Στον κόσμο της τεχνολογίας τείνουμε να αντιμετωπίζουμε τις συσκευές μας για τα εξαρτήματα που το κάνουν. Αλλά οι επεξεργαστές μας, οι κάρτες γραφικών, οι μητρικές πλακέτες, οι SSD, τα τροφοδοτικά… είναι ηλεκτρονικά σχέδια στα οποία οι αντιστάσεις και οι πυκνωτές, δύο από τα πιο βασικά συστατικά, παίζουν σημαντικό ρόλο.

Θα σας πούμε σε γενικές γραμμές για ποια είναι και γιατί καταλαβαίνετε γιατί ένας καλός σχεδιασμός είναι απαραίτητος για την ποιότητα του στοιχείου.

Ευρετήριο περιεχομένων

Χρήσεις αντιστάσεων και πυκνωτών

Όριο ρεύματος (αντιστάσεις)

Το ρεύμα που διέρχεται από ένα στοιχείο πολλαπλασιασμένο με την τάση καθορίζει τη ισχύ που καταναλώνει σε Watts W.

Αν θέλουμε να περιορίσουμε το ρεύμα που διέρχεται από μια ηλεκτρονική τροχιά, όπως η επικοινωνία ενός αισθητήρα με μικροτσίπ ελέγχου, τοποθετείται αντίσταση έτσι ώστε το ρεύμα να καθορίζεται από την τάση που διαιρείται με την αντίσταση. Θα το κάνουμε αυτό για να προστατέψουμε τις ηλεκτρονικές συσκευές από υπερβολικά μεγάλα ρεύματα, τα οποία τα καταστρέφουν αμέσως.

Οι ενσύρματες ψηφιακές επικοινωνίες και οι εισόδους, όπως τα κουμπιά και οι περιστροφικοί κωδικοποιητές, απαιτούν αντιστάσεις έλξης και ανύψωσης προς εξασφάλιση υψηλών και χαμηλών καταστάσεων.

Τραβήξτε και τραβήξτε προς τα κάτω (Αντίσταση)

Οι ψηφιακές επικοινωνίες, τόσο αυτές που συνδέουν "εξωτερικές" συσκευές, όπως USB και εσωτερικές, όπως το I2C, πραγματοποιούνται μέσω δεδομένων.

Αυτά τα ψηφιακά λεωφορεία είναι κομμάτια που συνδέουν τη μία συσκευή με την άλλη και, συχνά, με ένα σύνολο συσκευών μεταξύ τους. Δεδομένου ότι οι ψηφιακές επικοινωνίες γίνονται με αυτά και μηδενικά, αυτά στη φυσική πραγματικότητα είναι αντιστοίχως υψηλές και χαμηλές τάσεις όπως έχει ορίσει κάθε πρότυπο.

Για παράδειγμα, το πρότυπο USB χαμηλής ταχύτητας έχει δύο γραμμές D + και D- στο δίαυλο δεδομένων. Για να μεταδώσετε ένα 1, βάλτε 2, 8 V σε D + με αντίσταση 15 K στη γείωση (0V) και 0, 3 V σε D- με 1, 5 K στο θετικό (3, 3 V). Για τη μετάδοση ενός 0, υπάρχει ένα D + μικρότερο από 0, 3 V και ένα D- μεγαλύτερο από 2, 8 V, και οι δύο έχουν αντιστάσεις pull-down και pull-up αντιστοίχως. Η συσκευή λήψης συγκρίνει τις τάσεις και ανιχνεύει τι έχει λάβει.

Αυτές οι 15Κ αντιστάσεις σε pull-down και 1.5K στην pull-up εξασφαλίζουν ότι μετά από μια αλλαγή τάσης το επίπεδο διατηρείται. Χωρίς αυτές, οι συσκευές δεν θα μπορούσαν να τις διατηρήσουν και η τάση θα μεταβαλλόταν και θα έπνιζε, οπότε η επικοινωνία θα λερωθεί και τα λάθη θα εμπόδιζαν τη σωστή σύνδεση.

Χαμηλή ενεργειακή αποθήκευση (πυκνωτές)

Σε πολύ ποικίλες εφαρμογές μπορεί να ενδιαφέρουμε να αποθηκεύσουμε μια μικρή ποσότητα ενέργειας σε ένα ηλεκτρονικό σχέδιο.

Όταν υπάρχει μια στιγμιαία απώλεια ενέργειας στην τροφοδοσία ενός τσιπ, χάνει την κατάσταση και η λειτουργία του σε όλη τη συσκευή είναι λάθος. Εάν τοποθετήσουμε έναν πυκνωτή στην τροχιά τροφοδοσίας, σε στιγμές που η απώλεια μπορεί να διαρκέσει, μπορούμε να διατηρήσουμε τις εσωτερικές καταστάσεις.

Τα φίλτρα επιτρέπουν να περάσουν μόνο συχνότητες μεγαλύτερες, μικρότερες από ή μεταξύ δύο καθορισμένων τιμών.

Φίλτρα συχνότητας (αντιστάσεις και πυκνωτές)

Παρόλο που τα φίλτρα μπορούν επίσης να κατασκευαστούν με πηνία, αποτελούνται συνήθως από αντιστάτες και πυκνωτές.

Σε κάθε σημείο του ηλεκτρονικού κυκλώματος μας ενδιαφέρει να συμπεριλάβουμε μόνο τις συχνότητες σε μια σειρά, σύμφωνα με την πρόθεση της διαδρομής. Σε μια διαδρομή ισχύος θα θέλουμε μόνο μηδενική συχνότητα συνεχούς ρεύματος. Σε ένα κομμάτι επικοινωνίας, θέλουμε να εξαλείψουμε όλο το συνεχές ρεύμα και να έχουμε μόνο υψηλές συχνότητες.

Για να φιλτραριστούν με υψηλότερη ποιότητα, χρησιμοποιούνται φίλτρα υψηλότερης τάξης, με επιχειρησιακούς ενισχυτές, αλλά σε πολλές περιπτώσεις τα φίλτρα μηδενικής τάξης που χρησιμοποιούν μόνο αντιστάτες, πυκνωτές και δίοδοι, αν συμβαίνει αυτό.

---

Συμπέρασμα

Παρόλο που όταν έχετε εμπειρία στο ηλεκτρονικό σχεδιασμό, είναι δυνατόν να προσδιορίσετε τη λειτουργία των ηλεκτρονικών εξαρτημάτων, για παράδειγμα σε μια μητρική πλακέτα, δεν είναι η πρόθεσή μας να διδάξουμε για να συγκρίνουμε την ποιότητα μεταξύ των μοντέλων και άλλων με βάση αυτό.

Με αυτό που εξηγήσαμε σε αυτή τη δημοσίευση, ο αναγνώστης πρέπει να καταλάβει ότι εκτός από τα τσιπ GPU, RAM, ελεγκτή κ.λπ., απλά εξαρτήματα όπως αντιστάτες και πυκνωτές διαδραματίζουν επίσης πολύ σημαντικό ρόλο στην καλή απόδοση και ευρωστία μιας συσκευής όπως ένα SSD ή μια κάρτα γραφικών.

Για το λόγο αυτό, όταν μιλάμε για την ποιότητα μίας μάρκας ή μοντέλου έναντι άλλου, ο καλός ηλεκτρονικός σχεδιασμός δεν εξαρτάται αλλά καθορίζει αν θα προκαλέσει προβλήματα ή όχι και ότι η απόδοσή του θα είναι υψηλότερη ή χαμηλότερη.