Elektronski izdelki so pogosto zapletene množice vezij, toda ko pečete sloje vsakršnega zapletenega elektronskega izdelka, se večkrat odkrijejo skupna vezja, podsistemi in moduli. Ta skupna vezja so preprostejša vezja, ki jih je veliko lažje načrtovati, delati in preskusiti. Ta članek govori o desetih najpogostejših tokokrogih, ki se uporabljajo v elektroniki.
1. Uporovni delilec
Eden od najpogostejših vezij, ki se uporabljajo v elektroniki, je skromen uporovni delilnik. Uporovni delilec je odličen način za spuščanje napetosti signala v želeno območje. Odporni razdelilniki ponujajo prednosti poceni, enostavno oblikovanje, nekaj komponent in na zavihku prevzemajo malo prostora. Vendar lahko uporovni delilniki znatno obremenjujejo signal, ki znatno spremeni signal. V mnogih aplikacijah je ta učinek minimalen in sprejemljiv, vendar se oblikovalci zavedajo vpliva, ki ga ima uporovni delilnik na vezje.
2. OpAmps
OpAmps so prav tako zelo uporabni pri pufriranju signala, medtem ko povečujejo ali delijo vhodni signal. To je zelo priročno, ko je signal treba spremljati, ne da bi ga vplival vezje, ki opravlja spremljanje. Tudi možnosti za povečanje in ločevanje omogočajo boljši obseg zaznavanja ali nadzora.
3. Level Shifter
Današnja elektronika je polna čipov, ki zahtevajo različne napetosti. Procesorji z majhno močjo pogosto delujejo na 3,3 ali 1,8 V, medtem ko mnogi senzorji delujejo na 5 voltov. Za povezovanje teh različnih napetosti na istem sistemu je potrebno, da se signali spustijo ali poveča na zahtevano raven napetosti za vsak posamezen čip. Ena od rešitev je, da uporabite FET preusmeritveno vezje, ki je opisano v opombi aplikacije Philips AN97055 ali posebnem čipu za premikanje ravni. Nivoi premikajočih se čipov so najlažji za izvajanje in zahtevajo nekaj zunanjih komponent, vendar imajo vsi svoj quirks in težave z združljivostjo z različnimi načini komuniciranja.
4. Filter Kondenzatorji
Vsa elektronika je dovzetna za elektronski hrup, ki lahko povzroči nepričakovano, kaotično vedenje ali popolnoma ustavi delovanje elektronike. Dodajanje filtrskega kondenzatorja na vhodne tokove čipa lahko pripomore k odpravi hrupa v sistemu in je priporočljivo na vseh mikročipih (glej podatkovni list čipov za najboljše kondenzatorje za uporabo). Tudi kapice se lahko uporabljajo za filtriranje vhodov signalov, da se zmanjša hrup signalne linije.
5. Stikalo za vklop / izklop
Nadzorovanje moči do sistemov in podsistemov je skupna potreba po elektroniki. Obstaja več načinov za doseganje tega učinka, vključno z uporabo tranzistorja ali releja. Optično izolirani releji so eden od najučinkovitejših in najpreprostejših načinov za izvedbo takega vklopnega / izklopnega stikala na podsestav.
6. Voltage Reference
Ko so potrebne natančne meritve, je pogosto potrebno poznati referenčno napetost. Referenčne napetosti se pojavljajo v nekaj okusih in obliki faktorja, zato lahko za mnogo manj natančne aplikacije tudi primerjalni referenčni napetostni razdelilnik uporovnega napetosti.
7. Napajalniki
Vsako vezje potrebuje pravo napetost za delovanje, vendar mnogim vezjem potrebujemo več napetosti za vsak čip za delo. Spuščanje višje napetosti na nižjo napetost je sorazmerno preprosta s pomočjo referenčne napetosti za aplikacije z zelo nizko porabo energije, lahko pa se uporabljajo tudi napetostni regulatorji ali DC-dc pretvorniki za zahtevnejše aplikacije. Če so potrebni viri napetosti iz vira nizke napetosti, se lahko pretvornik dc-dc poveča za mnoge skupne napetosti ter prilagodljive ali programabilne napetosti.
8. Trenutni vir
Napetosti so sorazmerno enostavno delati v okviru vezja, vendar je za nekatere aplikacije potreben enakomeren fiksni tok, kot je za termistorsko temperaturno tipalo ali za nadzor izhodne moči laserske diode ali LED. Trenutne vire so enostavno izdelane iz preprostih tranzistorjev BJT ali MOSFET in nekaj dodatnih nizkocenovnih komponent. Velike moči različic trenutnih virov zahtevajo dodatne komponente in zahtevajo večjo konstrukcijsko zahtevnost, da natančno in zanesljivo nadzorujejo tok.
9. Mikrokontroler
Skoraj vsak elektronski izdelek, izdelan danes, ima mikrokrmilnik v svojem srcu. Medtem ko ni preprost modul vezja, mikrokrmilniki zagotavljajo programljivo platformo za izgradnjo poljubnega števila izdelkov. Mikrokontrolerji z majhno močjo (običajno 8-bitni) vodijo mnoge elemente iz vaše mikrovalovne pečice v električno krtačo zob. Več sposobni mikrokontrolerji se uporabljajo za uravnoteženje delovanja motorja vašega avtomobila z upravljanjem razmerja med gorivom in zrakom v zgorevalni komori, medtem ko hkrati ravnate s številnimi drugimi nalogami.
10. Zaščita pred ESD
Pogosto pozabljen vidik elektronskega izdelka je vključitev ESD in zaščita napetosti. Ko se naprave uporabljajo v realnem svetu, jih lahko izpostavimo izjemno visokim napetostim, ki lahko povzročijo operativne napake in celo poškodujejo čipe (pomislite na ESD kot miniaturne strele, ki napadajo mikročip). Medtem ko so na voljo ESD in prehodni mikrofipi za zaščito pred napetostjo, lahko osnovno zaščito zagotovijo preproste žarnice, nameščene na kritičnih križiščih v elektroniki, običajno na kritičnih signalih in kjer signali vstopajo ali izstopajo iz vezja v zunanji svet.