I prodotti elettronici sono spesso masse complesse di circuiti. Mentre recuperi gli strati di qualsiasi prodotto elettronico complesso, sono presenti circuiti, sottosistemi e moduli comuni. I circuiti comuni sono circuiti semplici che sono facili da progettare, lavorare e testare. I circuiti qui elencati sono circuiti comuni frequentemente utilizzati in elettronica.
Divisore resistivo
Uno dei circuiti più comuni utilizzati in elettronica è l'umile resistivo divisore. Il divisore resistivo è un ottimo modo per far cadere la tensione di un segnale nell'intervallo desiderato. I divisori resistivi offrono i vantaggi del basso costo, della facilità di progettazione e di pochi componenti e occupano poco spazio su una scheda. Tuttavia, i divisori resistivi possono caricare in modo significativo un segnale, che può modificare significativamente il segnale. In molte applicazioni, questo impatto è minimo e accettabile, ma i progettisti dovrebbero essere consapevoli dell'effetto che un divisore resistivo può avere su un circuito.
OpAmps
OpAmps sono utili per il buffering di un segnale mentre si aumenta o si divide il segnale di input, il che risulta utile quando un segnale deve essere monitorato senza essere influenzato dal circuito che esegue il monitoraggio. Inoltre, le opzioni boost e divisore consentono una migliore gamma di sensing o controllo.
Level Shifter
L'elettronica moderna è piena di chip che richiedono tensioni diverse per funzionare. I processori a bassa potenza operano spesso su 3,3 o 1,8 V, mentre molti sensori funzionano a 5 volt. Interfacciare queste diverse tensioni sullo stesso sistema richiede che i segnali vengano rilasciati o aumentati al livello di tensione richiesto per ciascun chip. Una soluzione consiste nell'utilizzare un circuito di spostamento di livello basato su FET o un chip di spostamento di livello dedicato. I chip di spostamento di livello sono i più facili da implementare e richiedono pochi componenti esterni, ma hanno tutti i loro problemi e problemi di compatibilità con diversi metodi di comunicazione.
Condensatori di filtri
Tutta l'elettronica è suscettibile al rumore elettronico che può causare comportamenti imprevisti, caotici o interrompere completamente il funzionamento dell'elettronica. L'aggiunta di un condensatore di filtro agli ingressi di potenza di un chip può aiutare ad eliminare il rumore nel sistema ed è consigliata su tutti i microchip. Inoltre, i tappi possono essere utilizzati per filtrare l'ingresso dei segnali per ridurre il rumore sulla linea del segnale.
Interruttore on / off
Controllare l'alimentazione di sistemi e sottosistemi è un'esigenza comune nell'elettronica. Ci sono diversi modi per ottenere questo effetto incluso l'uso di un transistor o di un relè. I relè otticamente isolati sono i modi più efficaci e più semplici per implementare un interruttore on / off su un sottocircuito.
Riferimenti di tensione
Quando sono richieste misurazioni di precisione, è spesso necessario un riferimento di tensione noto. I riferimenti di tensione si presentano in alcuni fattori di forma. Per applicazioni molto meno precise, anche un partitore di tensione resistivo può fornire un riferimento adeguato.
Forniture di tensione
Ogni circuito ha bisogno della giusta tensione per funzionare, ma molti circuiti richiedono più tensioni per ogni chip da lavorare. Abbassare una tensione superiore a una tensione inferiore è una questione relativamente semplice utilizzando un riferimento di tensione per applicazioni a bassissima potenza o un regolatore di tensione per applicazioni più impegnative. Quando sono necessarie tensioni più elevate da una sorgente a bassa tensione, è possibile utilizzare un convertitore step-up DC-DC per generare molte tensioni comuni e livelli di tensione regolabili o programmabili.
Fonte corrente
Le tensioni sono relativamente semplici da utilizzare all'interno di un circuito, ma per alcune applicazioni è necessaria una corrente fissa fissa, ad esempio un sensore di temperatura basato su termistore o per controllare la potenza di uscita di un diodo laser o LED. Le sorgenti di corrente sono facilmente ottenute da semplici transistor BJT o MOSFET e alcuni componenti aggiuntivi a basso costo. Le versioni ad alta potenza di sorgenti di corrente richiedono componenti aggiuntivi e richiedono una maggiore complessità di progettazione per controllare in modo accurato e affidabile la corrente.
Microcontroller
Quasi ogni prodotto elettronico moderno ha un microcontrollore nel suo cuore. Pur non essendo un semplice modulo circuitale, i microcontrollori forniscono una piattaforma programmabile per costruire qualsiasi numero di prodotti. I microcontrollori a bassa potenza (in genere 8 bit) gestiscono molti oggetti dal microonde allo spazzolino elettrico. Microcontrollori più efficienti sono utilizzati per bilanciare le prestazioni del motore della tua auto gestendo il rapporto carburante-aria nella camera di combustione mentre gestiscono contemporaneamente altre attività.
Protezione ESD
Un aspetto spesso dimenticato di un prodotto elettronico è l'inclusione di scariche elettrostatiche (ESD) e protezione di tensione. Quando i dispositivi vengono utilizzati nel mondo reale, possono essere sottoposti a tensioni incredibilmente elevate, che possono causare errori operativi e persino danneggiare i chip. Pensa a ESD come fulmini in miniatura che attaccano un microchip. Mentre i microchip ESD e di protezione da tensione transitoria sono disponibili, la protezione di base può essere fornita da semplici diodi Zener posizionati nelle giunzioni critiche dell'elettronica, in genere su percorsi critici del segnale e in cui i segnali entrano o escono da un circuito verso il mondo esterno.
