トップ10の最も一般的な回路

電子製品はしばしば複雑な回路ですが、複雑な電子製品の層をはがすと、共通の回路、サブシステム、モジュールが繰り返し検出されます。 これらの共通回路は、設計、作業、およびテストがはるかに簡単な、よりシンプルな回路です。 この記事では、エレクトロニクスで使用されるより一般的な回路のトップ10について説明します。

1.抵抗分圧器

エレクトロニクスで使用される最も一般的な回路の1つは、謙虚な抵抗分圧器です。 抵抗分圧器は、信号の電圧を所望の範囲に降下させるのに最適な方法です。 抵抗分圧器は、低コスト、容易な設計、少数のコンポーネントのメリットを提供し、ボード上のスペースをほとんど占有しません。 しかし、抵抗分圧器は、信号を大きく変化させ、信号を大幅に変化させる可能性があります。 多くのアプリケーションでは、この影響は最小限で容認できますが、設計者は抵抗分割器が回路に及ぼす影響を認識する必要があります。

2.オペアンプ

オペアンプは、入力信号をブーストまたは分周しながら信号をバッファリングする場合にも非常に役立ちます。 これは、監視を行う回路の影響を受けずに信号を監視する必要がある場合に非常に便利です。 また、ブーストとデバイダのオプションにより、より優れた検出または制御範囲が得られます。

3.レベルシフター

今日のエレクトロニクスは、動作するために異なる電圧を必要とするチップでいっぱいです。 低電力プロセッサは3.3Vまたは1.8Vで動作することが多く、多くのセンサは5Vで動作します。 同じシステム上でこれらの異なる電圧を接続するためには、信号を個々のチップごとに必要な電圧レベルに降下または昇圧する必要があります。 1つの解決策は、 Philips AN97055のアプリケーションノートまたは専用のレベルシフトチップで説明したFETベースのレベルシフト回路を使用することです。 レベルシフティングチップは実装するのが最も簡単で、外部コンポーネントはほとんど必要ありませんが、それらはすべて、さまざまな通信方法との相違点と互換性の問題があります。

4.フィルタコンデンサ

すべての電子機器は、予期せぬ、混沌とした動作を引き起こしたり、電子機器の動作を完全に停止させたりすることがあります。 チップの電源入力にフィルタコンデンサを追加すると、システム内のノイズを除去するのに役立ち、すべてのマイクロチップで推奨されます(使用する最良のコンデンサについてはチップのデータシートを参照)。 また、信号線のノイズを低減するために、信号の入力をフィルタリングするためにキャップを使用することもできます。

5.オン/オフスイッチ

エレクトロニクスでは、システムやサブシステムの電源を制御することが一般的です。 この効果を達成するには、トランジスタまたはリレーの使用を含むいくつかの方法があります。 光学的に絶縁されたリレーは、このようなオン/オフスイッチをサブ回路に実装する最も効果的で簡単な方法の1つです。

6.電圧リファレンス

精密測定が必要な場合は、既知の電圧リファレンスが必要な場合があります。 電圧リファレンスにはいくつかのフレーバとフォームファクタがあり、抵抗分圧器でも適切なリファレンスを提供することができます。

7.電源

すべての回路が動作するためには適切な電圧が必要ですが、多くの回路では各チップが動作するために複数の電圧が必要です。 高電圧をより低い電圧に降圧することは、非常に低電力のアプリケーションでは電圧リファレンスを使用することで比較的単純な問題であり、電圧レギュレータまたはDC / DCコンバータはより厳しいアプリケーションに使用できます。 低電圧源からより高い電圧が必要とされる場合、dc-dc昇圧コンバータを使用して、多くの共通電圧ならびに調整可能またはプログラム可能な電圧レベルを生成することができます。

8.電流源

電圧は回路内で比較的簡単に動作するが、用途によっては、 サーミスタベースの温度センサやレーザダイオードやLEDの出力電力の制御などの定常固定電流が必要とされる。 電流源は、単純なBJTまたはMOSFETトランジスタ、さらには低コストの部品で簡単に実現できます。 高電源バージョンの電流源は、追加の部品を必要とし、電流を正確かつ確実に制御するために設計の複雑さを増す必要があります。

9.マイクロコントローラ

今日作られたほとんどすべての電子製品は、マイクロコントローラを心臓部に持っています。 単純な回路モジュールではありませんが、マイクロコントローラは、任意の数の製品を製造するためのプログラム可能なプラットフォームを提供します。 低消費電力マイクロコントローラ(通常8ビット)は、電子レンジから電動歯ブラシまで、多くのアイテムを使います。 燃焼室での燃料対空気比を管理しながら、他の多くのタスクを同時に処理することにより、より優れたマイクロコントローラを使用して自動車のエンジンの性能をバランスさせます。

10. ESD保護

電子製品のしばしば忘れられた側面は、ESDと電圧保護を含むことです。 デバイスが現実の世界で使用されると、操作上のエラーを引き起こしたり、チップに損傷を与える(ESDをマイクロチップを攻撃する小型雷ボルトと考える)、非常に高い電圧にさらされる可能性があります。 ESDおよび過渡電圧保護マイクロチップが利用可能である一方、基本的な保護は、エレクトロニクスのクリティカルジャンクションに配置されたシンプルなツェナーダイオード、一般的にはクリティカルなシグナルランで提供され、信号は外部の回路に出入りする。