10 wskazówek dotyczących projektowania obwodów, które każdy projektant musi znać: 12 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:28

Projektowanie obwodów może być dość zniechęcające, ponieważ rzeczy w rzeczywistości będą się znacznie różnić od tego, co czytamy w książkach. Jest całkiem oczywiste, że jeśli chcesz być dobry w projektowaniu obwodów, musisz zrozumieć każdy element i dużo ćwiczyć. Ale jest mnóstwo wskazówek, które projektanci muszą znać, aby zaprojektować obwody, które będą optymalne i działają wydajnie.

Starałem się jak najlepiej wyjaśnić te wskazówki w tej instrukcji, ale w przypadku kilku wskazówek możesz potrzebować nieco więcej wyjaśnień, aby lepiej je uchwycić. W tym celu dodałem dodatkowe zasoby do czytania w prawie wszystkich poniższych wskazówkach. Więc na wszelki wypadek, jeśli potrzebujesz nieco więcej wyjaśnień, zapoznaj się z linkiem lub opublikuj je w polu komentarzy poniżej. Na pewno wyjaśnię najlepiej, jak potrafię.

Zapraszam do odwiedzenia mojej strony internetowej www.gadgetronicx.com, jeśli interesują Cię obwody elektroniczne, samouczki i projekty.

Krok 1: 10 WSKAZÓWEK DOTYCZĄCYCH WIDEO

Udało mi się nakręcić 9-minutowy film wyjaśniający wszystkie zawarte w nim wskazówki. Dla tych, którzy nie są zbytnio zainteresowani czytaniem długich artykułów, sugeruj szybką trasę i mam nadzieję, że ci się spodoba:)

Krok 2: UŻYWANIE KONDENSATORÓW ROZDZIELAJĄCYCH I SPRZĘGAJĄCYCH:

Kondensatory są powszechnie znane ze swoich właściwości czasowych, jednak filtrowanie to kolejna ważna właściwość tego komponentu, stosowana przez projektantów obwodów. Jeśli nie znasz kondensatorów, sugeruję przeczytanie tego obszernego przewodnika na temat kondensatorów i ich wykorzystania w obwodach

ROZDZIELANIE KONDENSATORÓW:

Zasilacze są naprawdę niestabilne, zawsze powinieneś mieć to na uwadze. Każdy zasilacz w praktyce nie będzie stabilny i często uzyskiwane napięcie wyjściowe będzie wahać się co najmniej o kilkaset miliwoltów. Często nie możemy dopuścić do tego rodzaju wahań napięcia podczas zasilania naszego obwodu. Ponieważ wahania napięcia mogą powodować nieprawidłowe działanie obwodu, a zwłaszcza w przypadku płytek mikrokontrolera istnieje nawet ryzyko pominięcia instrukcji przez MCU, co może skutkować druzgocącymi wynikami.

Aby temu zaradzić, projektanci podczas projektowania obwodu dodadzą kondensator równolegle i blisko zasilacza. Jeśli wiesz, jak działa kondensator, będziesz wiedział, że dzięki temu kondensator zacznie ładować się z zasilacza, aż osiągnie poziom VCC. Po osiągnięciu poziomu Vcc prąd nie będzie już przechodził przez nasadkę i przestanie się ładować. Kondensator utrzyma ten ładunek, dopóki nie nastąpi spadek napięcia z zasilacza. Gdy napięcie z zasilacza, napięcie na płytkach kondensatora nie zmieni się natychmiast. W tej chwili kondensator natychmiast skompensuje spadek napięcia z zasilacza, dostarczając prąd z samego siebie.

Podobnie, gdy napięcie zmienia się w inny sposób, tworząc skok napięcia na wyjściu. Kondensator zacznie się ładować względem szpikulca, a następnie rozładowuje się, utrzymując stałe napięcie na nim, dzięki czemu szpilka nie dotrze do układu cyfrowego, co zapewnia stabilną pracę.

KONDENSATORY SPRZĘGAJĄCE:

Są to kondensatory szeroko stosowane w obwodach wzmacniaczy. W przeciwieństwie do kondensatorów odsprzęgających będzie na drodze przychodzącego sygnału. Podobnie rola tych kondensatorów jest zupełnie odwrotna od tych odsprzęgających w obwodzie. Kondensatory sprzęgające blokują szum niskiej częstotliwości lub element DC w sygnale. Wynika to z faktu, że prąd stały nie może przejść przez kondensator.

Kondensator odsprzęgający jest niezwykle stosowany we wzmacniaczach, ponieważ ogranicza w sygnale szum stały lub o niskiej częstotliwości i przepuszcza tylko użyteczny sygnał o wysokiej częstotliwości. Chociaż zakres częstotliwości ograniczania sygnału zależy od wartości kondensatora, ponieważ reaktancja kondensatora zmienia się dla różnych zakresów częstotliwości. Możesz wybrać kondensator, który odpowiada Twoim potrzebom.

Wyższa częstotliwość, którą musisz przepuścić przez kondensator, niższa powinna być wartość pojemności kondensatora. Na przykład, aby zezwolić na sygnał o częstotliwości 100 Hz, wartość kondensatora powinna wynosić około 10 uF, jednak dla zezwolenia na sygnał 10 kHz 10 nF załatwi sprawę. Znowu jest to tylko przybliżone oszacowanie wartości limitu i musisz obliczyć reaktancję sygnału częstotliwości za pomocą wzoru 1 / (2 * Pi * f * c) i wybrać kondensator, który zapewnia najmniejszą reaktancję dla pożądanego sygnału.

Przeczytaj więcej na:

Krok 3: UŻYWANIE REZYSTÓW PODCIĄGAJĄCYCH I NASUWAJĄCYCH:

„Zawsze należy unikać stanu płynnego”, często słyszymy o tym przy projektowaniu układów cyfrowych. I jest to złota zasada, której należy przestrzegać, projektując coś, co obejmuje cyfrowe układy scalone i przełączniki. Wszystkie cyfrowe układy scalone działają na pewnym poziomie logicznym i istnieje wiele rodzin logicznych. Spośród nich TTL i CMOS są dość powszechnie znane.

Te poziomy logiczne określają napięcie wejściowe w cyfrowym układzie scalonym, aby zinterpretować je jako 1 lub 0. Na przykład przy +5 V jako Vcc poziom napięcia od 5 do 2,8 V będzie interpretowany jako logiczna 1, a od 0 do 0,8 V będzie interpretowane jako logiczne 0. Wszystko, co mieści się w tym zakresie napięcia od 0,9 do 2,7 V, będzie regionem nieokreślonym, a chip zinterpretuje albo jako 0, albo jako 1, którego tak naprawdę nie możemy powiedzieć.

Aby uniknąć powyższego scenariusza, używamy rezystorów do ustalenia napięcia na pinach wejściowych. Podciągnij rezystory, aby naprawić napięcie blisko Vcc (spadek napięcia występuje z powodu przepływu prądu) i Podciągnij rezystory, aby zbliżyć napięcie do pinów GND. W ten sposób można uniknąć stanu pływającego na wejściach, dzięki czemu nasze cyfrowe układy scalone nie będą zachowywać się nieprawidłowo.

Jak powiedziałem, te rezystory pull up i pull przydadzą się w przypadku mikrokontrolerów i układów cyfrowych, ale zauważ, że wiele nowoczesnych MCU jest wyposażonych w wewnętrzne rezystory Pull up i Pull down, które można aktywować za pomocą kodu. Możesz więc sprawdzić arkusz danych i odpowiednio użyć lub wyeliminować rezystory podciągające / obniżające.

Przeczytaj więcej na: