Elektronické produkty sú často zložité množstvá obvodov, ale keď odlúpate vrstvy akéhokoľvek komplexného elektronického produktu, opakovane sa nájdu spoločné obvody, subsystémy a moduly. Tieto spoločné obvody sú jednoduchšie obvody, ktoré sú oveľa jednoduchšie navrhovať, pracovať a testovať. V tomto článku sa diskutuje o desiatke najbežnejších obvodov používaných v elektronike.
1. Odporový oddeľovač
Jedným z najbežnejších obvodov používaných v elektronike je skromný odporový delič. Odporový delič je skvelý spôsob, ako znížiť napätie signálu na požadovaný rozsah. Odporové rozdeľovače ponúkajú výhody nízkych nákladov, jednoduchosti dizajnu, niekoľkých komponentov a zaberajú malý priestor na doske. Odporové deliče však môžu výrazne zaťažiť signál, ktorý môže významne zmeniť signál. V mnohých aplikáciách je tento dopad minimálny a prijateľný, ale dizajnéri by si mali byť vedomí vplyvu, ktorý môže mať odporový delič na okruhu.
2. OpAmps
Zariadenia OpAmp sú tiež veľmi užitočné pri vyrovnávaní signálu pri zosilňovaní alebo delení vstupného signálu. To je veľmi užitočné, keď signál musí byť monitorovaný bez toho, aby bol ovplyvnený okruhom, ktorý vykonáva monitorovanie. Tiež možnosti boost a delič umožňujú lepší rozsah snímania alebo kontroly.
3. Level Shifter
Dnešná elektronika je plná čipov, ktoré vyžadujú rôzne napätie na prevádzku. Procesory s nízkym výkonom často pracujú s frekvenciou 3,3 alebo 1,8 V, kým mnohé snímače pracujú na 5 voltoch. Pripojenie týchto rôznych napätí na ten istý systém vyžaduje, aby sa signály buď znížili alebo zvýšili na požadovanú úroveň napätia pre každý jednotlivý čip. Jedným z riešení je použiť obvod na posun úrovne založený na FET, ktorý je popísaný v príručke aplikácie Philips AN97055 alebo v šifrovanom čipu. Úrovne posúvajúce čipy sú najjednoduchšie implementovať a vyžadujú len málo externých komponentov, ale všetky majú svoje problémy a problémy s kompatibilitou s rôznymi spôsobmi komunikácie.
4. Kondenzátory filtra
Všetka elektronika je náchylná na elektronický šum, ktorý môže spôsobiť neočakávané, chaotické správanie alebo úplne zastaviť prevádzku elektroniky. Pridanie filtračného kondenzátora do napájacích vstupov čipu môže pomôcť pri odstraňovaní hluku v systéme a odporúča sa na všetkých mikročipoch (pozri list čipov pre najlepšie kondenzátory na použitie). Tiež uzávery sa dajú použiť na filtrovanie signálu, aby sa znížil šum na signálovom vedení.
5. Prepínač On / Off
Riadenie výkonu systémov a subsystémov je bežnou potrebou v elektronike. Existuje niekoľko spôsobov, ako dosiahnuť tento účinok vrátane použitia tranzistora alebo relé. Opticky izolované relé sú jedným z najefektívnejších a najjednoduchších spôsobov, ako realizovať takýto prepínač zapnutia / vypnutia na podružný obvod.
6. Odkazy na napätie
Ak sa vyžadujú presné merania, je často potrebné známe napätie. Odkazy na napätie sa vyskytujú v niekoľkých príchutiach a tvarových faktoroch a pre oveľa menej presné aplikácie môže poskytnúť vhodný referenčný aj odporový delič napätia.
7. Dodávky napätia
Každý obvod potrebuje správne napätie, ale mnohé obvody potrebujú viac napätí pre každý čip, aby fungoval. Znižovanie vyšších napätí na nižšie napätie je pomerne jednoduchá záležitosť s použitím referencie napätia pre aplikácie s veľmi nízkym výkonom alebo môžu byť pre náročnejšie aplikácie použité regulátory napätia alebo konvertory DC-DC. Ak sú potrebné zdroje vyššieho napätia z nízkonapäťového zdroja, konvertor DC-DC sa môže použiť na generovanie mnohých bežných napätí, ako aj nastaviteľných alebo programovateľných úrovní napätia.
8. Aktuálny zdroj
Napätia sú v obvode pomerne jednoduché, avšak pre niektoré aplikácie je potrebný stabilný pevný prúd, ako napríklad teplotný snímač založený na termistore alebo riadenie výstupného výkonu laserovej diódy alebo LED. Zdroje prúdu sa dajú jednoducho vyrobiť z jednoduchých tranzistorov BJT alebo MOSFET a niekoľkých ďalších nízkonákladových komponentov. Vysokovýkonové verzie zdrojov prúdu vyžadujú dodatočné komponenty a vyžadujú väčšiu zložitosť dizajnu na presné a spoľahlivé ovládanie prúdu.
9. Mikrokontrolér
Takmer každý vyrobený elektronický výrobok má v srdci mikrokontrolér. Hoci to nie je jednoduchý obvodový modul, mikrokontroléry poskytujú programovateľnú platformu na vytvorenie ľubovoľného počtu produktov. Mikroprocesory s nízkym výkonom (typicky 8-bitové) prevádzkujú veľa položiek z mikrovlnnej rúry k elektrickej kefke zubov. Viac schopné mikroprocesory sa používajú na vyváženie výkonu motora vášho vozidla riadením pomeru paliva k vzduchu v spaľovacej komore pri súčasnom zaobchádzaní s viacerými ďalšími úlohami.
10. Ochrana ESD
Často zabudnutý aspekt elektronického produktu je zahrnutie ESD a ochrany proti napätiu. Keď sa zariadenia používajú v reálnom svete, môžu byť vystavené neuveriteľne vysokým napätiam, ktoré môžu spôsobiť prevádzkové chyby a dokonca poškodiť čipy (myslieť na ESD ako miniatúrne bleskové skrutky útočiace na mikročip). Kým sú dostupné mikročipy ESD a prechodné napäťové ochrany, základná ochrana môže byť zabezpečená jednoduchými zenerovými diódami umiestnenými na kritických križovatkách v elektronike, zvyčajne na kritických signálových chodoch a kde signály vstupujú alebo opúšťajú okruh do vonkajšieho sveta.