У світі технологій ми схильні ставитись до наших пристроїв до компонентів, що їх складають. Але наші процесори, графічні картки, материнські плати, SSD, джерела живлення… - це електронні конструкції, в яких резистори та конденсатори, два найбільш основних компоненти, відіграють велику роль.

Ми розповімо вам загалом, для чого вони призначені, і що ви розумієте, чому хороший дизайн є важливим у якості компонента.

Зміст індексу

Використання резисторів і конденсаторів

Граничний струм (Опір)

Струм, що проходить через компонент, помножений на напругу, визначає потужність, яку вона споживає у Вт.

Якщо ми хочемо обмежити струм, який проходить через електронну доріжку, наприклад, зв’язок датчика з контрольним мікрочіпом, опір ставиться таким чином, що струм визначається напругою, поділеною на опір. Ми зробимо це, щоб захистити електронні пристрої від надмірно великих струмів, які миттєво їх знищують.

Провідні цифрові комунікації та входи, такі як кнопки та обертові кодери, вимагають резисторів, що піднімаються та знижуються, для забезпечення високого та низького стану.

Підтягування та опускання (опір)

Цифрова комунікація, як ті, що з'єднують "зовнішні" пристрої, такі як USB, так і внутрішні, такі як I2C, здійснюються через шини даних.

Ці цифрові шини - це треки, які з'єднують один пристрій з іншим і, часто, набір пристроїв між собою. Оскільки цифровий зв’язок здійснюється з одиницями та нулями, вони у фізичній реальності мають відповідно високі та низькі напруги, як визначено кожним стандартом.

Наприклад, стандарт низькошвидкісного USB має на шині даних дві D + та D-лінії. Для передачі 1 покладіть 2, 8 В на D + з резистором 15 К на землю (0 В) і 0, 3 В на D- з 1, 5 К на позитивне (3, 3 В). Для передачі 0 існує D + менше 0, 3 В і D- більше 2, 8 В, обидва мають резистори, що піднімаються вниз, і відповідно. Приймальний пристрій порівнює напруги і виявляє, що отримав.

Ці резистори 15K у спадному та 1, 5K в підтягуванні забезпечують збереження після зміни напруги рівня. Без них пристрої не змогли б підтримувати їх, і напруга коливатиметься та імпульсувати, тому зв’язок забрудниться, а помилки перешкоджають правильному підключенню.

Миттєве зберігання з низькою енергією (конденсатори)

У дуже різноманітних програмах нам може бути цікаво зберегти невелику кількість енергії в електронному дизайні.

Коли відбувається миттєва втрата енергії при постачанні чіпа, він втрачає стан і його робота на всьому пристрої неправильна. Якщо ми розмістимо конденсатор в доріжці живлення, то в моменти, коли втрати можуть тривати, ми можемо підтримувати внутрішні стани.

Фільтри дозволяють проходити лише частоти, більші, менші або між двома визначеними значеннями.

Частотні фільтри (резистори та конденсатори)

Хоча фільтри також можуть бути виготовлені котушками, вони зазвичай складаються з резисторів та конденсаторів.

У кожній точці електронної схеми нас цікавить, щоб у діапазоні були включені лише частоти, відповідно до намірів треку. У силовому треку нам буде потрібно лише постійний струм нульової частоти. На комунікаційній доріжці ми хочемо усунути весь постійний струм і мати тільки високі частоти.

Для фільтрування більш високої якості використовуються фільтри вищого порядку з операційними підсилювачами, але у багатьох випадках фільтри нульового порядку, які використовують лише резистори, конденсатори та діоди, якщо це так.

---

Висновок

Хоча, коли у вас є досвід роботи в електронному дизайні, можна визначити, яку функцію виконують електронні компоненти, наприклад, на материнській платі, ми не навчаємось навчати, щоб порівнювати якість між моделями та іншими на основі цього.

З того, що ми пояснили в цій публікації, читач повинен розуміти, що крім чіпів GPU, оперативної пам'яті, контролера тощо, прості компоненти, такі як резистори та конденсатори, також відіграють дуже важливу роль у хорошій продуктивності та надійності пристрою, такого як SSD або відеокарта.

З цієї причини, якщо говорити про якість однієї марки чи моделі над іншою, хороший електронний дизайн не обумовлює, але визначає, чи буде він викликати проблеми чи ні, і що його продуктивність буде вищою чи нижчою.