Top 10 der gängigsten Schaltungen

Elektronische Produkte sind oft komplexe Massen von Schaltungen. Wenn Sie die Schichten eines komplexen elektronischen Produkts abziehen, werden gemeinsame Schaltkreise, Subsysteme und Module sichtbar. Gemeinsame Schaltungen sind einfache Schaltungen, die leicht zu entwerfen, zu bearbeiten und zu testen sind. Die hier aufgeführten Schaltungen sind gängige Schaltungen, die häufig in der Elektronik verwendet werden.

Widerstandsteiler

Eine der am häufigsten verwendeten Schaltungen in der Elektronik ist die bescheidene Widerstandsteiler. Der Widerstandsteiler ist eine großartige Möglichkeit, die Spannung eines Signals auf den gewünschten Bereich abzusenken. Widerstandsteiler bieten die Vorteile geringer Kosten, einfaches Design und weniger Komponenten und nehmen wenig Platz auf einer Platine ein. Widerstandsteiler können jedoch ein Signal erheblich belasten, was das Signal erheblich verändert. In vielen Anwendungen ist dieser Einfluss minimal und akzeptabel, aber Entwickler sollten sich der Auswirkungen bewusst sein, die ein Widerstandsteiler auf eine Schaltung haben kann.

Operationsverstärker

OpAmps sind nützlich, um ein Signal zu puffern, während das Eingangssignal verstärkt oder geteilt wird, was praktisch ist, wenn ein Signal überwacht werden muss, ohne von der überwachenden Schaltung beeinflusst zu werden. Außerdem ermöglichen die Boost- und Teileroptionen einen besseren Erfassungs- oder Steuerungsbereich.

Level-Shifter

Moderne Elektronik steckt voller Chips, die zum Betrieb unterschiedliche Spannungen benötigen. Low-Power-Prozessoren arbeiten oft mit 3,3 oder 1,8 V, während viele Sensoren mit 5 Volt laufen. Das Verbinden dieser unterschiedlichen Spannungen mit demselben System erfordert, dass Signale für jeden Chip entweder abgesenkt oder auf den erforderlichen Spannungspegel angehoben werden. Eine Lösung besteht darin, eine FET-basierte Pegelverschiebungsschaltung oder einen dedizierten Pegelverschiebungschip zu verwenden. Level-Shifting-Chips sind am einfachsten zu implementieren und erfordern nur wenige externe Komponenten, aber alle haben ihre Macken und Kompatibilitätsprobleme mit verschiedenen Kommunikationsmethoden.

Filterkondensatoren

Die gesamte Elektronik ist anfällig für elektronisches Rauschen, das zu unerwartetem, chaotischem Verhalten führen oder den Betrieb der Elektronik vollständig zum Erliegen bringen kann. Hinzufügen von a Filterkondensator an die Stromeingänge eines Chips kann dazu beitragen, Rauschen im System zu eliminieren und wird auf allen Mikrochips empfohlen. Außerdem können Kappen verwendet werden, um den Eingang von Signalen zu filtern, um das Rauschen auf der Signalleitung zu verringern.

Ein / Aus Schalter

Die Steuerung der Stromversorgung von Systemen und Subsystemen ist ein häufiges Bedürfnis in der Elektronik. Dieser Effekt wird durch mehrere Methoden erreicht, einschließlich der Verwendung eines Transistors oder eines Relais. Optisch isolierte Relais sind die effektivste und einfachste Möglichkeit, einen Ein-/Aus-Schalter in einen Teilstromkreis zu implementieren.

Spannungsreferenzen

Wenn Präzisionsmessungen erforderlich sind, ist ein bekannter Stromspannung Referenz wird oft benötigt. Spannungsreferenzen gibt es in einigen Formfaktoren. Für weit weniger genaue Anwendungen kann sogar ein ohmscher Spannungsteiler eine geeignete Referenz sein.

Spannungsversorgungen

Jeder Schaltkreis benötigt die richtige Spannung zum Betrieb, aber viele Schaltkreise benötigen mehrere Spannungen, damit jeder Chip funktioniert. Das Herunterstufen einer höheren Spannung auf eine niedrigere Spannung ist relativ einfach, wenn eine Spannungsreferenz für Anwendungen mit sehr geringem Stromverbrauch verwendet wird oder a Spannungsregler für anspruchsvollere Anwendungen. Wenn höhere Spannungen von einer Niederspannungsquelle benötigt werden, erzeugt ein DC-DC-Aufwärtswandler viele gängige Spannungen und einstellbare oder programmierbare Spannungspegel.

Stromquelle

Spannungen sind innerhalb eines Stromkreises relativ einfach zu verarbeiten, aber für einige Anwendungen ist ein konstanter fester Strom B. für einen Temperatursensor auf Thermistorbasis oder zur Steuerung der Ausgangsleistung einer Laserdiode oder LED. Stromquellen lassen sich leicht aus einfachen BJT- oder MOSFET-Transistoren und einigen zusätzlichen kostengünstigen Komponenten herstellen. Hochleistungsversionen von Stromquellen erfordern zusätzliche Komponenten und erfordern eine größere Designkomplexität, um den Strom genau und zuverlässig zu steuern.

Mikrocontroller

Fast jedes moderne elektronische Produkt hat einen Mikrocontroller als Herzstück. Mikrocontroller sind zwar kein einfaches Schaltungsmodul, bieten jedoch eine programmierbare Plattform, um eine beliebige Anzahl von Produkten zu bauen. Mikrocontroller mit geringem Stromverbrauch (normalerweise 8-Bit) führen viele Elemente von Ihrer Mikrowelle zu Ihrer elektrischen Zahnbürste. Leistungsfähigere Mikrocontroller werden verwendet, um die Leistung des Motors Ihres Autos auszugleichen, indem sie das Kraftstoff-Luft-Verhältnis in der Brennkammer steuern und gleichzeitig andere Aufgaben erledigen.

ESD-Schutz

Ein oft vergessener Aspekt eines elektronischen Produkts ist der elektrostatische Entladungs- und Spannungsschutz. Im realen Einsatz können Geräte mit extrem hohen Spannungen beaufschlagt werden, was zu Fehlbedienungen und sogar zur Beschädigung der Chips führt. Stellen Sie sich ESD als Miniaturblitze vor, die einen Mikrochip angreifen. Während ESD- und Transientenspannungsschutz-Mikrochips die Aufgabe bewundernswert erfüllen, kommt der grundlegende Schutz von einfachen Zener-Dioden, die platziert werden an kritischen Verbindungsstellen in der Elektronik, typischerweise bei kritischen Signalverläufen und dort, wo Signale in einen Stromkreis nach außen ein- oder austreten Welt.