10 circuitontwerptips die elke ontwerper moet kennen: 12 stappen

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:15

Het ontwerpen van circuits kan behoorlijk ontmoedigend zijn, omdat de dingen in werkelijkheid heel anders zullen zijn dan wat we in boeken lezen. Het is vrij duidelijk dat als je goed moet zijn in circuitontwerp, je alle componenten moet begrijpen en veel moet oefenen. Maar er zijn talloze tips die ontwerpers moeten kennen om circuits te ontwerpen die optimaal zijn en efficiënt werken.

Ik heb mijn best gedaan om deze tips in deze Instructable uit te leggen, maar voor een paar tips heb je misschien wat meer uitleg nodig om het beter te begrijpen. Voor dat doel heb ik in bijna alle onderstaande tips meer leesmateriaal toegevoegd. Dus voor het geval je wat meer uitleg nodig hebt, raadpleeg de link of plaats ze in het opmerkingenveld hieronder. Ik zal het zeker zo goed mogelijk uitleggen.

Bekijk alstublieft mijn website www.gadgetronicx.com, als u geïnteresseerd bent in elektronische circuits, tutorials en projecten.

Stap 1: 10 TIPS IN EEN VIDEO

Het is me gelukt om een video van 9 minuten te maken waarin al deze tips worden uitgelegd. Voor degenen die niet al te veel zin hebben in het lezen van lange artikelen, raad je aan om een snelle route te nemen en ik hoop dat jullie het leuk vinden:)

Stap 2: ONTKOPPEL- EN KOPPELCONDENSATOREN GEBRUIKEN:

Condensatoren staan algemeen bekend om zijn timing-eigenschappen, maar filteren is een andere belangrijke eigenschap van dit onderdeel dat is gebruikt door circuitontwerpers. Als u niet bekend bent met condensatoren, raad ik u aan deze uitgebreide gids over condensatoren te lezen en hoe u deze in circuits kunt gebruiken

ONTKOPPELINGSCONDENSATOREN:

Voedingen zijn echt onstabiel, daar moet je altijd rekening mee houden. Elke voeding zal in de praktijk niet stabiel zijn en vaak zal de verkregen uitgangsspanning ten minste enkele honderden millivolts fluctueren. We kunnen dit soort spanningsschommelingen vaak niet toestaan tijdens het voeden van ons circuit. Omdat spanningsschommelingen ervoor kunnen zorgen dat het circuit zich misdraagt, en vooral als het gaat om microcontrollerkaarten, bestaat het risico dat de MCU een instructie overslaat, wat verwoestende resultaten kan opleveren.

Om dit te ondervangen, zullen ontwerpers een condensator parallel en dicht bij de voeding toevoegen tijdens het ontwerpen van het circuit. Als je weet hoe de condensator werkt, weet je dat door deze condensator op te laden vanaf de voeding totdat deze het niveau van VCC bereikt. Zodra het Vcc-niveau is bereikt, gaat er geen stroom meer door de dop en stopt het opladen. De condensator houdt deze lading vast totdat de spanning van de voeding daalt. Wanneer spanning van de voeding, zal de spanning over de platen van een condensator niet onmiddellijk veranderen. Op dit moment zal de condensator de spanningsval van de voeding onmiddellijk compenseren door stroom van zichzelf te leveren.

Evenzo wanneer de spanning fluctueert, anders ontstaat er een spanningspiek in de uitgang. De condensator zal beginnen te laden ten opzichte van de piek en vervolgens ontladen terwijl de spanning erover stabiel blijft, waardoor de piek de digitale chip niet bereikt, waardoor een stabiele werking wordt gegarandeerd.

KOPPELING CONDENSATOREN:

Dit zijn condensatoren die veel worden gebruikt in versterkerschakelingen. In tegenstelling tot de ontkoppelcondensatoren zullen deze een inkomend signaal in de weg staan. Evenzo is de rol van deze condensatoren precies het tegenovergestelde van de ontkoppelende in een circuit. Koppelcondensatoren blokkeren de laagfrequente ruis of het DC-element in een signaal. Dit is gebaseerd op het feit dat gelijkstroom niet door een condensator kan gaan.

De ontkoppelingscondensator wordt extreem gebruikt in versterkers, omdat deze de gelijkstroom- of laagfrequente ruis in het signaal zal beteugelen en alleen hoogfrequent bruikbaar signaal er doorheen laat. Hoewel het frequentiebereik van het inperken van het signaal afhangt van de waarde van de condensator, aangezien de reactantie van een condensator varieert voor verschillende frequentiebereiken. U kunt de condensator kiezen die aan uw behoeften voldoet.

Hoe hoger de frequentie die u door uw condensator moet laten, hoe lager de capaciteitswaarde van uw condensator zou moeten zijn. Om bijvoorbeeld een 100Hz-signaal toe te staan, moet uw condensatorwaarde ergens rond de 10uF liggen, maar voor het toestaan van een 10Khz-signaal zal 10nF het werk doen. Nogmaals, dit is slechts een ruwe schatting van de cap-waarden en u moet de reactantie voor uw frequentiesignaal berekenen met behulp van de formule 1 / (2* Pi * f * c) en de condensator kiezen die de minste reactantie biedt voor uw gewenste signaal.

Lees meer op:

Stap 3: HET GEBRUIK VAN OMHOOG- EN OMLAAGWEERSTANDEN:

“Drijvende toestand moet altijd vermeden worden”, horen we vaak bij het ontwerpen van digitale schakelingen. En het is een gouden regel die u moet volgen bij het ontwerpen van iets dat digitale IC's en schakelaars omvat. Alle digitale IC's werken op een bepaald logisch niveau en er zijn veel logische families. Hiervan zijn TTL en CMOS vrijwel algemeen bekend.

Deze logische niveaus bepalen de ingangsspanning in een digitaal IC om deze te interpreteren als een 1 of een 0. Bijvoorbeeld met +5V als Vcc wordt een spanningsniveau van 5 tot 2,8 V geïnterpreteerd als Logisch 1 en 0 tot 0,8 V wordt geïnterpreteerd als Logic 0. Alles wat binnen dit spanningsbereik van 0,9 tot 2,7 V valt, zal een onbepaald gebied zijn en de chip zal ofwel als een 0 ofwel als een 1 interpreteren, dat kunnen we niet echt zeggen.

Om het bovenstaande scenario te vermijden, gebruiken we weerstanden om de spanning in de ingangspinnen vast te leggen. Trek weerstanden omhoog om de spanning dicht bij Vcc te fixeren (spanningsval bestaat als gevolg van stroom) en trek weerstanden omlaag om de spanning dicht bij GND-pinnen te trekken. Op deze manier kan de zwevende toestand in de ingangen worden vermeden, waardoor wordt voorkomen dat onze digitale IC's zich onjuist gedragen.

Zoals ik al zei, zullen deze pull-up en pull-down-weerstanden handig zijn voor microcontrollers en digitale chips, maar houd er rekening mee dat veel moderne MCU's zijn uitgerust met interne pull-up- en pull-down-weerstanden die kunnen worden geactiveerd met behulp van de code. U kunt hiervoor dus de datasheet raadplegen en ervoor kiezen om pull-up / down-weerstanden dienovereenkomstig te gebruiken of te elimineren.

Lees meer op: