10 نکته در طراحی مدار که هر طراح باید بداند: 12 قدم

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:52

طراحی مدار می تواند بسیار دلهره آور باشد زیرا چیزهای واقعاً بسیار متفاوت از آنچه در کتابها می خوانیم خواهد بود. کاملاً واضح است که اگر شما نیاز به مهارت در طراحی مدار دارید ، باید هر یک از اجزا را بفهمید و تمرینات زیادی را انجام دهید. اما نکات زیادی وجود دارد که طراحان باید برای طراحی مدارهایی که بهینه هستند و به طور کارآمد کار می کنند ، بدانند.

من تمام سعی خود را کرده ام تا این نکات را در این دستورالعمل توضیح دهم ، اما برای چند نکته ممکن است به توضیح بیشتری برای درک بهتر آن نیاز داشته باشید. برای این منظور من تقریباً در تمام نکات زیر منابع مطالعه بیشتری را اضافه کرده ام. بنابراین در صورت نیاز به توضیح بیشتر به پیوند مراجعه کنید یا آنها را در کادر نظرات زیر ارسال کنید. تا جایی که بتوانم حتماً توضیح خواهم داد.

اگر به مدارهای الکترونیکی ، آموزش ها و پروژه ها علاقه دارید ، لطفاً وب سایت من www.gadgetronicx.com را بررسی کنید.

مرحله 1: 10 نکته در ویدئو

من موفق شدم یک فیلم 9 دقیقه ای بسازم که همه این نکات را در آن توضیح می دهد. برای کسانی که علاقه چندانی به خواندن مقالات طولانی ندارند ، به شما پیشنهاد می کنند که مسیر سریع را طی کنید و امیدوارم دوست داشته باشید:)

مرحله 2: استفاده از خازن های جدا و اتصال:

خازن ها به دلیل خواص زمان بندی خود به طور گسترده ای شناخته شده اند ، اما فیلتر کردن یکی دیگر از ویژگی های مهم این جزء است که توسط طراحان مدار استفاده شده است. اگر با خازن ها آشنایی ندارید ، به شما پیشنهاد می کنم این راهنمای جامع درباره خازن ها و نحوه استفاده از آن در مدارها را مطالعه کنید.

خازن های جدا کننده:

منبع تغذیه واقعاً ناپایدار است ، همیشه باید آن را در ذهن داشته باشید. هر منبع تغذیه ای که به زندگی عملی برسد پایدار نخواهد بود و اغلب ولتاژ خروجی به دست آمده حداقل چند صد میلی ولت در نوسان است. ما اغلب نمی توانیم هنگام تغذیه مدارمان این نوع نوسانات ولتاژ را مجاز کنیم. از آنجا که نوسانات ولتاژ ممکن است مدار را خراب کند و به ویژه هنگامی که به بردهای میکروکنترلر می آید ، حتی ممکن است از دستورالعمل MCU صرف نظر کنید که می تواند نتایج مخربی را در پی داشته باشد.

به منظور غلبه بر این ، طراحان هنگام طراحی مدار ، یک خازن را موازی و نزدیک به منبع تغذیه اضافه می کنند. اگر می دانید که خازن چگونه کار می کند ، می دانید که با انجام این کار ، خازن از منبع تغذیه شروع به شارژ تا رسیدن به سطح VCC می کند. پس از رسیدن به سطح Vcc ، جریان دیگر از درپوش عبور نمی کند و شارژ متوقف می شود. خازن این شارژ را تا زمانی که ولتاژ از منبع تغذیه کاهش نیابد ، نگه می دارد. هنگامی که ولتاژ از منبع تغذیه ، ولتاژ در صفحات یک خازن فوراً تغییر نمی کند. در این لحظه خازن بلافاصله افت جریان ولتاژ را از طریق تامین جریان از خود جبران می کند.

به طور مشابه هنگامی که ولتاژ در نوسان است در غیر این صورت یک جهش ولتاژ در خروجی ایجاد می شود. خازن با توجه به سنبله شروع به شارژ می کند و سپس تخلیه می کند در حالی که ولتاژ روی آن را ثابت نگه می دارد ، بنابراین سنبله به تراشه دیجیتال نمی رسد بنابراین کار ثابت را تضمین می کند.

