10 grandinės dizaino patarimų, kuriuos turi žinoti kiekvienas dizaineris: 12 žingsnių

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:45

Grandinių projektavimas gali būti gana bauginantis, nes realybėje viskas labai skirsis nuo to, ką skaitome knygose. Akivaizdu, kad jei jums reikia gerai suprojektuoti grandinę, turite suprasti kiekvieną komponentą ir daug praktikuoti. Tačiau yra daugybė patarimų, kuriuos dizaineriai turi žinoti, kad sukurtų optimalias ir efektyviai veikiančias grandines.

Aš stengiausi paaiškinti šiuos patarimus šioje instrukcijoje, tačiau norint gauti geresnių patarimų, gali prireikti šiek tiek daugiau paaiškinimų. Tuo tikslu beveik visuose toliau pateiktuose patarimuose pridėjau papildomų skaitymo išteklių. Taigi tik tuo atveju, jei jums reikia šiek tiek daugiau paaiškinimų, žiūrėkite nuorodą arba paskelbkite juos komentarų laukelyje žemiau. Aš būtinai paaiškinsiu kuo geriau.

Prašome apsilankyti mano svetainėje www.gadgetronicx.com, jei jus domina elektroninės grandinės, vadovėliai ir projektai.

1 žingsnis: 10 patarimų vaizdo įraše

Man pavyko padaryti 9 minučių trukmės vaizdo įrašą, kuriame paaiškinti visi šie patarimai. Tiems, kurie per daug neskaito ilgų straipsnių, siūlau pasirinkti greitą kelią ir tikiuosi, kad jums tai patiks:)

2 žingsnis: DECOUPLING ir COUPLING CAPACITORS naudojimas:

Kondensatorius yra plačiai žinomas dėl savo laiko savybių, tačiau filtravimas yra dar viena svarbi šio komponento savybė, kurią naudojo grandinių projektuotojai. Jei nesate susipažinę su kondensatoriais, siūlau perskaityti šį išsamų vadovą apie kondensatorius ir kaip juos naudoti grandinėse

ATSILIEPIMO KAPACITORIAI:

Maitinimo šaltiniai yra tikrai nestabilūs, visada turėkite tai omenyje. Kiekvienas maitinimo šaltinis, kai ateina į praktinį gyvenimą, nebus stabilus ir dažnai gaunama išėjimo įtampa svyruos bent kelis šimtus miltų voltų. Mes dažnai negalime leisti tokių įtampos svyravimų maitindami savo grandinę. Kadangi įtampos svyravimai gali sukelti grandinės netinkamą veikimą, ypač kai kalbama apie mikrovaldiklių plokštes, netgi kyla pavojus, kad MCU praleis instrukciją, o tai gali sukelti pražūtingų rezultatų.

Siekdami įveikti šį dizainerį, projektuodami grandinę, lygiagrečiai ir arti maitinimo šaltinio pridės kondensatorių. Jei žinote, kaip veikia kondensatorius, žinosite, kad tai atlikus, kondensatorius pradės krauti iš maitinimo šaltinio, kol pasieks VCC lygį. Pasiekus Vcc lygį, srovė nebeišeis pro dangtelį ir nustoja įkrauti. Kondensatorius išlaikys šį krūvį, kol sumažės įtampa iš maitinimo šaltinio. Kai įtampa iš maitinimo šaltinio, įtampa per kondensatoriaus plokštes akimirksniu nepasikeis. Šiuo metu kondensatorius nedelsdamas kompensuos įtampos kritimą iš maitinimo šaltinio, tiekdamas srovę iš savęs.

Panašiai, kai įtampa svyruoja, sukuriant išėjimo įtampą. Kondensatorius pradės krautis smaigalio atžvilgiu ir tada išsikraus, išlaikydamas pastovią įtampą, todėl smaigalys nepasieks skaitmeninio lusto, todėl užtikrins stabilų darbą.

SUJUNGIMO KAPACITORIAI:

Tai kondensatoriai, plačiai naudojami stiprintuvų grandinėse. Skirtingai nuo atsiejimo kondensatorių bus gaunamo signalo kelias. Panašiai šių kondensatorių vaidmuo yra visiškai priešingas, nei grandinės atsiejamieji. Sujungimo kondensatoriai blokuoja žemo dažnio triukšmą arba nuolatinės srovės elementą signale. Tai pagrįsta tuo, kad nuolatinė srovė negali praeiti per kondensatorių.

Atsiejamasis kondensatorius yra labai naudojamas stiprintuvuose, nes jis sumažins nuolatinės srovės arba žemo dažnio signalo triukšmą ir leis per jį naudoti tik aukšto dažnio signalą. Nors signalo ribojimo dažnių diapazonas priklauso nuo kondensatoriaus vertės, nes kondensatoriaus reaktyvumas skiriasi įvairiuose dažnių diapazonuose. Galite pasirinkti savo poreikius atitinkantį kondensatorių.

Kuo didesnis dažnis, kurį reikia leisti per kondensatorių, tuo mažesnė turėtų būti jūsų kondensatoriaus talpa. Pavyzdžiui, norint leisti 100 Hz signalą, jūsų kondensatoriaus vertė turėtų būti kažkur apie 10uF, tačiau leidžiant 10Khz signalą 10nF atliks darbą. Vėlgi, tai tik apytikslis viršutinių ribinių verčių įvertinimas, ir jūs turite apskaičiuoti savo dažnio signalo reaktyvumą pagal formulę 1 / (2 * Pi * f * c) ir pasirinkti kondensatorių, kuris mažiausiai reaguoja į jūsų norimą signalą.

Daugiau skaitykite:

3 žingsnis: NUTRAUKTI IR IŠTAMPYTI REZISTORIUS:

„Visada reikėtų vengti plaukiojančios būsenos“, dažnai tai girdime kurdami skaitmenines grandines. Ir tai yra auksinė taisyklė, kurios turite laikytis kurdami tai, kas susiję su skaitmeniniais IC ir jungikliais. Visi skaitmeniniai IC veikia tam tikru logikos lygmeniu ir yra daug loginių šeimų. Iš jų TTL ir CMOS yra plačiai žinomi.

Šie loginiai lygiai nustato įvesties įtampą skaitmeniniame IC, kad ją interpretuotų kaip 1 arba 0. Pavyzdžiui, esant +5V, kaip Vcc įtampos lygis nuo 5 iki 2,8v, bus interpretuojamas kaip 1 logika ir bus aiškinama nuo 0 iki 0,8v kaip logika 0. Viskas, kas patenka į šį įtampos diapazoną nuo 0,9 iki 2,7 V, bus neapibrėžta sritis, o lustas interpretuos arba kaip 0, arba kaip 1, mes tikrai negalime pasakyti.

Norėdami išvengti aukščiau aprašyto scenarijaus, mes naudojame rezistorius, kad įtvirtintume įvesties kaiščių įtampą. Patraukite rezistorius, kad įtampa būtų artima Vcc (įtampos kritimas atsiranda dėl srovės srauto), ir patraukite žemyn rezistorius, kad įtampa būtų artima GND kaiščiams. Taip galima išvengti kintančios būsenos įvestyse, taip išvengsite, kad mūsų skaitmeniniai IC veiktų neteisingai.

Kaip sakiau, šie traukimo ir nuleidimo rezistoriai bus naudingi mikrovaldikliams ir skaitmeniniams lustams, tačiau atkreipkite dėmesį, kad daugelyje šiuolaikinių MCU yra vidiniai traukimo ir nuleidimo varžai, kuriuos galima įjungti naudojant kodą. Taigi galite patikrinti duomenų lapą ir atitinkamai pasirinkti arba naudoti arba panaikinti traukimo aukštyn / žemyn rezistorius.

Daugiau skaitykite: