10 piirisuunnitteluvinkkiä jokaisen suunnittelijan on tiedettävä: 12 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:00

Piirisuunnittelu voi olla melko pelottavaa, koska todellisuudessa asiat eroavat paljon siitä, mitä luemme kirjoista. On melko selvää, että jos sinun täytyy olla hyvä piirin suunnittelussa, sinun on ymmärrettävä jokainen komponentti ja harjoiteltava paljon. Mutta on olemassa paljon vinkkejä, jotka suunnittelijoiden on tiedettävä suunnitellakseen optimaalisia ja tehokkaasti toimivia piirejä.

Olen yrittänyt parhaani mukaan selittää nämä vinkit tässä opetusohjelmassa, mutta muutamia vinkkejä varten saatat tarvita hieman enemmän selitystä napataksesi sen paremmin. Tätä tarkoitusta varten olen lisännyt lisää lukulähteitä lähes kaikkiin alla oleviin vinkkeihin. Joten jos tarvitset hieman enemmän selvennystä, katso linkki tai lähetä ne alla olevaan kommenttikenttään. Selitän varmasti parhaani mukaan.

Ole hyvä ja tutustu verkkosivustolleni www.gadgetronicx.com, jos olet kiinnostunut elektronisista piireistä, opetusohjelmista ja projekteista.

Vaihe 1: 10 VINKKIÄ VIDEOSSA

Olen onnistunut tekemään 9 minuutin videon, jossa selitetään kaikki nämä vinkit. Niille, jotka eivät ole kovin innokkaita lukemaan pitkiä artikkeleita, suosittelen valitsemaan nopean reitin ja toivottavasti pidät siitä:)

Vaihe 2: DECOUPLING AND COUPLING CAPACITORS:

Kondensaattori tunnetaan laajalti ajoitusominaisuuksistaan, mutta suodatus on toinen tämän komponentin tärkeä ominaisuus, jota piirisuunnittelijat ovat käyttäneet. Jos et tunne kondensaattoreita, suosittelen lukemaan tämän kattavan oppaan kondensaattoreista ja niiden käytöstä piireissä

KAPASITORIEN POISTO:

Virtalähteet ovat todella epävakaita, sinun tulee aina pitää se mielessäsi. Jokainen virtalähde käytännön elämässä ei ole vakaa ja usein saatu lähtöjännite vaihtelee vähintään muutama sata milliä volttia. Emme useinkaan salli tällaisia jännitteenvaihteluita virtalähteemme virran aikana. Koska jännitteen vaihtelut voivat saada piirin toimimaan huonosti ja varsinkin kun kyseessä ovat mikrokortit, on jopa riski, että MCU ohittaa käskyn, mikä voi johtaa tuhoisiin tuloksiin.

Tämän voittamiseksi suunnittelijat lisäävät kondensaattorin rinnakkain ja lähellä virtalähdettä piirin suunnittelussa. Jos tiedät, miten kondensaattori toimii, tiedät, että tämä kondensaattori alkaa ladata virtalähteestä, kunnes se saavuttaa VCC -tason. Kun Vcc -taso on saavutettu, virta ei enää kulje korkin läpi ja lopettaa lataamisen. Kondensaattori pitää tämän varauksen, kunnes jännite laskee virtalähteestä. Kun jännite lähteestä, kondensaattorin levyjen välinen jännite ei muutu hetkessä. Tällä hetkellä kondensaattori kompensoi välittömästi jännitteen laskun syöttämällä virtaa itsestään.

Samoin, kun jännite vaihtelee, jolloin lähtö muodostuu jännitepiikistä. Kondensaattori alkaa latautua piikin suhteen ja purkautuu sitten pitäen samalla jännitteen tasaisena, jolloin piikki ei saavuta digitaalista sirua, mikä takaa tasaisen toiminnan.

KYTKINKAPASITAATTORIT:

Nämä ovat kondensaattoreita, joita käytetään laajalti vahvistinpiireissä. Toisin kuin irrotuskondensaattorit ovat saapuvan signaalin tiellä. Samoin näiden kondensaattoreiden rooli on aivan päinvastainen kuin piirin irrotettavat. Kytkentäkondensaattorit estävät signaalin matalataajuisen kohinan tai DC -elementin. Tämä perustuu siihen tosiasiaan, että tasavirta ei voi kulkea kondensaattorin läpi.

Erotuskondensaattoria käytetään erittäin paljon vahvistimissa, koska se hillitsee signaalin tasavirtaa tai matalataajuista kohinaa ja sallii sen läpi vain korkeataajuisen käytettävän signaalin. Vaikka signaalin hillitsemisen taajuusalue riippuu kondensaattorin arvosta, koska kondensaattorin reaktanssi vaihtelee eri taajuusalueilla. Voit valita tarpeisiisi sopivan kondensaattorin.

Mitä suurempi taajuus sinun on sallittava kondensaattorin kautta, sitä pienempi kondensaattorin kapasitanssiarvon pitäisi olla. Esimerkiksi 100 Hz: n signaalin sallimiseksi kondensaattorin arvon pitäisi olla jossain noin 10uF, mutta 10Khz -signaalin sallimiseksi 10nF tekee työn. Jälleen tämä on vain karkea arvio korkki -arvoista, ja sinun on laskettava taajuussignaalisi reaktanssi käyttämällä kaavaa 1 / (2 * Pi * f * c) ja valittava kondensaattori, joka tarjoaa vähiten reaktanssia halutulle signaalille.

Lue lisää:

Vaihe 3: KIINNITYS- JA IRROTUSVASTUSTEN KÄYTTÖ:

"Kelluvaa tilaa tulisi aina välttää", kuulemme tämän usein, kun suunnittelemme digitaalisia piirejä. Ja se on kultainen sääntö, jota sinun on noudatettava, kun suunnittelet jotain, joka sisältää digitaalisia IC -laitteita ja kytkimiä. Kaikki digitaaliset IC: t toimivat tietyllä logiikkatasolla ja logiikkaperheitä on monia. Näistä TTL ja CMOS ovat melko laajalti tunnettuja.

Nämä logiikkatasot määrittävät digitaalisen IC: n tulojännitteen tulkitsemaan sen joko 1: nä tai 0: na. Esimerkiksi +5 V: n Vcc -jännitetasona 5-2,8 V tulkitaan loogisena 1 ja 0 - 0,8v tulkitaan kuin logiikka 0. Kaikki, mikä kuuluu tähän jännitealueeseen 0,9 - 2,7v, on määrittämätön alue ja siru tulkitsee joko 0: ksi tai 1: ksi, jota emme voi kertoa.

Yllä olevan skenaarion välttämiseksi käytämme vastuksia tulojännitteiden jännitteen kiinnittämiseen. Vedä vastukset ylös kiinnittääksesi jännitteen lähellä Vcc: tä (jännitehäviö esiintyy virran virtauksen vuoksi) ja vedä vastukset alas vetääksesi jännite lähelle GND -nastoja. Tällä tavalla voidaan välttää tulojen kelluva tila, jolloin vältetään digitaalisten IC -laitteidemme käyttäytyminen väärin.

Kuten sanoin, nämä ylös- ja alaslasketut vastukset ovat hyödyllisiä mikro -ohjaimille ja digitaalisille siruille, mutta huomaa, että monet nykyaikaiset MCU: t on varustettu sisäisillä vedä ylös ja alas -vastuksilla, jotka voidaan aktivoida koodilla. Joten voit tarkistaa tämän taulukon ja valita joko käyttää tai poistaa ylös / alas -vastukset vastaavasti.

Lue lisää: