Elektroniskie izstrādājumi bieži vien ir sarežģītas ķēžu masas, taču, atkaļojoties jebkura sarežģītā elektroniskā produkta slāņiem, atkārtoti tiek atklātas kopējas shēmas, apakšsistēmas un moduļi. Šīs kopējās shēmas ir vienkāršākas shēmas, kuras ir daudz vieglāk izstrādāt, strādāt un testēt. Šajā rakstā ir aplūkotas visbiežāk sastopamās elektroniskās shēmas desmit.
1. Rezistīvs dalītājs
Viena no visbiežāk izmantotajām elektriskajām ķēdēm ir pazemīgs pretestības dalītājs. Pretestības dalītājs ir lielisks veids, kā nomest signāla spriegumu vēlamajam diapazonam. Pretestības dalītāji piedāvā priekšrocības zemas izmaksas, dizaina vieglumu, daži komponenti, un tie aizņem nedaudz vietas uz kuģa. Tomēr pretestības dalītāji var ievērojami samazināt signālu, kas var būtiski mainīt signālu. Daudzās lietojumprogrammās šī ietekme ir minimāla un pieļaujama, taču dizaineriem jāapzinās, kāda ietekme uz ķēdes pretestības dalītāju var būt.
2. OpAmps
OpAmps arī ir ļoti noderīgi signāla buferizācijā, vienlaikus palielinot vai sadalot ieejas signālu. Tas ir ļoti ērts, ja signālam ir jāuzrauga, to nedrīkst ietekmēt ķēde, kas veic monitoringu. Arī palielināšanas un sadalītāja iespējas ļauj labāk izpētīt vai kontrolēt diapazonu.
3. līmeņa pārveidotājs
Mūsdienās elektronika ir pilna ar mikroshēmām, kuru darbībai ir nepieciešams atšķirīgs spriegums. Mazie enerģijas pārstrādātāji bieži darbojas ar 3,3 vai 1,8 v, kamēr daudzi sensori darbojas ar 5 voltiem. Šādu dažādu spriegumu sasaistei vienā un tajā pašā sistēmā ir nepieciešams, lai signāli tiktu samazināti vai palielināti līdz vajadzīgajam sprieguma līmenim katrai atsevišķai mikroshēmai. Viens no risinājumiem ir izmantot FET līmeņa pārneses shēmu, kas aprakstīta Philips AN97055 lietojumprogrammu piezīmē vai īpašā līmeņa maiņas mikroshēmā. Līmeņa maiņas mikroshēmas ir visvieglāk īstenot un tām ir vajadzīgi daži ārējie komponenti, taču tiem visiem ir savi jautājumi un saderības problēmas ar dažādām saziņas metodēm.
4. Filtra kondensatori
Visa elektronika ir uzņēmīga pret elektronisko troksni, kas var izraisīt negaidītu, haotisko uzvedību vai pilnībā apturēt elektronikas darbību. Filtra kondensatora pievienošana mikroshēmas jaudas ieejām var palīdzēt novērst troksni sistēmā un ir ieteicama visās mikroshītēs (skat. Mikroshēmu datu lapu par labākajiem kondensatoriem, ko izmantot). Arī cepures var izmantot, lai filtrētu signālu ievadi, lai pazeminātu troksni signāla līnijā.
5. Ieslēgšanas / izslēgšanas slēdzis
Elektronisko ierīču kopējā nepieciešamība ir kontrolēt sistēmas un apakšsistēmas jaudu. Šim efektam ir vairāki veidi, tostarp izmantojot tranzistoru vai releju. Optiski izolēti releji ir viens no visefektīvākajiem un vienkāršākajiem veidiem, kā īstenot šādu ieslēgšanas / izslēgšanas slēdzi apakšslēgumā.
6. Sprieguma atsauces
Ja ir vajadzīgi precīzi mērījumi, bieži vien ir nepieciešams zināms sprieguma atsauce. Sprieguma atsauces ir daži garšas un formas faktori, un daudz mazāk precīzus pielietojumus pat pretestības sprieguma dalītājs var sniegt piemērotu atsauci.
7. Sprieguma piederumi
Katrai shēžai vajadzīgs pareizais spriegums, lai darbotos, bet daudzām shēmām ir nepieciešams vairāku spriegumu, lai katrs mikroshēms darbotos. Augstāka sprieguma pazemināšana uz zemāku spriegumu ir samērā vienkāršs jautājums, izmantojot sprieguma atskaites ļoti mazu enerģijas patēriņu, vai arī sprieguma regulatorus vai dc-dc pārveidotājus var izmantot daudz prasīgākām lietojumprogrammām. Ja no zemsprieguma avota ir vajadzīgi lielāki spriegumi, dc-dc paātrināto pārveidotāju var izmantot, lai ģenerētu daudzus kopējus spriegumus, kā arī regulējamus vai programmējamos sprieguma līmeņus.
8. Pašreizējais avots
Spriegumi ir salīdzinoši vienkārši strādā ar ķēdi, bet dažām lietojumprogrammām ir nepieciešama vienmērīga fiksēta strāva, piemēram, termostora temperatūras sensors vai lāzerdiodes vai LED LED izejas jaudas kontrole. Pašreizējie avoti ir viegli izgatavoti no vienkāršiem BJT vai MOSFET tranzistoriem un dažiem papildu izmaksu komponentiem. Pašreizējo avotu lieljaudas versijām ir nepieciešamas papildu sastāvdaļas un pieprasīta lielāka dizaina sarežģītība, lai precīzi un droši kontrolētu strāvu.
9. Mikrokontrolleris
Gandrīz katram elektroniskajam produktam, ko šodien ražo, ir mikrokontrolleris savā sirdī. Lai gan tas nav vienkāršs shēmas modulis, mikrokontrolleri nodrošina programmējamu platformu, lai izveidotu vairākus produktus. Zema enerģijas patēriņa mikrokontrolleri (parasti 8 bitu) darbina daudzus priekšmetus no mikroviļņu krāsns līdz jūsu elektriskai zobu sukai. Spēcīgākie mikrokontrolleri tiek izmantoti, lai līdzsvarotu automašīnas dzinēja darbības efektivitāti, vadot degvielas un gaisa attiecību degšanas kamerā, vienlaicīgi apstrādājot vairākus citus uzdevumus.
10. ESD aizsardzība
Elektroniskā produkta bieži aizmirstais aspekts ir ESD un sprieguma aizsardzības iekļaušana. Ja ierīces tiek izmantotas reālajā pasaulē, tās var pakļaut neticami augstiem spriegumiem, kas var izraisīt darbības kļūdas un pat sabojāt mikroshēmas (domājiet par ESD kā miniatūrām zibens skrūvēm, kas uzbrūk mikročipam). Lai gan ESD un pārejošas sprieguma aizsardzības mikroshēmas ir pieejamas, pamata aizsardzību var nodrošināt ar vienkāršiem zenerdiodes, kas novietoti elektroniskās ierīces kritiskajos savienojumos, parasti uz kritiskiem signāla ietemiem un kur signāli ienāk vai iziet no ķēdes uz ārpasauli.