Elektronické výrobky jsou často složité množství obvodů, ale při odlupování vrstev jakéhokoli složitého elektronického produktu se opakovaně objevují společné obvody, subsystémy a moduly. Tyto společné obvody jsou jednodušší obvody, které jsou mnohem jednodušší navrhnout, pracovat a testovat. Tento článek pojednává o deseti nejběžnějších obvodech používaných v elektronice.
1. Oddělovač odporu
Jedním z nejběžnějších obvodů používaných v elektronice je skromný odporový dělič. Odporový dělič je skvělý způsob, jak snížit napětí signálu na požadovaný rozsah. Odporové děliče nabízejí výhody nízké ceny, snadné konstrukce, málo komponent a zabírají málo místa na desce. Avšak odporové děliče mohou významně zatížit signál, který může výrazně změnit signál. V mnoha aplikacích je tento dopad minimální a přijatelný, ale konstruktéři by si měli být vědomi dopadu, který může mít odporový dělič na obvod.
2. OpAmps
OpAmps jsou také velmi užitečné při vyrovnávání signálu při zesilování nebo dělení vstupního signálu. To je velmi užitečné, když je třeba sledovat signál bez toho, aby byl ovlivněn okruhem, který provádí monitorování. Také možnosti zvýšení a dělení umožňují lepší rozsah snímání nebo ovládání.
3. Úrovňový posuvník
Dnešní elektronika je plná čipů, které vyžadují různé napětí pro provoz. Procesory s malým výkonem často pracují na frekvencích 3,3 nebo 1,8V, zatímco mnoho snímačů pracuje na 5 voltech. Propojení těchto různých napětí na stejném systému vyžaduje, aby signály buď byly propuštěny nebo zvýšeny na požadovanou úroveň napětí pro každý jednotlivý čip. Jedním z řešení je použít obvod pro posun hladiny na bázi FET, který je popsán v příručce Philips AN97055 App Note nebo čipu se speciální úrovní. Úrovně posuvné čipy jsou nejjednodušší implementovat a vyžadují jen některé externí komponenty, ale všechny mají své problémy a problémy kompatibility s různými způsoby komunikace.
4. Kondenzátory filtrů
Všechny elektroniky jsou citlivé na elektronický šum, který může způsobit neočekávané chaotické chování nebo zcela zastavit provoz elektroniky. Přidání kondenzátoru filtru na napájecí vstupy čipu může pomoci odstranit šum v systému a doporučuje se na všech mikročipách (viz katalogový list čipů pro nejlepší kondenzátory). K filtrování vstupu signálu lze také použít víčka pro snížení hluku na signální lince.
5. Přepínač Zapnuto / Vypnuto
Řízení výkonu pro systémy a subsystémy je běžnou potřebou elektroniky. Existuje několik způsobů, jak tento efekt dosáhnout, včetně použití tranzistoru nebo relé. Opticky izolované relé jsou jedním z nejúčinnějších a nejjednodušších způsobů, jak realizovat takový přepínač zapnutí / vypnutí na podružný obvod.
6. Odkazy na napětí
Pokud jsou vyžadována přesná měření, je často nutná známá referenční hodnota napětí. Odkazy na napětí přicházejí v několika chuťových a tvarových faktorech a pro mnohem méně přesné aplikace může poskytnout vhodný odkaz i odporový dělič napětí.
7. Napájecí zdroje
Každý obvod potřebuje správné napětí, ale mnoho obvodů potřebuje vícenásobné napětí pro každý čip, aby fungoval. Zkrácení vyššího napětí na nižší napětí je poměrně jednoduchá záležitost s použitím referenčního napětí pro aplikace s velmi malým výkonem nebo pro náročnější aplikace mohou být použity regulátory napětí nebo stejnosměrné měniče. Pokud jsou vyžadovány vyšší napětí z nízkonapěťového zdroje, může být ke generování mnoha běžných napětí, jakož i nastavitelných nebo programovatelných napěťových úrovní použit dc-dc krokový konvertor.
8. Aktuální zdroj
Napěťové napětí je relativně snadné pro práci s obvodem, ale u některých aplikací je vyžadován stabilní pevný proud, jako je například teplotní čidlo založené na termistoru nebo řízení výstupního výkonu laserové diody nebo LED. Zdroje proudu lze snadno vyrobit z jednoduchých tranzistorů BJT nebo MOSFET a několika dalších levných komponentů. Verze proudových zdrojů s vysokým výkonem vyžadují další součásti a vyžadují větší složitost návrhu, aby přesně a spolehlivě řídily proud.
9. Mikrokontrolér
Téměř každý vyrobený elektronický výrobek má v srdci mikrokontrolér. I když to není jednoduchý obvodový modul, mikrokontroléry poskytují programovatelnou platformu pro vytváření libovolného počtu produktů. Mikroprocesory s malým výkonem (typicky 8bitové) spouštějí mnoho předmětů z mikrovlnné trouby na elektrický kartáč na zuby. Více schopné mikrokontroléry se používají k vyvážení výkonu motoru vašeho vozu tím, že řídí poměr paliva k vzduchu ve spalovací komoře při současném zacházení s dalšími úkoly.
10. Ochrana ESD
Často zapomenutým aspektem elektronického produktu je zahrnutí ESD a ochrany proti napětí. Když se přístroje používají v reálném světě, mohou být vystaveny neuvěřitelně vysokým napětím, které mohou způsobit provozní chyby a dokonce poškodit čipy (přemýšlejte o ESD jako o miniaturních bleskostech, které útočí na mikročip). Zatímco jsou k dispozici mikroprocesory ESD a přechodné napěťové ochrany, základní ochrana může být zajištěna jednoduchými zenerovými diodami umístěnými v kritických bodech v elektronice, obvykle na kritických signálových výstupech a kde signály vstupují nebo opouštějí okruh do vnějšího světa.