10 טיפים לעיצוב מעגלים שכל מעצב חייב לדעת: 12 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:12

עיצוב מעגלים יכול להיות די מרתיע מכיוון שהדברים במציאות יהיו שונים בהרבה ממה שאנו קוראים בספרים. זה די ברור שאם אתה צריך להיות טוב בעיצוב מעגלים אתה צריך להבין כל רכיב ולתרגל לא מעט. אבל יש המון עצות שמעצבים חייבים לדעת על מנת לעצב מעגלים שיהיו אופטימליים ופועלים ביעילות.

ניסיתי כמיטב יכולתי להסביר את הטיפים האלה במדריך זה אולם עם כמה טיפים ייתכן שתצטרך קצת יותר הסבר כדי לתפוס אותו טוב יותר. לשם כך הוספתי משאבי קריאה נוספים כמעט בכל הטיפים להלן. אז למקרה שאם אתה צריך הבהרה נוספת עיין בקישור או פרסם אותם בתיבת ההערות למטה. אני בטוח שאסביר הכי טוב שאני יכול.

אנא בדוק את האתר שלי www.gadgetronicx.com, אם אתה מתעניין במעגלים אלקטרוניים, הדרכות ופרויקטים.

שלב 1: 10 טיפים בוידאו

הצלחתי ליצור סרטון של 9 דקות המסביר בו את כל הטיפים האלה. למי שלא מוכן יותר מדי לקרוא מאמרים ארוכים, מציע לך ללכת בדרך מהירה ולקוות שאהבת את זה:)

שלב 2: שימוש בקבלים ומצמדים:

קבלים ידועים רבות במאפייני התזמון שלו, אולם סינון הוא מאפיין חשוב נוסף של רכיב זה ששימש את מעצבי המעגלים. אם אינך מכיר קבלים, אני מציע לך לקרוא מדריך מקיף זה אודות קבלים וכיצד להשתמש בו במעגלים.

קיבול קבלים:

ספקי כוח הם באמת לא יציבים, אתה תמיד צריך לקחת את זה בחשבון. כל אספקת חשמל בכל הנוגע לחיים המעשיים לא תהיה יציבה ולעתים קרובות מתח המוצא המתקבל יהיה תנודתי לפחות בכמה מאות מיל וולט. לעתים קרובות איננו יכולים לאפשר תנודות מתח מסוג זה בעת הפעלת המעגל שלנו. מכיוון שתנודות במתח עלולות לגרום למעגל להתנהג בצורה לא נכונה ובמיוחד כאשר מדובר בלוחות מיקרו -בקר יש אפילו סיכון לדילוג על הוראות MCU שיכולות לגרום לתוצאות הרסניות.

על מנת להתגבר על כך מעצבים יוסיפו קבלים במקביל וקרוב לאספקת החשמל בעת תכנון מעגל. אם אתה יודע כיצד עובד הקבל תדע, על ידי ביצוע זה הקבל יתחיל להטעין מאספקת החשמל עד שהוא יגיע לרמת VCC. ברגע שרמת ה- Vcc תגיע הזרם כבר לא יעבור דרך המכסה ויפסיק לטעון. הקבל יחזיק את הטעינה הזו עד שיש ירידה במתח מאספקת החשמל. כאשר המתח מהאספקה, המתח על פני לוחות הקבל לא ישתנה באופן מיידי. ברגע זה קבל יפצה מיידית את ירידת המתח מהאספקה על ידי מתן זרם מעצמו.

באופן דומה כאשר המתח משתנה אחרת נוצר עליית מתח ביציאה. הקבל יתחיל לטעון ביחס לספייק ולאחר מכן יפרק תוך שמירה על המתח יציב ובכך הספייק לא יגיע לשבב הדיגיטלי ובכך מבטיח עבודה יציבה.

קבלים מחברים:

אלה קבלים הנמצאים בשימוש נרחב במעגלי מגבר. שלא כמו קבלים ניתוק יהיה בדרך של אות נכנסת. באופן דומה תפקידם של קבלים אלה הוא הפוך לחלוטין מהניתוקים במעגל. קבלים צימוד חוסמים את רעש התדר הנמוך או אלמנט DC באות. זה מבוסס על העובדה שזרם DC לא יכול לעבור דרך קבל.

קבל הניתוק משמש במיוחד במגברים מכיוון שהוא יבלום את רעש DC או תדר נמוך באות ויאפשר דרכו רק אות שימושי בתדר גבוה. למרות שטווח התדרים של ריסון האות תלוי בערך הקבל שכן תגובתיות הקבל משתנה לטווחי תדרים שונים. תוכל לבחור את הקבל המתאים לצרכיך.

התדירות שאתה צריך לאפשר גבוהה יותר באמצעות הקבל שלך תוריד את ערך הקיבול של הקבל שלך. לדוגמה על מנת לאפשר אות של 100 הרץ ערך הקבל שלך צריך להיות איפשהו סביב 10uF, אולם כדי לאפשר אות 10Khz 10nF יעשה את העבודה. שוב זו רק הערכה גסה של ערכי המכסה ואתה צריך לחשב את התגובה לאות התדרים שלך באמצעות הנוסחה 1 / (2 * Pi * f * c) ולבחור את הקבל המציע פחות תגובה לאות הרצוי.

קרא עוד ב:

שלב 3: שימוש במגני PULL UP ו- PULL DOWN:

"תמיד צריך להימנע ממצב צף", לעתים קרובות אנו שומעים זאת בעת עיצוב מעגלים דיגיטליים. וזהו כלל זהב שעליכם לפעול לפיו כאשר אתם מתכננים משהו הכולל מערכות IC ומתגים דיגיטליים. כל ה- IC הדיגיטלי פועל ברמה לוגית מסוימת וישנן משפחות לוגיות רבות. מתוך TTL ו- CMOS אלה ידועים די הרבה.

רמות לוגיות אלה קובעות את מתח הכניסה ב- IC דיגיטלי כדי לפרש אותו כ- 1 או 0. לדוגמא עם +5V כרמת מתח Vcc של 5 עד 2.8v תתפרש כ- Logic 1 ו- 0 עד 0.8v יתפרשו כל היגיון 0. כל מה שנמצא בטווח המתח הזה של 0.9 עד 2.7 וו יהיה אזור בלתי מוגדר והשבב יתפרש כ- 0 או כ -1 שאנחנו לא באמת יכולים לדעת.

כדי להימנע מהתרחיש לעיל, אנו משתמשים בנגדים לתיקון המתח בסיכות הכניסה. משוך נגדים כדי לתקן את המתח קרוב ל- Vcc (ירידת מתח קיימת עקב זרימת זרם) ומשוך נגדים כלפי מטה כדי למשוך את המתח קרוב לסיכות GND. בדרך זו ניתן להימנע מהמצב הצף בכניסות, ובכך להימנע ממקורות ה- IC הדיגיטליים שלנו מלהתנהג בצורה לא נכונה.

כפי שאמרתי נגדי משיכה כלפי מעלה ומטה יועילו עבור בקרי מיקרו ושבבים דיגיטליים, אך שים לב שרבים מ- MCU מודרניים מצוידים בנגדים פנימיים של משיכה למעלה ומשיכה הניתנים להפעלה באמצעות הקוד. אז אתה יכול לבדוק את גליון הנתונים ולבחור להשתמש או לבטל נגדי משיכה למעלה / למטה בהתאם.

קרא עוד ב: