Els productes electrònics sovint són masses complexes de circuits, però a mesura que es redueixen les capes de qualsevol producte electrònic complex, es troben repetidament circuits, subsistemes i mòduls comuns. Aquests circuits comuns són circuits més simples que són molt més fàcils de dissenyar, treballar i provar. En aquest article es parla dels deu primers dels circuits més habituals utilitzats en l'electrònica.
1. Divisor resistent
Un dels circuits més comuns que s'utilitza en l'electrònica és l'humil resistent divisor. El divisor resistent és una bona manera de deixar anar el voltatge d'un senyal a un rang desitjat. Els divisors resistents ofereixen els avantatges de baix cost, facilitat de disseny, pocs components i ocupen poc espai en un tauler. Tanmateix, els divisors resistents poden carregar significativament un senyal que pot canviar significativament la senyal. En moltes aplicacions, aquest impacte és mínim i acceptable, però els dissenyadors han de ser conscients de l'impacte que un divisor resistent pot tenir en un circuit.
2. OpAmps
OpAmps també són molt útils en la memòria intermèdia d'un senyal mentre augmenta o divideix el senyal d'entrada. Això resulta molt pràctic quan un senyal ha de monitoritzar-se sense impactar el circuit fent el seguiment. A més, les opcions de reforç i divisió permeten un millor rang de detecció o control.
3. Amortidor de nivell
L'electrònica d'avui és plena de xips que requereixen diferents voltatges per operar. Els processadors de baix consum solen funcionar amb 3.3 o 1.8v, mentre que molts sensors funcionen amb 5 volts. La interconnexió d'aquests diferents voltatges en el mateix sistema requereix que els senyals siguin caiguts o augmentats al nivell de tensió requerit per a cada xip individual. Una solució és utilitzar el circuit de desplaçament de nivell basat en FET comentat a la nota d'aplicació Philips AN97055 o un xip dedicat de canvi de nivell. Els xips de desplaçament de nivell són els més fàcils d'implementar i requereixen pocs components externs, però tots tenen les seves peculiaritats i problemes de compatibilitat amb diferents mètodes de comunicació.
4. Condensadors de filtre
Tota l'electrònica és susceptible al soroll electrònic que pot causar un comportament inesperat o caòtic o aturar completament el funcionament de l'electrònica. Afegir un condensador de filtre a les entrades d'alimentació d'un xip pot ajudar a eliminar el soroll del sistema i es recomana en tots els microxips (vegeu el full de dades de fitxes per obtenir els millors condensadors). També es poden utilitzar caps per filtrar l'entrada de senyals per reduir el soroll a la línia de senyal.
5. Interruptor d'encès / apagat
El control de la potència dels sistemes i subsistemes és una necessitat comuna en l'electrònica. Hi ha diverses maneres d'aconseguir aquest efecte incloent l'ús d'un transistor o un relé. Els relés òpticament aïllats són una de les maneres més efectives i més senzilles d'implementar un interruptor d'encès / apagat en un subcircuit.
6. Referències de voltatge
Quan es requereixen mesures de precisió, sovint es necessita una referència de tensió coneguda. Les referències de voltatge figuren en uns quants sabors i formes i per a aplicacions menys precises, fins i tot un divisor de tensió resistiva pot proporcionar una referència adequada.
7. Subministraments de tensió
Cada circuit necessita la tensió correcta per a funcionar, però molts circuits necessiten tensions múltiples per a que cada xip funcioni. Reduir una tensió més alta a una tensió més baixa és una matèria relativament senzilla utilitzant una referència de tensió per a aplicacions de molt baixa potència, o els reguladors de voltatge o els convertidors dc-dc es poden utilitzar per a aplicacions més exigents. Quan es necessiten voltages més alts a partir d'una font de baixa tensió, es pot utilitzar un convertidor de pas a pas per a generar molts voltatges comuns, així com nivells de tensió ajustables o programables.
8. Font actual
Les tensions són relativament fàcils de treballar dins d'un circuit, però per a algunes aplicacions es requereix una corrent fixa constant com per a un sensor de temperatura basat en el termistor o que controla la potència de sortida d'un díode làser o LED. Les fonts actuals es fan fàcilment a partir de simples transistors BJT o MOSFET, i alguns components addicionals de baix cost. Les versions d'alta potència de fonts actuals requereixen components addicionals i exigeixen una major complexitat de disseny per controlar de forma precisa i fiable el corrent.
9. Microcontrolador
Gairebé tots els productes electrònics realitzats avui tenen un microcontrolador al cor. Encara que no és un simple mòdul de circuits, els microcontroladors proporcionen una plataforma programable per construir qualsevol quantitat de productes. Els microcontroladors de baixa potència (típicament de 8 bits) executen molts elements del microones al vostre raspall de dents elèctrics. Els microcontroladors més aptes s'utilitzen per equilibrar el rendiment del motor del cotxe, gestionant la ràtio de combustible a aire a la cambra de combustió mentre maneja simultàniament diverses altres tasques.
10. Protecció ESD
Un aspecte sovint oblidat d'un producte electrònic és la inclusió d'ESD i protecció contra tensió. Quan els dispositius s'utilitzen en el món real poden ser sotmesos a tensos increïblement alts que poden causar errors operatius i fins i tot danyar els xips (pensar en ESD com rajos miniatura atacant un microxip). Tot i que disposen de microxips de protecció de tensió transitòria i ESD, la protecció bàsica es pot subministrar mitjançant díodes zener simples situats en unions crítiques en l'electrònica, generalment en senyals de senyal crítics i on les senyals entren o surten d'un circuit al món exterior.