jotta signaalilinjaan kohdistuva kohina voidaan laskea.
5. Virtakytkin
Järjestelmien ja osajärjestelmien voiman hallinta on yleinen elektroniikan tarve. Tällä tavoin voidaan saavuttaa useita tapoja, kuten transistorin tai releen käyttäminen. Optisesti eristetyt releet ovat yksi tehokkaimmista ja yksinkertaisimmista tavoista panna tällainen päälle / pois-kytkin alipiiriin.
6. Jänniteohjeet
Kun tarkkuusmittauksia vaaditaan, tarvitaan usein tunnettua jännitevertailua. Jänniteviittaukset tulevat muutamiin makuihin ja muotoihin ja paljon epätarkempiin sovelluksiin jopa resistiivinen jännitteen jakaja voi tarjota sopivan viitteen.
7. Jännitetarvikkeet
Jokainen piiri tarvitsee oikean jännitteen toimimaan, mutta useat piirit tarvitsevat useita jännitteitä jokaiselle sirulle toimimaan. Korkeamman jännitteen alentaminen pienemmälle jännitteelle on suhteellisen yksinkertainen asia, jossa käytetään jännitemäärää hyvin pienitehoisille sovelluksille tai jännitteen säätimiä tai DC-DC-muuntimia voidaan käyttää vaativampiin sovelluksiin. Kun pienjännitelähteestä tarvitaan suurempia jännitteitä, voidaan käyttää dc-dc-asteen muunninta monien yhteisten jännitteiden, sekä säädettävien tai ohjelmoitavien jännitetasojen muodostamiseen.
8. Nykyinen lähde
Jännitteet ovat suhteellisen yksinkertaisia työskennellä piirin sisällä, mutta joillekin sovelluksille tarvitaan kiinteä kiinteä virta, kuten termistoriin perustuva lämpötila-anturi tai ohjaus laserin diodin tai LEDin lähtötehoon. Nykyiset lähteet voidaan helposti tehdä yksinkertaisista BJT- tai MOSFET-transistoreista ja muutama edullinen lisäkomponentti. Nykyisten lähteiden suuritehoiset versiot edellyttävät lisäkomponentteja ja vaativat suurempaa suunnittelun monimutkaisuutta nykyisen virran tarkkaan ja luotettavasti.
9. Mikrokontrolleri
Lähes jokaisella sähköllä valmistetulla tuotteella on nykyään mikrokontrolleri. Vaikka mikään yksinkertainen piiriyksikkö ei ole, mikro-ohjaimet tarjoavat ohjelmoitavan alustan rakentaa minkä tahansa määrän tuotteita. Pienikokoiset mikrokontrollerit (tyypillisesti 8-bittiset) ohjaavat monia kohteita mikroaaltosi sähköisen hammasharjaan. Tehokkaampia mikrokontrollereita käytetään tasapainottamaan auton moottorin suorituskykyä ohjaamalla polttonesteen ja ilman välistä suhdetta polttokammiossa samalla, kun käsitellään useita muita tehtäviä samanaikaisesti.
10. ESD-suojaus
Elektronisen tuotteen usein unohtunut piirre on ESD: n ja jännitteen suojauksen sisällyttäminen. Kun laitteita käytetään reaalimaailmassa, niitä voidaan altistua uskomattoman korkeille jännitteille, jotka voivat aiheuttaa käyttöhäiriöitä ja jopa vahingoittaa siruja (ajattele ESD: tä mikrosiruista hyökkäävien pienoisvetojen avulla). Vaikka ESD ja väliaikaiset jännitesuojausmikropiirit ovat käytettävissä, perussiirto voidaan tarjota yksinkertaisilla zener-diodeilla, jotka on sijoitettu elektroniikan kriittisiin liittimiin, tyypillisesti kriittisiin signaalijohdoihin ja missä signaalit tulevat tai poistuvat piiriin ulkopuolelle.