Nel mondo della tecnologia tendiamo a trattare i nostri dispositivi per i componenti che lo compongono. Ma i nostri processori, schede grafiche, schede madri, SSD, alimentatori… sono progetti elettronici in cui resistori e condensatori, due dei componenti più elementari, svolgono un ruolo importante.

Ti diremo in termini generali a cosa servono e che capisci perché un buon design è essenziale nella qualità del componente.

Indice dei contenuti

Usi di resistori e condensatori

Limite di corrente (resistenze)

La corrente che passa attraverso un componente moltiplicata per la tensione determina la potenza che consuma in Watt W.

Se vogliamo limitare la corrente che passa attraverso una traccia elettronica, come la comunicazione di un sensore con un microchip di controllo, viene posizionata una resistenza in modo che la corrente sia determinata dalla tensione divisa per la resistenza. Lo faremo per proteggere i dispositivi elettronici da correnti eccessive, che li distruggono all'istante.

Le comunicazioni digitali cablate e gli ingressi come pulsanti ed encoder rotativi richiedono resistori pull-up e pull-down per garantire stati alti e bassi.

Pull-up e Pull-down (resistenze)

Le comunicazioni digitali, sia quelle che collegano dispositivi "esterni" come USB sia quelli interni come I2C, sono effettuate tramite bus dati.

Quei bus digitali sono tracce che collegano un dispositivo all'altro e, spesso, a una serie di dispositivi tra loro. Poiché le comunicazioni digitali sono fatte con uno e zeri, questi nella realtà fisica sono rispettivamente alte e basse tensioni, come definito da ogni standard.

Ad esempio, lo standard USB a bassa velocità ha due linee D + e D sul bus dati. Per trasmettere un 1, mettere 2, 8 V su D + con una resistenza da 15 K a terra (0 V) e 0, 3 V su D- con 1, 5 K a positivo (3, 3 V). Per trasmettere uno 0, c'è un D + inferiore a 0, 3 V e un D maggiore di 2, 8 V, entrambi con resistenze pull-down e pull-up rispettivamente. Il dispositivo ricevente confronta le tensioni e rileva ciò che ha ricevuto.

Quelle resistenze da 15K in pull-down e 1, 5K in pull-up assicurano che dopo una variazione di tensione il livello venga mantenuto. Senza di essi, i dispositivi non sarebbero in grado di mantenerli e la tensione fluttuerebbe e pulserebbe, quindi la comunicazione si sporcherebbe e gli errori impedirebbero la connessione corretta.

Storage istantaneo a bassa energia (condensatori)

In applicazioni molto varie potremmo essere interessati a conservare una piccola quantità di energia in un design elettronico.

Quando si verifica una perdita momentanea di energia nella fornitura di un chip, questo perde il suo stato e il suo funzionamento in tutto il dispositivo è errato. Se posizioniamo un condensatore nella traccia di alimentazione, durante i momenti in cui la perdita può durare, possiamo mantenere gli stati interni.

I filtri consentono il passaggio solo di frequenze superiori a, inferiori a o tra due valori definiti.

Filtri di frequenza (resistori e condensatori)

Sebbene i filtri possano anche essere realizzati da bobine, di solito sono costituiti da resistori e condensatori.

In ogni punto del circuito elettronico siamo interessati ad avere solo le frequenze incluse in un intervallo, secondo l'intento della traccia. In una power track desidereremo solo corrente continua a frequenza zero. Su una pista di comunicazione, vogliamo eliminare tutta la corrente continua e avere solo alte frequenze.

Al fine di filtrare con una qualità superiore, vengono utilizzati filtri di ordine superiore, con amplificatori operazionali, ma in molti casi, i filtri di ordine zero che utilizzano solo resistori, condensatori e diodi, se questo è il caso.

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conclusione

Sebbene quando si ha esperienza nella progettazione elettronica, è possibile identificare quale funzione svolgono i componenti elettronici, ad esempio in una scheda madre, non è nostra intenzione insegnare al fine di confrontare la qualità tra i modelli e altri sulla base di questo.

Con ciò che abbiamo spiegato in questa pubblicazione, il lettore deve capire che oltre ai chip GPU, RAM, controller, ecc., Anche semplici componenti come resistori e condensatori svolgono un ruolo molto importante nelle buone prestazioni e robustezza di un dispositivo come un SSD o una scheda grafica.

Per questo motivo, quando si parla della qualità di un marchio o modello rispetto a un altro, un buon design elettronico non condiziona ma determina se causerà problemi o meno e che le sue prestazioni saranno superiori o inferiori.