10 mẹo thiết kế vi mạch mà mọi nhà thiết kế phải biết: 12 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:31

Thiết kế vi mạch có thể khá khó khăn vì những thứ trong thực tế sẽ khác xa so với những gì chúng ta đọc trong sách. Rõ ràng là nếu bạn muốn thiết kế mạch giỏi, bạn cần phải hiểu từng thành phần và thực hành khá nhiều. Nhưng có rất nhiều mẹo mà các nhà thiết kế phải biết để thiết kế mạch tối ưu và hoạt động hiệu quả.

Tôi đã cố gắng hết sức để giải thích các mẹo này trong Có thể hướng dẫn này, tuy nhiên đối với một số mẹo, bạn có thể cần giải thích thêm một chút để nắm bắt nó tốt hơn. Vì mục đích đó, tôi đã thêm các tài nguyên đọc thêm trong hầu hết các mẹo bên dưới. Vì vậy, trong trường hợp nếu bạn cần giải thích rõ hơn, hãy tham khảo liên kết hoặc đăng chúng trong hộp nhận xét bên dưới. Tôi chắc chắn sẽ giải thích tốt nhất có thể.

Vui lòng xem trang web của tôi www.gadgetronicx.com, nếu bạn quan tâm đến Mạch điện tử, hướng dẫn và Dự án.

Bước 1: 10 LỜI KHUYÊN TRONG VIDEO

Tôi đã cố gắng tạo một video dài 9 phút giải thích tất cả các mẹo này trong đó. Đối với những người không quá thích đọc các bài báo dài dòng, đề nghị các bạn nên chọn cách nhanh chóng và hy vọng các bạn sẽ thích nó:)

Bước 2: SỬ DỤNG VỐN KHAI THÁC VÀ KHỚP NỐI:

Tụ điện được biết đến rộng rãi với đặc tính định thời của nó, tuy nhiên khả năng lọc là một đặc tính quan trọng khác của thành phần này đã được các nhà thiết kế mạch sử dụng. Nếu bạn không quen thuộc với Tụ điện, tôi đề nghị bạn đọc hướng dẫn toàn diện này về Tụ điện và cách sử dụng nó trong mạch

KHAI THÁC VỐN:

Nguồn điện thực sự không ổn định, bạn nên luôn ghi nhớ điều đó. Mọi nguồn điện khi đi vào cuộc sống thực tế sẽ không ổn định và thường điện áp đầu ra thu được sẽ dao động ít nhất là vài trăm triệu vôn. Chúng tôi thường không thể cho phép loại dao động điện áp này trong khi cấp nguồn cho mạch của chúng tôi. Bởi vì sự dao động điện áp có thể làm cho mạch hoạt động sai và đặc biệt là khi nói đến bảng vi điều khiển, thậm chí có nguy cơ MCU bỏ qua một chỉ dẫn có thể dẫn đến kết quả tàn khốc.

Để khắc phục điều này các nhà thiết kế sẽ mắc thêm một tụ điện song song và gần nguồn điện trong khi thiết kế mạch. Nếu bạn biết tụ điện hoạt động như thế nào, bạn sẽ biết, bằng cách làm này, tụ điện sẽ bắt đầu sạc từ nguồn điện cho đến khi nó đạt đến mức VCC. Khi đạt đến mức Vcc, dòng điện sẽ không đi qua nắp và ngừng sạc. Tụ điện sẽ giữ điện tích này cho đến khi có sự sụt giảm điện áp từ nguồn điện. Khi điện áp từ nguồn cung cấp, điện áp trên các bản của tụ điện sẽ không thay đổi ngay lập tức. Tại thời điểm này, Tụ điện sẽ ngay lập tức bù điện áp từ nguồn cung cấp bằng cách cung cấp dòng điện từ chính nó.

Tương tự như vậy khi điện áp dao động ngược lại sẽ tạo ra một đột biến điện áp ở đầu ra. Tụ điện sẽ bắt đầu sạc theo mức tăng đột biến và sau đó phóng điện trong khi giữ ổn định điện áp trên nó, do đó mức tăng đột biến sẽ không chạm tới chip kỹ thuật số, do đó đảm bảo hoạt động ổn định.