خازن های متصل:

اینها خازن هایی هستند که به طور گسترده در مدارهای تقویت کننده استفاده می شوند. برخلاف جداسازی خازن ها در مسیر سیگنال ورودی خواهد بود. به همین ترتیب ، نقش این خازنها کاملاً برعکس انشعاب در یک مدار است. خازن های کوپلینگ نویز فرکانس پایین یا عنصر DC را در سیگنال مسدود می کنند. این امر بر اساس این واقعیت است که جریان DC نمی تواند از خازن عبور کند.

خازن جداسازی در تقویت کننده ها بسیار مورد استفاده قرار می گیرد زیرا نویز DC یا فرکانس پایین را در سیگنال مهار می کند و فقط سیگنال قابل استفاده با فرکانس بالا را از طریق آن مجاز می کند. اگرچه محدوده فرکانسی مهار سیگنال به مقدار خازن بستگی دارد زیرا راکتانس خازن در محدوده فرکانس های مختلف متفاوت است. شما ممکن است خازنی را انتخاب کنید که مناسب نیازهای شما باشد.

فرکانس مورد نیاز برای خازن کمتر از مقدار خازن باید بیشتر باشد. به عنوان مثال ، برای اجازه دادن به سیگنال 100 هرتز ، مقدار خازن شما باید چیزی در حدود 10uF باشد ، اما برای اجازه دادن به سیگنال 10Khz 10nF کار را انجام می دهد. مجدداً این یک تخمین تقریبی از مقادیر کلاهک است و شما باید راکتانس سیگنال فرکانس خود را با استفاده از فرمول 1 / (2 * Pi * f * c) محاسبه کرده و خازنی را انتخاب کنید که کمترین واکنش پذیری را به سیگنال مورد نظر شما ارائه دهد.

بیشتر بخوانید در:

مرحله 3: استفاده از مقاومتهای کششی و کشویی:

"همیشه باید از حالت شناور اجتناب شود" ، ما اغلب این را هنگام طراحی مدارهای دیجیتال می شنویم. و این یک قانون طلایی است که هنگام طراحی چیزی که شامل IC های دیجیتال و سوئیچ ها است ، باید از آن پیروی کنید. همه IC های دیجیتال در سطح منطقی خاصی عمل می کنند و خانواده های منطقی زیادی وجود دارد. از این TTL و CMOS تقریباً به طور گسترده ای شناخته شده است.

این سطوح منطقی ولتاژ ورودی را در IC دیجیتال تعیین می کند تا آن را 1 یا 0 تفسیر کند. به عنوان مثال با +5V به عنوان سطح ولتاژ Vcc 5 تا 2.8v به عنوان منطق 1 و 0 تا 0.8v تفسیر می شود به عنوان منطق 0. هر چیزی که در محدوده ولتاژ 0.9 تا 2.7 ولت قرار گیرد یک منطقه نامشخص است و تراشه یا به عنوان 0 یا به عنوان 1 تفسیر می کند که ما واقعاً نمی توانیم تشخیص دهیم.

برای اجتناب از سناریوی فوق ، ما از مقاومت ها برای تعمیر ولتاژ در پایه های ورودی استفاده می کنیم. مقاومت ها را بالا ببرید تا ولتاژ نزدیک به Vcc ثابت شود (افت ولتاژ به دلیل جریان جریان وجود دارد) و مقاومت ها را به سمت پایین بکشید تا ولتاژ را نزدیک به پایه های GND بکشید. به این ترتیب می توان از حالت شناور در ورودی ها جلوگیری کرد ، بنابراین از رفتار نادرست IC های دیجیتال خود جلوگیری کنید.

همانطور که گفتم این مقاومت های بالا و پایین برای میکروکنترلرها و تراشه های دیجیتالی مفید خواهد بود ، اما توجه داشته باشید که بسیاری از MCU های مدرن مجهز به مقاومت داخلی Pull up و Pull Down هستند که با استفاده از کد فعال می شوند. بنابراین ممکن است برگه اطلاعات مربوط به این مورد را بررسی کنید و بر این اساس یا از مقاومتهای بالا و پایین استفاده کنید یا آنها را حذف کنید.

بیشتر بخوانید در: