Електронните продукти често са сложни маси на схеми, но докато отлепвате слоевете на всеки сложен електронен продукт, често се срещат общи схеми, подсистеми и модули. Тези общи вериги са по-прости схеми, които са много по-лесни за проектиране, работа и тестване. Тази статия разглежда първите десет от най-разпространените схеми, използвани в електрониката.
1. Резистивен разделител
Една от най-често използваните схеми в електрониката е скромният резистивен делител. Резистивният делител е чудесен начин да се намали напрежението на сигнала до желания диапазон. Резистивните делители предлагат предимствата на ниската цена, лекотата на дизайна, малкото компоненти и заемат малко място на борда. Въпреки това съпротивителните делители могат значително да заредят сигнал, който може да промени сигнала значително. В много приложения това въздействие е минимално и приемливо, но дизайнерите трябва да са запознати с въздействието, което резистивен делител може да има върху дадена верига.
2. OpAmps
OpAmps също са много полезни при буфериране на сигнал, докато усилва или разделя входния сигнал. Това е много удобно, когато сигналът трябва да бъде наблюдаван, без да бъде повлиян от веригата, която извършва мониторинга. Също така опциите за тласък и делител позволяват по-добър диапазон на наблюдение или контрол.
3. Ниво Shifter
Днешната електроника е пълна с чипове, които изискват различни напрежения за работа. Процесорите с ниска мощност често работят на 3,3 или 1,8V, докато много сензори работят на 5 волта. Взаимодействието на тези различни напрежения на една и съща система изисква сигналите или да бъдат изпуснати, или да бъдат увеличени до необходимото ниво на напрежение за всеки отделен чип. Едно решение е да се използва веригата за превключване на нивото на базата на FET, обсъдена в приложението Philips AN97055 App Note или чип със специално преместващо ниво. Чиповете за изместване на ниво са най-лесните за изпълнение и изискват малко външни компоненти, но всички те имат своите странности и проблеми със съвместимостта с различни методи за комуникация.
4. Кондензатори на филтри
Всички електроники са предразположени към електронен шум, който може да причини неочаквано, хаотично поведение или да спре напълно работата на електрониката. Добавянето на филтърен кондензатор към входовете за захранване на чип може да помогне за премахване на шума в системата и се препоръчва на всички микрочипове (виж листа с данни за чиповете за най-добрите кондензатори, които да използвате). Освен това капачките могат да се използват за филтриране на входа на сигнали, за да се намали шума на сигналната линия.
5. Превключвател за включване / изключване
Контролът на властта към системите и подсистемите е често срещана нужда в електрониката. Има няколко начина за постигане на този ефект, включително използването на транзистор или реле. Оптично изолираните релета са един от най-ефективните и прости начини за въвеждане на такъв ключ за включване / изключване на под-верига.
6. Позоваване на напрежението
Когато се изискват точни измервания, често е необходима известна честота на напрежение. Позоваването на напрежението е с няколко вкуса и формира фактори, а за много по-малко точни приложения дори резистивен делител на напрежение може да осигури подходяща справка.
7. Консумативи за напрежение
Всяка верига се нуждае от правилното напрежение за работа, но много схеми се нуждаят от много напрежения за всеки чип да работи. Намаляването на по-високо напрежение до по-ниско напрежение е относително проста материя, използвайки референтна напрежение за приложения с много ниска мощност или регулатори на напрежението или DC-DC преобразуватели могат да се използват за по-взискателни приложения. Когато са необходими по-високи напрежения от източник на ниско напрежение, конвертор DC-DC може да се използва за генериране на много общи напрежения, както и регулируеми или програмируеми нива на напрежение.
8. Източник на ток
Напреженията са сравнително лесни за работа в рамките на дадена верига, но за някои приложения е необходим постоянен постоянен ток, например за термисторен температурен датчик или за управление на изходната мощност на лазерен диод или светодиод. Източниците на ток са лесно направени от прости BJT или MOSFET транзистори, както и няколко допълнителни компоненти с ниска цена. Високоенергийните версии на източниците на ток изискват допълнителни компоненти и изискват по-голяма сложност на дизайна, за да се контролира точно и точно тока.
9. Микроконтролер
Почти всеки електронен продукт, направен днес, има микроконтролер в сърцето си. Въпреки че не е обикновен модул, микроконтролерите осигуряват програмируема платформа за изграждане на произволен брой продукти. Микроконтролерите с ниска мощност (обикновено 8-битови) изпълняват много елементи от вашата микровълнова печка в електрическата четка за зъби. По-способните микроконтролери се използват за балансиране на мощността на двигателя на вашия автомобил чрез управление на съотношението гориво към въздух в горивната камера, докато се борави с множество други задачи едновременно.
10. Защита на ESD
Често забравен аспект на даден електронен продукт е включването на ESD и защита от напрежение. Когато устройствата се използват в реалния свят, те могат да бъдат подложени на невероятно високи напрежения, които могат да причинят операционни грешки и дори да повредят чиповете (мислете за ESD като миниатюрни мълнии срещу атака на микрочип). Макар че съществуват микрочипове ESD и преходни защити на напрежението, основната защита може да бъде осигурена чрез прости ценерови диоди, поставени в критичните кръстовища в електрониката, обикновено при критични сигнали и където сигналите влизат или излизат от верига към външния свят.