NỐI VỐN NỐI:

Đây là những tụ điện được sử dụng rộng rãi trong các mạch khuếch đại. Không giống như các tụ điện tách sẽ theo cách của một tín hiệu đến. Tương tự như vậy, vai trò của các tụ điện này hoàn toàn trái ngược với các tụ điện tách trong mạch. Các tụ điện ghép nối loại bỏ nhiễu tần số thấp hoặc phần tử DC trong tín hiệu. Điều này dựa trên thực tế là dòng điện một chiều không thể đi qua tụ điện.

Tụ tách được sử dụng rất nhiều trong Bộ khuếch đại vì nó sẽ hạn chế nhiễu DC hoặc nhiễu tần số thấp trong tín hiệu và chỉ cho phép tín hiệu có thể sử dụng tần số cao đi qua nó. Mặc dù dải tần hạn chế tín hiệu phụ thuộc vào giá trị của tụ điện vì điện kháng của tụ điện thay đổi đối với các dải tần số khác nhau. Bạn có thể chọn tụ điện phù hợp với nhu cầu của mình.

Tần số cao hơn bạn cần để cho phép thông qua tụ điện của bạn thấp hơn giá trị điện dung của tụ điện của bạn. Ví dụ: để cho phép tín hiệu 100Hz, giá trị tụ điện của bạn phải ở khoảng 10uF, tuy nhiên để cho phép tín hiệu 10Khz, 10nF sẽ thực hiện công việc. Một lần nữa, đây chỉ là ước tính sơ bộ về các giá trị giới hạn và bạn cần tính toán điện kháng cho tín hiệu tần số của mình bằng công thức 1 / (2 * Pi * f * c) và chọn tụ điện cung cấp điện kháng ít nhất cho tín hiệu mong muốn của bạn.

Đọc thêm tại:

Bước 3: SỬ DỤNG ĐIỆN TRỞ KÉO VÀ XUỐNG KÉO:

“Nên luôn tránh trạng thái nổi”, chúng ta thường nghe thấy điều này khi thiết kế mạch kỹ thuật số. Và đó là nguyên tắc vàng bạn phải tuân theo khi thiết kế thứ gì đó liên quan đến công tắc và vi mạch kỹ thuật số. Tất cả các vi mạch kỹ thuật số hoạt động trên một mức logic nhất định và có nhiều họ logic. Trong số này, TTL và CMOS được biết đến khá nhiều.

Các mức logic này xác định điện áp đầu vào trong IC kỹ thuật số để diễn giải nó là 1 hoặc 0. Ví dụ với + 5V, mức điện áp Vcc từ 5 đến 2,8v sẽ được hiểu là Logic 1 và 0 đến 0,8v sẽ được hiểu như Logic 0. Bất cứ thứ gì nằm trong dải điện áp này từ 0,9 đến 2,7v sẽ là một vùng không xác định và chip sẽ diễn giải là 0 hoặc 1 mà chúng ta không thể thực sự biết được.

Để tránh trường hợp trên, chúng tôi sử dụng điện trở để cố định điện áp trong các chân đầu vào. Kéo điện trở lên để cố định điện áp gần Vcc (sụt áp tồn tại do dòng điện chạy qua) và Kéo điện trở xuống để kéo điện áp về gần chân GND. Bằng cách này có thể tránh được trạng thái trôi nổi trong các đầu vào, do đó tránh cho vi mạch kỹ thuật số của chúng tôi hoạt động không chính xác.

Như tôi đã nói, các điện trở kéo lên và kéo xuống này sẽ hữu ích cho Vi điều khiển và chip Kỹ thuật số, nhưng lưu ý rằng nhiều MCU hiện đại được trang bị điện trở Kéo lên và Kéo xuống bên trong có thể được kích hoạt bằng mã. Vì vậy, bạn có thể kiểm tra biểu dữ liệu cho điều này và chọn sử dụng hoặc loại bỏ điện trở kéo lên / xuống cho phù hợp.

Đọc thêm tại:

Bước 4: THỜI GIAN XẢ PIN: