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  • 三极管的那些你不知道的功能

    三极管的那些你不知道的功能

    什么是三极管,你真的了解吗?三极管是最常见的元器件之一,主要能起到电流放大(模拟电路)和开关作用(数字电路)。那么,我们所说的三极管的特殊功能又是什么?下面我们一起打探个究竟! 三极管的介绍: 三极管,全称应为半导体三极管,也称双极型晶体管、晶体三极管,是一种控制电流的半导体器件。其作用是把微弱信号放大成幅度值较大的电信号,也用作无触点开关。 三极管是半导体基本元器件之一,具有电流放大作用,是电子电路的核心元件。三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结,两个PN结把整块半导体分成三部分,中间部分是基区,两侧部分是发射区和集电区,排列方式有PNP和NPN两种。(图一) 三极管主要用途: 1.放大,(工作时,三极管工作在放大区)用来组成放大电路。 2.电子开关,(工作时,三极管工作在饱和区和截止区),用来控制电路通断。 三极管的特殊用途: 半导体三极管除了构成放大器和作开关元件使用外,还能够做成一些可独立使用的两端或三端器件。 1. 扩流 把一只小功率可控硅(晶闸管)和一只大功率三极管组合,就可得到一只大功率可控硅,其最大输出电流由大功率三极管的特性决定,见附图1。图2为电容容量扩大电路。利用三极管的电流放大作用,将电容容量扩大若干倍。这种等效电容和一般电容器一样,可浮置工作,适用于在长延时电路中作定时电容。用稳压二极管构成的稳压电路虽具有简单、元件少、制作经济方便的优点,但由于稳压二极管稳定电流一般只有数十毫安,因而决定了它只能用在负载电流不太大的场合。图3可使原稳压二极管的稳定电流及动态电阻范围得到较大的扩展,稳定性能可得到较大的改善。 2. 代换 图4中的两只三极管串联可直接代换调光台灯中的双向触发二极管;图5中的三极管可代用8V左右的稳压管。图6中的三极管可代用30V左右的稳压管。上述应用时,三极管的基极均不使用。 3. 模拟 用三极管够成的电路还可以模拟其它元器件。大功率可变电阻价贵难觅,用图7电路可作模拟品,调节510电阻的阻值,即可调节三极管C、E两极之间的阻抗,此阻抗变化即可代替可变电阻使用。图8为用三极管模拟的稳压管。其稳压原理是:当加到A、B两端的输入电压上升时,因三极管的B、E结压降基本不变,故R2两端压降上升,经过R2的电流上升,三极管发射结正偏增强,其导通性也增强,C、E极间呈现的等效电阻减小,压降降低,从而使AB端的输入电压下降。调节R2即可调节此模拟稳压管的稳压值,等效为稳压管。以上就是三极管的你不知道的一些功能,希望能给大家帮助。

    时间:2020-05-25 关键词: 数字电路 模拟电路 三极管

  • 音频放大器重要参数

    音频放大器重要参数

    音频放大器的一种简单模拟实现方案是采用线性模式的晶体管,得到与输入电压成比例的输出电压。正向电压增益通常很高(至少40dB)。如果反馈环包含正向增益,则整个环增益也很高。因为高环路增益能改善性能,即能抑制由正向路径的非线性引起的失真,而且通过提高电源抑制能力(PSR)来降低电源噪声,所以经常采用反馈。 音频放大器重要参数 1、电源纹波抑制比(PSRR) 电源纹波抑制比(power supply rejection rate)是音频放大器的输入测量电源电压的偏差偶合到一个模拟电路的输出信号的比值。PSRR反映了音频功率放大器对电源的纹波要求,PSRR值越大越好,音频放大器输出音质就越好。 表一 常用的音频放大器性能比较 2、总谐波失真加噪声(THD+N) 总谐波失真(total harmonic distorTIon)是指一个模拟电路处理信号后,在一个特定频率范围内所引入的总失真量。噪声(noise)是指通常不需要的信号。有时是由于由于热或者其它物理条件产生的在线路板上的其它电气行为(干扰)。从THD+N的定义中不难看出总谐波失真和噪声越小越好。 3、信噪比(SNR)通常指一个模拟信号中有用信号和噪声之间的比值。 4、增益(AO)是对音频功率放大器来说增益通常指放大器输出功率和输入功率之间的比值。增益越大说明放大器的效率越高。 5、最大输出功率(POCM)输出功率反映了一个音频功率放大器的负载能力,通常音频放大器厂家会提供产品的在工作电压一定条件和额定负载下的的最大输出功率。 表二:常用的音频放大器性能比较 6、关断电流(Shutdown current)和输出偏移电压(Output Offset Voltage)。 关断电流越小,说明在待机条件下的放大器功耗小。输出偏移电压小有利于电池寿命的延长。 TDA7495是飞利浦公司生产的11W+11W立体声音频功率放大器,采用MULTIWATT 15脚封装,设有静音、待机功能,可对中置通道及主通道设置独立静音,无通电、去电脉冲噪声,短路保护,热过载保护,内部混合增益,软限幅等,广泛应用于家用高保真音响、电视音响、汽车音响及多媒体音响。 TDA7495特点 11+11W输出放大 RL=8 @THD= 10% VCC=28V 单供电电压可达35V 待机和静音功能 噪声抑制功能 短路保护 热过载保护 TDA7495SSA引脚兼容:TDA7496, TDA7496S, TDA7496SA, TDA7495,TDA7495SA, TDA7494S, TDA7494SA,TDA7496SSA。 TDA7495内部框图及应用电路 TDA7495放大器引脚功能

    时间:2020-05-21 关键词: 功率放大器 模拟电路 音频放大器

  • 模拟电路和数字电路的不同点,你知道吗?

    模拟电路和数字电路的不同点,你知道吗?

    你知道模拟电路和数字电路的不同点吗?在电源电子这个行业,不管搞什么技术,都躲不开两个基本电路,那就是模拟电路和数字电路。今天,我们来详细了解一下这两个电路的基本知识。 一、模拟电路与数字电路的定义及特点 ● 模拟电路(电子电路) 模拟信号:处理模拟信号的电子电路。“模拟”二字主要指电压(或电流)对于真实信号成比例的再现。其主要特点是: 1、函数的取值为无限多个; 2、当图像信息和声音信息改变时,信号的波形也改变,即模拟信号待传播的信息包含在它的波形之中(信息变化规律直接反映在模拟信号的幅度、频率和相位的变化上)。 3、初级模拟电路主要解决两个大的方面:①放大、②信号源。 4、模拟信号具有连续性。 ● 数字电路 数字信号:用数字信号完成对数字量进行算术运算和逻辑运算的电路称为数字电路或数字系统。由于它具有逻辑运算和逻辑处理功能,所以又称数字逻辑电路。其主要特点是: 1、同时具有算术运算和逻辑运算功能。 数字电路是以二进制逻辑代数为数学基础,使用二进制数字信号,既能进行算术运算又能方便地进行逻辑运算(与、或、非、判断、比较、处理等),因此极其适合于运算、比较、存储、传输、控制、决策等应用。 2、实现简单,系统可靠。 以二进制作为基础的数字逻辑电路,可靠性较强。电源电压的小的波动对其没有影响,温度和工艺偏差对其工作的可靠性影响也比模拟电路小得多。 3、集成度高,功能实现容易。 集成度高,体积小,功耗低是数字电路突出的优点之一。电路的设计、维修、维护灵活方便,随着集成电路技术的高速发展,数字逻辑电路的集成度越来越高,集成电路块的功能随着小规模集成电路(SSI)、中规模集成电路(MSI)、大规模集成电路(LSI)、超大规模集成电路(VLSI)的发展也从元件级、器件级、部件级、板卡级上升到系统级。电路的设计组成只需采用一些标准的集成电路块单元连接而成。对于非标准的特殊电路还可以使用可编程序逻辑阵列电路,通过编程的方法实现任意的逻辑功能。 二、模拟电路与数字电路之间的区别 模拟电路是处理模拟信号的电路;数字电路是处理数字信号的电路。 模拟信号是关于时间的函数,是一个连续变化的量,数字信号则是离散的量。因为所有的电子系统都是要以具体的电子器件,电子线路为载体的,在一个信号处理中,信号的采集,信号的恢复都是模拟信号,只有中间部分信号的处理是数字处理。具体的说模拟电路主要处理模拟信号,不随时间变化,时间域和值域上均连续的信号,如语音信号。而数字信号则相反,是变化的,数字信号的处理包括信号的采样,信号的量化,信号的编码。 举个简单的例子:要想从远方传过来一段由小变大的声音,用调幅、模拟信号进行传输(相应的应采用模拟电路),那么在传输过程中的信号的幅度就会越来越大,因为它是在用电信号的幅度特性来模拟声音的强弱特性。 但是如果采用数字信号传输,就要采用一种编码,每一级声音大小对应一种编码,在声音输入端,每采一次样,就将对应的编码传输出去。可见无论把声音分多少级,无论采样频率有多高,对于原始的声音来说,这种方式还是存在损失。不过,这种损失可以通过加高采样频率来弥补,理论上采样频率大于原始信号的频率的两倍就可以完全还原了。 数字电路的电平都是符合标准的,模拟电路就没有这样的要求了。 三、模拟电路和数字电路之间的联系 摸拟电路是为数字电路供给电源而又完成执行机构的执行。 在模拟电路和数字电路中,信号的表达方式不同。对模拟信号能够执行的操作,例如放大、滤波、限幅等,都可以对数字信号进行操作。事实上,所有的数字电路从根本上来说都是模拟电路,其基本电学原理,都与模拟电路相同。 互补金属氧化物半导体就是由两个模拟的金属氧化物场效应管构成的,其对称、互补的结构,使它恰好能处理高低数字逻辑电平。不过,数字电路的设计目标是用来处理数字信号,如果强行引入任意模拟信号而不进行额外处理,则可能造成量化噪声。 在一组离散的时间下表示信号数值的函数称为离散时间信号。因为最常遇到的离散时间信号是模拟信号在时间上以均匀(有时也以非均匀)间隔的采样。而“离散时间”与“数字”也经常用来说明同一信号。离散时间信号的一些理论也适用于数字信号。 四、如何实现模拟和数字电路的功能 模拟电路和数字电路它们同样是信号变化的载体,模拟电路在电路中对信号的放大和削减是通过元器件的放大特性来实现操作的,而数字电路是对信号的传输是通过开关特性来实现操作的。 在模拟电路中,电压、电流、频率,周期的变化是互相制约的,而数字电路中电路中电压、电流、频率、周期的变化是离散的。模拟电路可以在大电流高电压下工作,而数字电路只是在小电压,小电流底功耗下工作,完成或产生稳定的控制信号。 五、应用 模拟电路几乎覆盖整个电子领域,任何一个电子线路的功能实现都会涉及到模拟电路。数字电路与数字电子技术广泛的应用于电视、雷达、通信、电子计算机、自动控制、航天等科学技术领域。 模拟电路的设计通常比数字电路更为困难,对设计人员的水平要求更高。这也是数字电路系统比模拟电路系统更加普及的原因之一。模拟电路通常需要更多的手工运算,其设计过程的自动化程度低于数字电路。以上就是模拟电路和数字电路的不同点,希望能给大家帮助。

    时间:2020-05-15 关键词: 半导体 数字电路 模拟电路

  • 如何学好单片机?从入门到高手的进阶方法

    如何学好单片机?从入门到高手的进阶方法

    你知道如何学好单片机吗?无论是作为一名业余的电子爱好者还是一名电子行业的相关从业人员,掌握单片机技术无疑可以使您如虎添翼,为您的电子小制作或者开发设计电子产品时打开方便的大门!学习单片机技术有一定的难度,不花费一番努力是很难学会的,但是只要不断努力就一定能成功,套用一句广告歌词:努力总有回报! 第一步:基础理论知识学习 基础理论知识包括模拟电路、数字电路和C语言知识。模拟电路和数字电路属于抽象学科,要把它学好还得费点精神。在你学习单片机之前,觉得模拟电路和数字电路基础不好的话,不要急着学习单片机,应该先回顾所学过的模拟电路和数字电路知识,为学习单片机加强基础。否则,你的单片机学习之路不仅会很艰难和漫长,还可能半途而废。 笔者始终认为,扎实的电子技术基础是学好单片机的关键,直接影响单片机学习入门的快慢。有些同学觉得单片机很难,越学越复杂,最后学不下去了。有的同学看书时似乎明白了,可是动起手来却一塌糊涂,究其原因就是电子技术基础没有打好,首先被表面知识给困惑了。 单片机属于数字电路,其概念、术语、硬件结构和原理都源自数字电路,如果数字电路基础扎实,对复杂的单片机硬件结构和原理就能容易理解,就能轻松地迈开学习的第一步,自信心也会树立起来。相反,基础不好,这个看不懂那个也弄不明白,越学问题越多,越学越没有信心。如果你觉得单片机很难,那就应该先放下单片机教材,去重温数字电路,搞清楚触发器、寄存器、门电路、COMS电路、时序逻辑和时序图、进制转换等理论知识。理解了这些知识之后再去看看单片机的结构和原理,我想你会大彻大悟,信心倍增。 模拟电路是电子技术最基础的学科,她让你知道什么是电阻、电容、电感、二极管、三极管、场效应管、放大器等等以及它们的工作原理和在电路中的作用,这是学习电子技术必须掌握的基础知识。一般是先学习模拟电路再去学习数字电路。扎实的模拟电路基础不仅让你容易看懂别人设计的电路,而且让你的设计的电路更可靠,提高产品质量。 C语言知识并不难,没有任何编程基础的人都可以学,在我看来,初中生、高中生、中专生、大学生都能学会。当然,数学基础好、逻辑思维好的人学起来相对轻松一些。C语言需要掌握的知识就那么3个条件判断语句、3个循环语句、3个跳转语句和1个开关语句。别小看这10个语句,用他们组合形成的逻辑要多复杂有多复杂。学习时要一条语句一条语句的学,学一条活用一条,全部学过用过这些关键语句后,相信你的C基础建立了。 当基础打好以后,你会感觉到单片机不再难学了,而且越学越起劲。当单片机乖乖的依照你的逻辑思维和算法去执行指令,实现预期控制效果的时候,成就感会让你信心十足、夜以续日、废寝忘食的投入到单片机的世界里。可以这么说,扎实的电子技术基础和C语言基础能增强学习单片机信心,较快掌握单片机技术。 第二步:单片机实践 这是真正学习单片机的过程,既让人兴奋又让人疲惫,既让人无奈又让人不服,既让人孤独又让人充实,既让人气愤又让人欣慰,既有失落感又有成就感。其中的酸甜苦辣只有学过的人深有体会。思想上要有刻苦学习的决心,硬件上要有一套完整的学习开发工具,软件上要注重理论和实践相结合。 1.有刻苦学习的决心 首先,明确学习目的。先认真回答两个问题:我学单片机来做什么?需要多长时间把它学会?这是你学单片机的动力。没有动力,我想你坚持不了多久。 其次,端正学习心态。单片机学习过程是枯燥乏味、孤独寂寞的过程。要知道,学习知识没有捷径,只有循序渐进,脚踏实地,一步一个脚印,才能学到真功夫。再次,要多动脑勤动手。单片机的学习具有很强的实践性,是一门很注重实际动手操作的技术学科。不动手实践你是学不会单片机的。 最后,虚心交流。在单片机学习过程中每个人都会遇到无数不能解决的问题,需要你向有经验的过来人虚心求教,否则,一味的自己埋头摸索会走许多弯路,浪费很多时间。 2.有一套完整的学习开发工具 学习单片机是需要成本的。必须有一台电脑、一块单片机开发板(如果开发板不能直接下载程序代码的话还得需要一个编程器)、一套视频教程、一本单片机教材和一本C语言教材。电脑是用来编写和编译程序,并将程序代码下载到单片机上;开发板用来运行单片机程序,验证实际效果;视频教程就是手把手教你单片机开发环境的使用、单片机编程和调试。对于单片机初学者来说,视频教程必须看,要不然,哪怕把教材看了几遍,还是不知道如何下手,尤其是院校里的单片机教材,学了之后,面对真正的单片机时可能还是束手无策;单片机教材和C语言教材是理论学习资料,备忘备查。不要为了节约成本不用开发板而光用Protur软件仿真调试,这和纸上谈兵没什么区别。 3. 要注重理论和实践相结合 单片机C语言编程理论知识并不深奥,光看书不动手也能明白。但在实际编程的时候就没那么简单了。一个程序的形成不仅需要有C语言知识,更多需要融入你个人的编程思路和算法。编程思路和算法决定一个程序的优劣,是单片机编程的大问题,只有在实际动手编写的时候才会有深切的感悟。一个程序能否按照你的意愿正常运行就要看你的思路和算法是否正确、合理。如果程序不正常则要反复调试(检查、修改思路和算法),直到成功。这个过程耗时、费脑、疲精神,意志不坚强者往往被绊倒在这里半途而废。 学习编写程序应该按照以下过程学习,效果会更好。看到例程题目先试着构思自己的编程思路,然后再看教材或视频教程里的代码,研究人家的编程思路,注意与自己思路的差异;接下来就照搬人家的思路亲自动手编写这个程序,领会其中每一条语句的作用;对有疑问的地方试着按照自己的思路修改程序,比较程序运行效果,领会其中的奥妙。每一个例程都坚持按照这个过程学习,你很快会找到编程的感觉,取其精华去其糟粕,久而久之会形成你独特的编程思想。当然,刚开始,看别人的程序源代码就像看天书一样,只要硬着头皮看,看到不懂的关键字和语句就翻书查阅、对照。只要能坚持下来,学习收获会事半功倍。 在实践过程中不仅要学会别人的例程,还要在别人的程序上改进和拓展,让程序产生更强大的功能。同时,还要懂得通过查阅芯片数据手册(DATASHEET)里有关芯片命令和数据的读写时序来核对别人例程的可靠性,如果你觉得例程不可靠就把它修改过来,成为是你自己的程序。不仅如此,自己应该经常找些项目来做,以巩固所学的知识和积累更多的经验。 第三步:单片机硬件设计 当编写自己的程序信手拈来、阅读别人的程序能够发现问题的时候,说明你的单片机编程水平相当不错了。接下来就应该研究的硬件了。硬件设计包括电路原理设计和PCB板设计。学习做硬件要比学习做软件麻烦,成本更高,周期更长。但是,学习单片机的最终目的是做产品开发----软件和硬件相结合形成完整的控制系统。所以,做硬件也是学习单片机技术的一个必学内容。 电路原理设计涉及到各种芯片的应用,而这些芯片外围电路的设计、典型应用电路和与单片机的连接等在芯片数据手册(DATASHEET)都能找到答案,前提是要看得懂全英文的数据手册。否则,照搬别人的设计永远落在别人的后面,你做的产品就没有创意。电子技术领域的第一手资料(DATASHEET)都是英文,从第一手资料里你所获得的知识可能是在教科书、网络文档和课外读物等所没有的知识。虽然有些资料也都是在DATASHEET的基础上撰写的,但内容不全面,甚至存在翻译上的遗漏和错误。当然,阅读DATASHEET需要具备一定的英文阅读能力,这也是阻碍单片机学习者晋级的绊脚石。良好的英文阅读能力能让你在单片机技术知识的海洋里自由遨游。 做PCB板就比较简单了。只要懂得使用Protel软件或 AltimDesigner软件就没问题了。但要想做的板子布局美观、布线合理还得费一番功夫了。娴熟的单片机C语言编程、会使用Protel软件或 AltimDesigner软件设计PCB板和具备一定的英文阅读能力,你就是一个遇强则强的单片机高手了。以上就是学好单片机的一些方法,希望能给大家帮助。

    时间:2020-05-13 关键词: 单片机 C语言 模拟电路

  • 射频电路设计实例以及一些经常遇见的问题

    射频电路设计实例以及一些经常遇见的问题

    射频电路设计很多人都会,那么你知道它的一些注意事项吗?在实际电路设计中,会遇到各种奇怪的问题,这就需要自己通过实践来积攒经验。真正实用的技巧是当这些准则和法则因各种设计约束而无法准确地实施时如何对它们进行折衷处理。当然,有许多重要的RF设计课题值得讨论,包括阻抗和阻抗匹配、绝缘层材料和层叠板以及波长和驻波等,在全面掌握各类设计原则前提下的仔细规划是一次性成功设计的保证。 一、RF电路设计的常见问题 1、数字电路模块和模拟电路模块之间的干扰 如果模拟电路(射频)和数字电路单独工作,可能各自工作良好。但是,一旦将二者放在同一块电路板上,使用同一个电源一起工作,整个系统很可能就不稳定。 这主要是因为数字信号频繁地在地和正电源(>3 V)之间摆动,而且周期特别短,常常是纳秒级的。由于较大的振幅和较短的切换时间。使得这些数字信号包含大量且独立于切换频率的高频成分。在模拟部分,从无线调谐回路传到无线设备接收部分的信号一般小于lμV。因此数字信号与射频信号之间的差别会达到120 dB。显然.如果不能使数字信号与射频信号很好地分离。微弱的射频信号可能遭到破坏,这样一来,无线设备工作性能就会恶化,甚至完全不能工作。 2、供电电源的噪声干扰 射频电路对于电源噪声相当敏感,尤其是对毛刺电压和其他高频谐波。微控制器会在每个内部时钟周期内短时间突然吸人大部分电流,这是由于现代微控制器都采用CMOS工艺制造。因此,假设一个微控制器以lMHz的内部时钟频率运行,它将以此频率从电源提取电流。如果不采取合适的电源去耦,必将引起电源线上的电压毛刺。如果这些电压毛刺到达电路RF部分的电源引脚,严重时可能导致工作失效。 3、不合理的地线 如果RF电路的地线处理不当,可能产生一些奇怪的现象。对于数字电路设计,即使没有地线层,大多数数字电路功能也表现良好。而在RF频段,即使一根很短的地线也会如电感器一样作用。粗略地计算,每毫米长度的电感量约为l nH,433 MHz时10 toni PCB线路的感抗约27Ω。如果不采用地线层,大多数地线将会较长,电路将无法具有设计的特性。 4、天线对其他模拟电路部分的辐射干扰 在PCB电路设计中,板上通常还有其他模拟电路。 例如,许多电路上都有模,数转换(ADC)或数/模转换器(DAC)。射频发送器的天线发出的高频信号可能会到达ADC的模拟淙攵恕R蛭 魏蔚缏废呗范伎赡苋缣煜咭谎⒊龌蚪邮誖F信号。如果ADC输入端的处理不合理,RF信号可能在ADC输入的ESD二极管内自激。从而引起ADC偏差。 二、五大经验总结 1、射频电路布局原则 在设计RF布局时,必须优先满足以下几个总原则: (1)尽可能地把高功率RF放大器(HPA)和低噪音放大器(LNA)隔离开来,简单地说,就是让高功率RF发射电路远离低功率RF接收电路; (2)确保PCB板上高功率区至少有一整块地,最好上面没有过孔,当然,铜箔面积越大越好; (3)电路和电源去耦同样也极为重要; (4)RF输出通常需要远离RF输入; (5)敏感的模拟信号应该尽可能远离高速数字信号和RF信; 2、物理分区、电气分区设计分区 可以分解为物理分区和电气分区。物理分区主要涉及元器件布局、朝向和屏蔽等问题;电气分区可以继续分解为电源分配、RF走线、敏感电路和信号以及接地等的分区。 1)我们讨论物理分区问题: 元器件布局是实现一个优秀RF设计的关键,最有效的技术是首先固定位于RF路径上的元器件,并调整其朝向以将RF路径的长度减到最小,使输入远离输出,并尽可能远地分离高功率电路和低功率电路。最有效的电路板堆叠方法是将主接地面(主地)安排在表层下的第二层,并尽可能将RF线走在表层上。将RF路径上的过孔尺寸减到最小不仅可以减少路径电感,而且还可以减少主地上的虚焊点,并可减少RF能量泄漏到层叠板内其他区域的机会。 在物理空间上,像多级放大器这样的线性电路通常足以将多个RF区之间相互隔离开来,但是双工器、混频器和中频放大器/混频器总是有多个RF/IF信号相互干扰,因此必须小心地将这一影响减到最小。 2)RF与IF走线应尽可能走十字交叉,并尽可能在它们之间隔一块地: 正确的RF路径对整块PCB板的性能而言非常重要,这也就是为什么元器件布局通常在手机PCB板设计中占大部分时间的原因。在手机PCB板设计上,通常可以将低噪音放大器电路放在PCB板的某一面,而高功率放大器放在另一面,并最终通过双工器把它们在同一面上连接到RF端和基带处理器端的天线上。 需要一些技巧来确保直通过孔不会把RF能量从板的一面传递到另一面,常用的技术是在两面都使用盲孔。可以通过将直通过孔安排在PCB板两面都不受RF干扰的区域来将直通过孔的不利影响减到最小。有时不太可能在多个电路块之间保证足够的隔离,在这种情况下就必须考虑采用金属屏蔽罩将射频能量屏蔽在RF区域内,金属屏蔽罩必须焊在地上,必须与元器件保持一个适当距离,因此需要占用宝贵的PCB板空间。 尽可能保证屏蔽罩的完整非常重要,进入金属屏蔽罩的数字信号线应该尽可能走内层,而且最好走线层的下面一层PCB是地层。RF信号线可以从金属屏蔽罩底部的小缺口和地缺口处的布线层上走出去,不过缺口处周围要尽可能地多布一些地,不同层上的地可通过多个过孔连在一起。 3)恰当和有效的芯片电源去耦也非常重要: 许多集成了线性线路的RF芯片对电源的噪音非常敏感,通常每个芯片都需要采用高达四个电容和一个隔离电感来确保滤除所有的电源噪音。一块集成电路或放大器常常带有一个开漏极输出,因此需要一个上拉电感来提供一个高阻抗RF负载和一个低阻抗直流电源,同样的原则也适用于对这一电感端的电源进行去耦。 有些芯片需要多个电源才能工作,因此你可能需要两到三套电容和电感来分别对它们进行去耦处理,电感极少并行靠在一起,因为这将形成一个空芯变压器并相互感应产生干扰信号,因此它们之间的距离至少要相当于其中一个器件的高度,或者成直角排列以将其互感减到最小。 4)电气分区原则大体上与物理分区相同,但还包含一些其它因素: 手机的某些部分采用不同工作电压,并借助软件对其进行控制,以延长电池工作寿命。这意味着手机需要运行多种电源,而这给隔离带来了更多的问题。电源通常从连接器引入,并立即进行去耦处理以滤除任何来自线路板外部的噪声,然后再经过一组开关或稳压器之后对其进行分配。 手机PCB板上大多数电路的直流电流都相当小,因此走线宽度通常不是问题,不过,必须为高功率放大器的电源单独走一条尽可能宽的大电流线,以将传输压降减到最低。 为了避免太多电流损耗,需要采用多个过孔来将电流从某一层传递到另一层。此外,如果不能在高功率放大器的电源引脚端对它进行充分的去耦,那么高功率噪声将会辐射到整块板上,并带来各种各样的问题。高功率放大器的接地相当关键,并经常需要为其设计一个金属屏蔽罩。在大多数情况下,同样关键的是确保RF输出远离RF输入。这也适用于放大器、缓冲器和滤波器。 在最坏情况下,如果放大器和缓冲器的输出以适当的相位和振幅反馈到它们的输入端,那么它们就有可能产生自激振荡。在最好情况下,它们将能在任何温度和电压条件下稳定地工作。 实际上,它们可能会变得不稳定,并将噪音和互调信号添加到RF信号上。如果射频信号线不得不从滤波器的输入端绕回输出端,这可能会严重损害滤波器的带通特性。为了使输入和输出得到良好的隔离,首先必须在滤波器周围布一圈地,其次滤波器下层区域也要布一块地,并与围绕滤波器的主地连接起来。把需要穿过滤波器的信号线尽可能远离滤波器引脚也是个好方法。 此外,整块板上各个地方的接地都要十分小心,否则会在引入一条耦合通道。有时可以选择走单端或平衡RF信号线,有关交叉干扰和EMC/EMI的原则在这里同样适用。平衡RF信号线如果走线正确的话,可以减少噪声和交叉干扰,但是它们的阻抗通常比较高,而且要保持一个合理的线宽以得到一个匹配信号源、走线和负载的阻抗,实际布线可能会有一些困难。 缓冲器可以用来提高隔离效果,因为它可把同一个信号分为两个部分,并用于驱动不同的电路,特别是本振可能需要缓冲器来驱动多个混频器。当混频器在RF频率处到达共模隔离状态时,它将无法正常工作。缓冲器可以很好地隔离不同频率处的阻抗变化,从而电路之间不会相互干扰。 缓冲器对设计的帮助很大,它们可以紧跟在需要被驱动电路的后面,从而使高功率输出走线非常短,由于缓冲器的输入信号电平比较低,因此它们不易对板上的其它电路造成干扰。压控振荡器(VCO)可将变化的电压转换为变化的频率,这一特性被用于高速频道切换,但它们同样也将控制电压上的微量噪声转换为微小的频率变化,而这就给RF信号增加了噪声。 5)要保证不增加噪声必须从以下几个方面考虑: 首先,控制线的期望频宽范围可能从DC直到2MHz,而通过滤波来去掉这么宽频带的噪声几乎是不可能的;其次,VCO控制线通常是一个控制频率的反馈回路的一部分,它在很多地方都有可能引入噪声。因此必须非常小心处理VCO控制线。要确保RF走线下层的地是实心的,而且所有的元器件都牢固地连到主地上,并与其它可能带来噪声的走线隔离开来。 此外,要确保VCO的电源已得到充分去耦,由于VCO的RF输出往往是一个相对较高的电平,VCO输出信号很容易干扰其它电路,因此必须对VCO加以特别注意。事实上,VCO往往布放在RF区域的末端,有时它还需要一个金属屏蔽罩。谐振电路(一个用于发射机,另一个用于接收机)与VCO有关,但也有它自己的特点。 简单地讲,谐振电路是一个带有容性二极管的并行谐振电路,它有助于设置VCO工作频率和将语音或数据调制到RF信号上。所有VCO的设计原则同样适用于谐振电路。由于谐振电路含有数量相当多的元器件、板上分布区域较宽以及通常运行在一个很高的RF频率下,因此谐振电路通常对噪声非常敏感。 信号通常排列在芯片的相邻脚上,但这些信号引脚又需要与相对较大的电感和电容配合才能工作,这反过来要求这些电感和电容的位置必须靠得很近,并连回到一个对噪声很敏感的控制环路上。要做到这点是不容易的。自动增益控制(AGC)放大器同样是一个容易出问题的地方,不管是发射还是接收电路都会有AGC放大器。AGC放大器通常能有效地滤掉噪声,不过由于手机具备处理发射和接收信号强度快速变化的能力。 因此要求AGC电路有一个相当宽的带宽,而这使某些关键电路上的AGC放大器很容易引入噪声。设计AGC线路必须遵守良好的模拟电路设计技术,而这跟很短的运放输入引脚和很短的反馈路径有关,这两处都必须远离RF、IF或高速数字信号走线。同样,良好的接地也必不可少,而且芯片的电源必须得到良好的去耦。如果必须要在输入或输出端走一根长线,那么最好是在输出端,通常输出端的阻抗要低得多,而且也不容易感应噪声。 通常信号电平越高,就越容易把噪声引入到其它电路。在所有PCB设计中,尽可能将数字电路远离模拟电路是一条总的原则,它同样也适用于RF PCB设计。 公共模拟地和用于屏蔽和隔开信号线的地通常是同等重要的,因此在设计早期阶段,仔细的计划、考虑周全的元器件布局和彻底的布局*估都非常重要,同样应使RF线路远离模拟线路和一些很关键的数字信号,所有的RF走线、焊盘和元件周围应尽可能多填接地铜皮,并尽可能与主地相连。 如果RF走线必须穿过信号线,那么尽量在它们之间沿着RF走线布一层与主地相连的地。如果不可能的话,一定要保证它们是十字交叉的,这可将容性耦合减到最小,同时尽可能在每根RF走线周围多布一些地,并把它们连到主地。此外,将并行RF走线之间的距离减到最小可以将感性耦合减到最小。一个实心的整块接地面直接放在表层下第一层时,隔离效果最好,尽管小心一点设计时其它的做法也管用。 在PCB板的每一层,应布上尽可能多的地,并把它们连到主地面。尽可能把走线靠在一起以增加内部信号层和电源分配层的地块数量,并适当调整走线以便你能将地连接过孔布置到表层上的隔离地块。应当避免在PCB各层上生成游离地,因为它们会像一个小天线那样拾取或注入噪音。在大多数情况下,如果你不能把它们连到主地,那么你最好把它们去掉。 3、在手机PCB板设计时,应注意几个方面 1)电源、地线的处理: 既使在整个PCB板中的布线完成得都很好,但由于电源、 地线的考虑不周到而引起的干扰,会使产品的性能下降,有时甚至影响到产品的成功率。所以对电、地线的布线要认真对待,把电、地线所产生的噪音干扰降到最低限度,以保证产品的质量。对每个从事电子产品设计的工程人员来说都明白地线与电源线之间噪音所产生的原因,现只对降低式抑制噪音作以表述: (1)、众所周知的是在电源、地线之间加上去耦电容。 (2)、尽量加宽电源、地线宽度,最好是地线比电源线宽,它们的关系是:地线>电源线>信号线,通常信号线宽为:0.2~0.3mm,最经细宽度可达0.05~0.07mm,电源线为1.2~2.5 mm。对数字电路的PCB可用宽的地导线组成一个回路, 即构成一个地网来使用(模拟电路的地不能这样使用) (3)、用大面积铜层作地线用,在印制板上把没被用上的地方都与地相连接作为地线用。或是做成多层板,电源,地线各占用一层。 2)数字电路与模拟电路的共地处理 现在有许多PCB不再是单一功能电路(数字或模拟电路),而是由数字电路和模拟电路混合构成的。因此在布线时就需要考虑它们之间互相干扰问题,特别是地线上的噪音干扰。数字电路的频率高,模拟电路的敏感度强,对信号线来说,高频的信号线尽可能远离敏感的模拟电路器件,对地线来说,整人PCB对外界只有一个结点。 所以必须在PCB内部进行处理数、模共地的问题,而在板内部数字地和模拟地实际上是分开的它们之间互不相连,只是在PCB与外界连接的接口处(如插头等)。数字地与模拟地有一点短接,请注意,只有一个连接点。也有在PCB上不共地的,这由系统设计来决定。 3)信号线布在电(地)层上 在多层印制板布线时,由于在信号线层没有布完的线剩下已经不多,再多加层数就会造成浪费也会给生产增加一定的工作量,成本也相应增加了。为解决这个矛盾,可以考虑在电(地)层上进行布线。首先应考虑用电源层,其次才是地层。因为最好是保留地层的完整性。 4)大面积导体中连接腿的处理 在大面积的接地(电)中,常用元器件的腿与其连接,对连接腿的处理需要进行综合的考虑,就电气性能而言,元件腿的焊盘与铜面满接为好,但对元件的焊接装配就存在一些不良隐患如:①焊接需要大功率加热器;②容易造成虚焊点。所以兼顾电气性能与工艺需要,做成十字花焊盘,称之为热隔离(heat shield)俗称热焊盘(Thermal),这样,可使在焊接时因截面过分散热而产生虚焊点的可能性大大减少。多层板的接电(地)层腿的处理相同。 5)布线中网络系统的作用 在许多CAD系统中,布线是依据网络系统决定的。网格过密,通路虽然有所增加,但步进太小,图场的数据量过大,这必然对设备的存贮空间有更高的要求,同时也对象计算机类电子产品的运算速度有极大的影响。而有些通路是无效的,如被元件腿的焊盘占用的或被安装孔、定们孔所占用的等。网格过疏,通路太少对布通率的影响极大。所以要有一个疏密合理的网格系统来支持布线的进行。 标准元器件两腿之间的距离为0.1英寸(2.54mm),所以网格系统的基础一般就定为0.1英寸(2.54 mm)或小于0.1英寸的整倍数,如:0.05英寸、0.025英寸、0.02英寸等。 4、高频PCB设计技巧和方法 (1)传输线拐角要采用45°角,以降低回损。 (2)要采用绝缘常数值按层次严格受控的高性能绝缘电路板。这种方法有利于对绝缘材料与邻近布线之间的电磁场进行有效管理。 (3)要完善有关高精度蚀刻的PCB设计规范。要考虑规定线宽总误差为+/-0.0007英寸、对布线形状的下切(undercut)和横断面进行管理并指定布线侧壁电镀条件。对布线(导线)几何形状和涂层表面进行总体管理,对解决与微波频率相关的趋肤效应问题及实现这些规范相当重要。 (4)突出引线存在抽头电感,要避免使用有引线的组件。高频环境下,最好使用表面安装组件。 (5)对信号过孔而言,要避免在敏感板上使用过孔加工(pth)工艺,因为该工艺会导致过孔处产生引线电感。 (6)要提供丰富的接地层。要采用模压孔将这些接地层连接起来防止3维电磁场对电路板的影响。 (7)要选择非电解镀镍或浸镀金工艺,不要采用HASL法进行电镀。 (8)阻焊层可防止焊锡膏的流动。但是,由于厚度不确定性和绝缘性能的未知性,整个板表面都覆盖阻焊材料将会导致微带设计中的电磁能量的较大变化。一般采用焊坝(solder dam)来作阻焊层的电磁场。 这种情况下,我们管理着微带到同轴电缆之间的转换。在同轴电缆中,地线层是环形交织的,并且间隔均匀。在微带中,接地层在有源线之下。这就引入了某些边缘效应,需在设计时了解、预测并加以考虑。当然,这种不匹配也会导致回损,必须最大程度减小这种不匹配以避免产生噪音和信号干扰。 5、电磁兼容性设计 电磁兼容性是指电子设备在各种电磁环境中仍能够协调、有效地进行工作的能力。电磁兼容性设计的目的是使电子设备既能抑制各种外来的干扰,使电子设备在特定的电磁环境中能够正常工作,同时又能减少电子设备本身对其它电子设备的电磁干扰。 1)选择合理的导线宽度:由于瞬变电流在印制线条上所产生的冲击干扰主要是由印制导线的电感成分造成的,因此应尽量减小印制导线的电感量。印制导线的电感量与其长度成正比,与其宽度成反比,因而短而精的导线对抑制干扰是有利的。时钟引线、行驱动器或总线驱动器的信号线常常载有大的瞬变电流,印制导线要尽可能地短。对于分立元件电路,印制导线宽度在1.5mm左右时,即可完全满足要求;对于集成电路,印制导线宽度可在0.2~1.0mm之间选择。 2)采用正确的布线策略:采用平等走线可以减少导线电感,但导线之间的互感和分布电容增加,如果布局允许,最好采用井字形网状布线结构,具体做法是印制板的一面横向布线,另一面纵向布线,然后在交叉孔处用金属化孔相连。 3)为了抑制印制板导线之间的串扰,在设计布线时应尽量避免长距离的平等走线:尽可能拉开线与线之间的距离,信号线与地线及电源线尽可能不交叉。在一些对干扰十分敏感的信号线之间设置一根接地的印制线,可以有效地抑制串扰。 4)为了避免高频信号通过印制导线时产生的电磁辐射,在印制电路板布线时,还应注意以下几点: (1)尽量减少印制导线的不连续性,例如导线宽度不要突变,导线的拐角应大于90度禁止环状走线等。 (2)时钟信号引线最容易产生电磁辐射干扰,走线时应与地线回路相靠近,驱动器应紧挨着连接器。 (3)总线驱动器应紧挨其欲驱动的总线。对于那些离开印制电路板的引线,驱动器应紧紧挨着连接器。 (4)数据总线的布线应每两根信号线之间夹一根信号地线。最好是紧紧挨着最不重要的地址引线放置地回路,因为后者常载有高频电流。 (5)在印制板布置高速、中速和低速逻辑电路时,应按照图1的方式排列器件。 5)抑制反射干扰 为了抑制出现在印制线条终端的反射干扰,除了特殊需要之外,应尽可能缩短印制线的长度和采用慢速电路。必要时可加终端匹配,即在传输线的末端对地和电源端各加接一个相同阻值的匹配电阻。根据经验,对一般速度较快的TTL电路,其印制线条长于10cm以上时就应采用终端匹配措施。匹配电阻的阻值应根据集成电路的输出驱动电流及吸收电流的最大值来决定。 6)电路板设计过程中采用差分信号线布线策略 布线非常靠近的差分信号对相互之间也会互相紧密耦合,这种互相之间的耦合会减小EMI发射,通常(当然也有一些例外)差分信号也是高速信号,所以高速设计规则通常也都适用于差分信号的布线,特别是设计传输线的信号线时更是如此。这就意味着我们必须非常谨慎地设计信号线的布线,以确保信号线的特征阻抗沿信号线各处连续并且保持一个常数。 在差分线对的布局布线过程中,我们希望差分线对中的两个PCB线完全一致。 这就意味着,在实际应用中应该尽最大的努力来确保差分线对中的PCB线具有完全一样的阻抗并且布线的长度也完全一致。差分PCB线通常总是成对布线,而且它们之间的距离沿线对的方向在任意位置都保持为一个常数不变。通常情况下,差分线对的布局布线总是尽可能地靠近。以上就是射频电路设计的一些注意事项,希望能给大家帮助。

    时间:2020-04-26 关键词: 数字电路 电磁兼容 模拟电路

  • 模电设计中的一些注意事项

    模电设计中的一些注意事项

    科技的发展推动了模拟电路的不断更新,设计工程师聊到模拟电路,第一反应就是设计部分让人头大。尽管数字电路和模拟电路不断的跟随科技的步伐发展,但是对于设计工程师而言,还是不能逃脱设计模拟电路的出路。下面是网友总结关于模拟电路设计需要注意的事项,希望能对大家有所帮助~ (1)为了获得具有良好稳定性的反馈电路,通常要求在反馈环外面使用一个小电阻或扼流圈给容性负载提供一个缓冲。 (2)积分反馈电路通常需要一个小电阻(约560欧)与一个大于10pF的积分电容串联。 (3)在反馈环外不要使用主动电路进行滤波或控制EMC的RF带宽,而只能使用被动元件(最好为RC电路)。仅仅在运放的开环增益比闭环增益大的频率下,积分反馈方法才有效。在更高的频率下,积分电路不能控制频率响应。 (4)为了获得一个稳定的线性电路,所有连接必须使用被动滤波器或其他抑制方法(如光电隔离)进行保护。 (5)使用EMC滤波器,并且与IC相关的滤波器都应该和本地的0V参考平面连接。 (6)在外部电缆的连接处应该放置输入输出滤波器;在未屏蔽系统内部的任何导线连接处都需要滤波,因为存在天线效应。另外,在具有数字信号处理或开关模式的变换器的屏蔽系统内部的导线连接处也需要滤波。 (7)模拟IC中的电源和地参考引脚需要高质量的RF去耦,这一点与数字IC一样。但是模拟IC通常需要低频的电源去耦,因为模拟元件的电源噪声抑制比(PSRR)在高于1KHz后增加很少。在每个运放、比较器和数据转换器的模拟电源走线上都应该使用RC或LC滤波。电源滤波器的拐角频率应该对器件的PSRR拐角频率和斜率进行补偿,从而在整个工作频率范围内获得所期望的PSRR。 (8)对于高速模拟信号,根据其连接长度和通信的最高频率,传输线技术是必需的。即使是低频信号,使用传输线技术也可以改善其抗干扰性,但是传输线如果未正确匹配,将会产生天线效应。 (9)避免使用高阻抗的输入或输出,它们对于电场非常敏感。 (10)由于大部分辐射是由共模电压和电流产生的,并且因为大部分环境的电磁干扰都是共模问题产生的,因此在模拟电路中使用平衡的发送和接收(差分模式)技术可以得到很好的 EMC 效果,而且可以减少串扰。平衡电路(差分电路)驱动不会使用0V参考系统作为返回电流回路,因此可以避免大的电流环路,从而减少RF辐射。 (11)比较器必须具有滞后(正反馈),以防止因为噪声和干扰而产生错误的输出变换,也可以防止在断路点产生振荡。不要使用比所需速度更快的比较器(将dV/dt保持在满足要求的范围内,尽可能低)。 (12)有些模拟IC本身对射频场特别敏感,因此常常需要使用一个安装在PCB上,并且与 PCB 的地平面相连接的小金属屏蔽盒,来对这样的模拟元件进行屏蔽。注意,一定要保证其散热条件。以上就是模拟电路设计中的一些方案,希望更多的来来加以交流。

    时间:2020-03-24 关键词: 数字电路 设计 模拟电路

  • 什么是集成运算放大器? 如何正确使用?

    集成运算放大器(Integrated Operational Amplifier)简称集成运放,是由多级直接耦合放大电路组成的高增益模拟集成电路。 自从1964年美国仙童公司研制出第一个单片集成运算放大器μA702以来,集成运算放大器得到了广泛的应用,它已成为线性集成电路中品种和数量最多的一类。 国标统一命名法规定,集成运算放大器各个品种的型号有字母和阿拉伯数字两大部分组成。字母在首部,统一采用CF两个字母,C表示国标,F表示线性放大器,其后的数字表示集成运算放大器的类型。 它的增益高(可达60~180dB),输入电阻大(几十千欧至百万兆欧),输出电阻低(几十欧),共模抑制比高(60~170dB),失调与飘移小,而且还具有输入电压为零时输出电压亦为零的特点,适用于正,负两种极性信号的输入和输出。 模拟集成电路一般是由一块厚约0.2~0.25mm的P型硅片制成,这种硅片是集成电路的基片。基片上可以做出包含有数十个或更多的BJT或FET、电阻和连接导线的电路。 运算放大器除具有+、-输入端和输出端外,还有+、-电源供电端、外接补偿电路端、调零端、相位补偿端、公共接地端及其他附加端等。它的闭环放大倍数取决于外接反馈电阻,这给使用带来很大方便 [1] 。 集成运算放大器是一种具有高电压放大倍数的直接耦合放大器,主要由输入、中间、输出三部分组成。输入部分是差动放大电路,有同相和反相两个输入端;前者的电压变化和输出端的电压变化方向一致,后者则相反。中间部分提供高电压放大倍数,经输出部分传到负载。它的引出端子和功能如图所示。其中调零端外接电位器,用来调节使输入端对地电压为零(或某一预定值)时,输出端对地电压也为零(或另一个预定值)。补偿端外接电容器或阻容电路,以防止工作时产生自激振荡(有些集成运算放大器不需要调零或补偿)。供电电源通常接成对地为正或对地为负的形式,而以地作为输入、输出和电源的公共端。 表征集成运算放大器性能的参数有30多个,常用的有以下10种。 1、开环差模电压放大倍数:简称开环增益,表示运算放大器本身的放大能力。一般为50 000~200 000倍。 2、输入失调电压:表示静态时输出端电压偏离预定值的程度。一般为2~10mV(折合到输入端)。 3、单位增益带宽:表示差模电压放大倍数下降到1时的频率。一般在1MHz左右。 4、转换速率(又称压摆率):表示运算放大器对突变信号的适应能力。一般在0.5V/μs左右。 5、输出电压和电流:表示运放的输出能力。一般输出电压峰值至峰值要比电源电压低1~3V,短路电流在25mA左右。 6、静态功耗:表示无信号条件下运放的耗电程度。当电源电压为±15V时,静态功耗双极型晶体管一般为50~100mW,场效应管一般为1mW。 7、输入失调电压温度系数:表示温度变化对失调电压的影响。一般为3~5μV/℃(折合到输入端)。 8、输入偏置电流:表示输入端向外界索取电流的程度。双极型晶体管一般为80~500nA,场效应管一般为1nA。 9、输入失调电流:表示流经两个输入端电流的差别。双极型晶体管一般为20~200nA,场效应管一般小于1nA。 10、共模抑制比:表示运放对差模信号的放大倍数和对共模信号放大倍数之比。一般为70~90dB [2] 。 按照集成运算放大器的参数分类 1、通用型运算放大器 通用型运算放大器就是以通用为目的而设计的。这类器件的主要特点是价格低廉、产品量大面广,其性能指标能适合于一般性使用。例mA741(单运放)、LM358(双运放)、LM324(四运放)及以场效应管为输入级的LF356 都属于此种。它们是应用最为广泛的集成运算放大器。 2、高阻型运算放大器 这类集成运算放大器的特点是差模输入阻抗非常高,输入偏置电流非常小,一般rid>(109~1012)W,IIB 为几皮安到几十皮安。实现这些指标的主要措施是利用场效应管高输入阻抗的特点,用场效应管组成运算放大器的差分输入级。用FET 作输入级,不仅输入阻抗高,输入偏置电流低,而且具有高速、宽带和低噪声等优点,但输入失调电压较大。常见的集成器件有LF356、LF355、LF347(四运放)及更高输入阻抗的CA3130、CA3140等。 3、低温漂型运算放大器 在精密仪器、弱信号检测等自动控制仪表中,总是希望运算放大器的失调电压要小且不随温度的变化而变化。低温漂型运算放大器就是为此而设计的。常用的高精度、低温漂运算放大器有OP-07、OP-27、AD508及由MOSFET 组成的斩波稳零型低漂移器件ICL7650 等。 4、高速型运算放大器 在快速A/D 和D/A 转换器、视频放大器中,要求集成运算放大器的转换速率SR 一定要高,单位增益带宽BWG一定要足够大,像通用型集成运放是不能适合于高速应用的场合的。高速型运算放大器主要特点是具有高的转换速率和宽的频率响应。常见的运放有LM318、mA715 等,其SR=50~70V/ms,BWG>20MHz。 5、低功耗型运算放大器 由于电子电路集成化的最大优点是能使复杂电路小型轻便,所以随着便携式仪器应用范围的扩大,必须使用低电源电压供电、低功率消耗的运算放大器相适用。常用的运算放大器有TL-022C、TL-060C 等,其工作电压为±2V~±18V,消耗电流为50~250mA。有的功耗已达微瓦级,例如ICL7600 的供电电源为1.5V,功耗为10mW,可采用单节电池供电。 6、高压大功率型运算放大器 运算放大器的输出电压主要受供电电源的限制。在普通的运算放大器中,输出电压的最大值一般仅几十伏,输出电流仅几十毫安。若要提高输出电压或增大输出电流,集成运放外部必须要加辅助电路。高压大电流集成运算放大器外部不需附加任何电路,即可输出高电压和大电流。例如D41集成运放的电源电压可达±150V,uA791集成运放的输出电流可达1A。 按外型的封装样式分类 扁平式(即SSOP) 封装的芯片引脚之间距离很小,管脚很细,一般大规模或超大型集成电路都采用这种封装形式,其引脚数一般在100个以上。用这种形式封装的芯片必须采用SMD(表面安装设备技术)将芯片与主板焊接起来。采用S MD安装的芯片不必在主板上打孔,一般在主板表面上有设计好的相应管脚的焊点。将芯片各脚对准相应的焊点,即可实现与主板的焊接。用这种方法焊上去的芯片,如果不用专用工具是很难拆卸下来的。 PFP(Plastic Flat Package)方式封装的芯片与QFP方式基本相同。唯一的区别是QFP一般为正方形,而PFP既可以是正方形,也可以是长方形。   扁平式 单列直插式(即SIP) 最适合焊接,DIY友的最爱,因为这种封装的管脚很长,很适合DIY焊接,且比较坚固,不易损坏。   单列直插式 双列直插式(即DIP) 应用最广泛、最多的封装形式。 绝大多数中小规模集成电路(IC)均采用这种封装形式,其引脚数一般不超过100个。采用DIP封装的CPU芯片有两排引脚,需要插入到具有DIP结构的芯片插座上。当然,也可以直接插在有相同焊孔数和几何排列的电路板上进行焊接。DIP封装的芯片在从芯片插座上插拔时应特别小心,以免损坏引脚。 使用DIP外型的以下好处: 1、适合在PCB(印刷电路板)上穿孔焊接,操作方便。 2、芯片面积与封装面积之间的比值较大,故体积也较大。 Intel系列CPU中8088就采用这种封装形式,缓存(Cache)和早期的内存芯片也是这种封装形式 [3] 。   双列直插式 1、集成运放的电源供给方式 集成运放有两个电源接线端+VCC和-VEE,但有不同的电源供给方式。对于不同的电源供给方式,对输入信号的要求是不同的。 (1)对称双电源供电方式 运算放大器多采用这种方式供电。相对于公共端(地)的正电源(+E)与负电源(-E)分别接于运放的+VCC和-VEE管脚上。在这种方式下,可把信号源直接接到运放的输入脚上,而输出电压的振幅可达正负对称电源电压。 (2)单电源供电方式 单电源供电是将运放的-VEE管脚连接到地上。此时为了保证运放内部单元电路具有合适的静态工作点,在运放输入端一定要加入一直流电位。此时运放的输出是在某一直流电位基础上随输入信号变化。对于交流放大器,静态时,运算放大器的输出电压近似为VCC/2,为了隔离掉输出中的直流成分接入电容C3。 2、集成运放的调零问题 由于集成运放的输入失调电压和输入失调电流的影响,当运算放大器组成的线性电路输入信号为零时,输出往往不等于零。为了提高电路的运算精度,要求对失调电压和失调电流造成的误差进行补偿,这就是运算放大器的调零。常用的调零方法有内部调零和外部调零,而对于没有内部调零端子的集成运放,要采用外部调零方法。 应从实际需要出发,不要盲目追求指标的先进性。 1、如无特殊要求,尽量选通用型和多运放; 2、要注意手册中给出的参数是在某一个特定条件下得出的,如条件改变,有些参数也要随着改变; 3、在实验阶段和工作环境复杂的场合,尽量选带有过压、过流、过热保护的型号

    时间:2019-10-21 关键词: 集成电路 模拟电路 集成运算放大器

  • 怎样布线使电路板信号完整

    电路板信号完整性有什么布线的技巧 在PCB的布线设计过程中,工程师需要遵循的原则主要有以下几点: 首先,在布线的过程中设计人员应当尽可能地减少高速电路器件管脚间引线的弯折,采用45?折线,减少高频信号对外的反射和相互间的耦合。 其次,在进行PCB板的布线操作时,设计人员尽可能地缩短高频电路器件管脚间的引线以及管脚间引线的层间交替。高频数字信号走线应尽可能远离模拟电路和控制电路。 除了上面提到的几点PCB布线的注意事项之外,在对待差分信号的问题上,工程师也是需要谨慎处理的。因为差分信号幅度相等且方向相等,所以两条信号线产生的磁场是彼此互相抵消的,因此能有效降低EMI。差分线的间距往往会导致差分阻抗的变化,差分阻抗的不一致将严重影响信号完整性,所以,在实际差分布线时,差分信号的两条信号线相互间长度差必须控制在信号上升沿时间的电气长度的20%以内。如果条件允许,差分走线必须满足背靠背原则,且在同一布线层内。而在差分布线的线间距设置上,工程师需要确保其至少大于等于1倍以上线宽。而差分走线与其他信号线间间距应大于三倍的线宽。

    时间:2019-09-04 关键词: 控制电路 模拟电路 电源其他电源电路

  • 你了解什么是真正的数字电路吗?

    数字电路的发展与模拟电路一样经历了由电子管、半导体分立器件到集成电路等几个时代。但其发展比模拟电路发展的更快。从60年代开始,数字集成器件以双极型工艺制成了小规模逻辑器件。随后发展到中规模逻辑器件;70年代末,微处理器的出现,使数字集成电路的性能产生质的飞跃。 数字集成器件所用的材料以硅材料为主,在高速电路中,也使用化合物半导体材料,例如砷化镓等。 逻辑门是数字电路中一种重要的逻辑单元电路 。TTL逻辑门电路问世较早,其工艺经过不断改进,至今仍为主要的基本逻辑器件之一。随着CMOS工艺的发展,TTL的主导地位受到了动摇,有被CMOS器件所取代的趋势。 近几年来,可编程逻辑器件PLD特别是现场可编程门阵列FPGA的飞速进步,使数字电子技术开创了新局面,不仅规模大,而且将硬件与软件相结合,使器件的功能更加完善,使用更灵活。       数字电路或数字集成电路是由许多的逻辑门组成的复杂电路。与模拟电路相比,它主要进行数字信号的处理(即信号以0与1两个状态表示),因此抗干扰能力较强。数字集成电路有各种门电路、触发器以及由它们构成的各种组合逻辑电路和时序逻辑电路。一个数字系统一般由控制部件和运算部件组成,在时脉的驱动下,控制部件控制运算部件完成所要执行的动作。通过模拟数字转换器、数字模拟转换器,数字电路可以和模拟电路互相连接。 用数字信号完成对数字量进行算术运算和逻辑运算的电路称为数字电路,或数字系统。由于它具有逻辑运算和逻辑处理功能,所以又称数字逻辑电路。现代的数字电路由半导体工艺制成的若干数字集成器件构造而成。逻辑门是数字逻辑电路的基本单元。存储器是用来存储二进制数据的数字电路。从整体上看,数字电路可以分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两大类。 特点 1、 同时具有算术运算和逻辑运算功能 数字电路是以二进制逻辑代数为数学基础,使用二进制数字信号,既能进行算术运算又能方便地进行逻辑运算(与、或、非、判断、比较、处理等),因此极其适合于运算、比较、存储、传输、控制、决策等应用。 2、 实现简单,系统可靠 以二进制作为基础的数字逻辑电路,可靠性较强。电源电压的小的波动对其没有影响,温度和工艺偏差对其工作的可靠性影响也比模拟电路小得多。 3、 集成度高,功能实现容易 集成度高,体积小,功耗低是数字电路突出的优点之一。电路的设计、维修、维护灵活方便,随着集成电路技术的高速发展,数字逻辑电路的集成度越来越高,集成电路块的功能随着小规模集成电路(SSI)、中规模集成电路(MSI)、大规模集成电路(LSI)、超大规模集成电路(VLSI)的发展也从元件级、器件级、部件级、板卡级上升到系统级。电路的设计组成只需采用一些标准的集成电路块单元连接而成。对于非标准的特殊电路还可以使用可编程序逻辑阵列电路,通过编程的方法实现任意的逻辑功能。 数字电路与数字电子技术广泛的应用于电视、雷达、通信、电子计算机、自动控制、航天等科学技术领域。 数字电路的分类: 包括数字脉冲电路和数字逻辑电路。 前者研究脉冲的产生、变换和测量;后者对数字信号进行算术运算和逻辑运算。 数字电路的划分: 1.按功能分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两大类。 前者在任何时刻的输出,仅取决于电路此刻的输入状态,而与电路过去的状态无关,它们不具有记忆功能。常用的组合逻辑器件有加法器、译码器、数据选择器等。 后者在任何时候的输出,不仅取决于电路此刻的输入状态,而且与电路过去的状态有关,它们具有记忆功能。 2.按结构分为分立元件电路和集成电路。 前者是将独立的晶体管、电阻等元器件用导线连接起来的电路。 后者将元器件及导线制作在半导体硅片上,封装在一个壳体内,并焊出引线的电路。集成电路的集成度是不同的。

    时间:2019-07-15 关键词: 分类 数字电路 模拟电路

  • 什么是模拟电路?为什么要学习模拟电路呢?

    模拟电路是指用来对模拟信号进行传输、变换、处理、放大、测量和显示等工作的电路。模拟信号是指连续变化的电信号。模拟电路是电子电路的基础,它主要包括放大电路、信号运算和处理电路、振荡电路、调制和解调电路及电源等。 1、函数的取值为无限多个;   模拟电路 2、当图像信息和声音信息改变时,信号的波形也改变,即模拟信号待传播的信息包含在它的波形之中(信息变化规律直接反映在模拟信号的幅度、频率和相位的变化上)。 3.初级模拟电路主要解决两个大的方面:1放大、2信号源。 4、模拟信号具有连续性。 为什么要学习模拟电路呢? 一、起因 转眼大学毕业4年多了,一直从事消费电子行业。虽然做的还算比较前沿的东西,但是还是喜欢自己捣鼓点东西(简单一点的东西),这不,就重新学习模拟电子技术。以后就在这里记录学习成长的过程吧,给自己一点时间,看自己能走多远。 二、参考方向 1.电流 习惯上规定正电荷的运动方向为电流实际方向,后续在电路分析方法经常要选择参考方向(戴维南网孔,支流分析)   电流方向和参考方向一致,i>0,与参考方向相反则i<0. 2.电压 电压的实际方向是正电荷在电场中的受电场力作用移动方向。选择参考点后,后面就不不要更改了,   参考方向时可以任意选定的,任意选定一个点即行为“+”,那么另一点的极性为“-”,这就是参考极性,则从“+”到“-”的方向即为电压参考方向,后续用基尔霍夫电压定律(KVL)时,有很大用处。 如上图中的(a)参考方向和实际方向一致,则是关联参考方向,(b)由电流方向可以看出实际电源极性是由右向左的,但是我们选择的方向是左向右,那么这个就是负电压了。 三、 电阻电流的把戏 1.电阻串、并联 电阻串联电阻 R=R1+R2,并联电阻R=(R1xR2)/(R1+R2),太小儿科了吧,请自己记住它,这将会后续学习的基础。 2.电阻电路等效化简(星型连接和三角形连接) 好吧,上面电阻串并联也是简化的一种,这里重点介绍星型网络和三角形连接网络的电阻。下图左侧是Y电路,右侧是三角形电路   一上来看到这样的连接,我是一脸懵逼,但不用证明,只需要记住公式公式即可: 左右两个电路是可以等效转换的,所谓等效即为:左右各个端点的电压和电流是一样的,如果他们等效的话则有: 【1】(Y电路转换成三角形) R12 = (R1R3 + R2R3 + R3R1) / R3 R23 = (R1R3 + R2R3 + R3R1) / R1 R31 = (R1R3 + R2R3 + R3R1) / R2 【2】(三角形转换成Y电路) R1 = R12R31 /(R12+R23+R31) R2 = R12R23 /(R12+R23+R31) R3 = R31R23 /(R12+R23+R31) 【3】小试牛刀 下图中实线标注的是一种三角变换方法(一看数字利于计算),我的方法是图中虚线标注出来的,按着上面的公司计算吧(如果有电压的话,可以计算出每个点的电压)   我的解答:   四、 电压源和电流源 1.了解 分析电路时,会遇到电压源和电流源。电压源与二端元件并联,可以等效为电压源。等效电路如下图所示:   电流源与二端元件串联,可以等效为电流源,可以忽略这个电阻,等效电路如下所示:   2.电压源和电流源等效转换 如果说两种电路等效的话,那么对外部提供的电压和电流不变化,即下图中的ab口的电压和电流保持不变   上图中的Is 为电源短路电流Rs为内阻。如果想让它俩等效,则: Is = Us/Rs Rs = Rs' 这在后面电路分析时,用到的特别多,掌握吧。 五、基尔霍夫定律 需要了解到4个概念 1.基础概念   【1】支路:流过同一电流的分支,由若干元件串联(图中abc,ad等) 【2】结点:3条或3条以上支路的连接点交结点(图中a,d,c,e) 【3】回路:电路中任一闭合的路径叫回路(abcea,adea等) 【4】网孔:回路中不再含有其它支路,可以看成洞(adea等有3个洞) 2.基尔霍夫电压定律(KVL) 任意瞬间任一闭合回路绕行一周的电压降代数和恒为0,这里在实际应用中,会用到前面写的参考方向的问题,要特别注意。 3.基尔霍夫电流定律(KCL) 任一瞬间,流入任一结点的电流之和恒等于流出该结点的电流之和。即入 = 出

    时间:2019-07-07 关键词: 振荡电路 模拟电路 电信号

  • 模拟电路学习笔记

    1、  同相放大电路加在两输入端的电压大小接近相等2、  反相放大电路的重要特征是“虚地”的概念3、  PN结具有一种很好的数学模型:开关模型à二极管诞生了à再来一个PN结,三极管诞生了4、  高频电路中,必须考虑PN结电容的影响(正向偏置为扩散电容,反相偏置为势垒电容)5、  点接触型二极管适用于整流,面接触型二极管适用于高频电路6、  硅管正向导通压降0.7V,锗管为0.2V7、  齐纳二极管(稳压管)工作于反向击穿状态8、  肖特基二极管(Schottky,SBD)适用于高频开关电路,正向压降和反相压降都很低(0.2V)但是反向击穿电压较低,漏电流也较大9、  光电二极管(将光信号转为电信号)10、             二极管的主要参数:最大整流电流,最大反相电压,漏电流11、             三极管有发射极(浓度最高12、             发射极正偏,集电极反偏是让BJT工作在放大工作状态下的前提条件。三种连接方式:共基极,共发射极(最多,因为电流,电压,功率均可以放大),共集电极。判别三种组态的方法:共发射极,由基极输入,集电极输出;共集电极,由基极输入,发射极输出;共基极,由发射极输入,集电极输出。13、             三极管主要参数:电流放大系数β,极间反向电流,(集电极最大允许电流,集电极最大允许耗散功率,反向击穿电压=3个重要极限参数决定BJT工作在安全区域)14、             三极管数学模型:单管电流放大15、             射极偏置电路:用于消除温度对静态工作点的影响(双电源更好)16、             三种BJT放大电路比较:共射级放大电路,电流、电压均可以放大。共集电极放大电路:只放大电流,跟随电压,输入R大,输出R小,用作输入级,输出级。共基极放大电路:只放大电压,跟随电流,高频特性好17、             去耦电容:输出信号电容接地,滤掉信号的高频杂波。旁路电容:输入信号电容接地,滤掉信号的高频杂波。交流信号针对这两种电容处理为短路18、             BJT是一种电流控制电流型器件(双极型),FET是一中电压控制电流器件(单极型)19、             主流是从发射极到集电极的IC,偏流就是从发射极到基极的Ib。相对与主电路而言,为基极提供电流的电路就是所谓的偏置电路。20、             场效应管三个铝电极:栅极g,源极s,漏极d。分别对应三极管的基极b,发射极e,集电极c。21、             增强型FET必须依靠栅源电压Vgs才能起作用(开启电压Vt),耗尽型FET则不需要栅源电压,在正的Vds作用下,就有较大的漏极电流流向源极(如果加负的Vgs,那么可能出现夹断,此时的电压成为夹断电压Vp***重要特性***:可以在正负的栅源电压下工作)22、             N沟道的MOS管需要正的Vds(相当于三极管加在集电极的Vcc)和正的Vt(相当于三极管基极和发射极的Vbe),而P沟道的MOS管需要负的Vds和负的Vt23、             MOSFET主要参数:开启电压Vt,夹断电压Vp。极限参数:最大漏极电流Idm,最大耗散功率Pdm24、             MOSFET三种放大电路:共源极放大电路(共射极),共漏极放大电路(共集电极),共栅极放大电路(共基极)25、             差分式放大电路:差模信号:两输入信号之差。共模信号:两输入信号之和除以2。由此:用差模与共模的定义表示两输入信号可得到一个重要的数学模型:任意一个输入信号=共模信号±差模信号/226、             差分式放大电路只放大差模信号,抑制共模信号。利用这个特性,可以很好的抑制温度等外界因素的变化对电路性能的影响。具体的性能指标:共模抑制比Kcmr27、             集成运放的温度漂移是漂移的主要来源28、             集成运放的参数:最大输出电流,最大输出电压29、             VCC是电路的供电电压, VDD是芯片的工作电压30、             放大电路的干扰:1、将电源远离放大电路2、输入级屏蔽3、直流电源电压波动(采用稳压电源,输入和输出加上滤波电容)31、             负反馈放大电路的四种组态:电压串联负反馈(稳定输出电压),电压并联负反馈,电流串联负反馈(稳定输出电流),电流并联负反馈32、             电压、电流反馈判定方法:输出短路法,设RL = 0,如果反馈信号不存在,为电压反馈,反之,则为电流反馈。33、             串联、并联反馈的判定方法:反馈信号与输入信号的求和方式,若为电压形式,则为串联反馈,若为电流形式,则为并联反馈34、             功率放大电路的类别:甲类(全部)、甲乙类(50%以上)、乙类(50%)(按照输入信号在整个周期流经器件大于0的百分比)35、             RC振荡电路适用于低频,LC振荡电路适用于高频电路36、             电压比较器,时滞比较器,集成电压比较器,方波产生电路,锯齿波产生电路37、             直流稳压电源:电源变压器à整流电路à滤波电路à稳压电路38、             滤波电路:利用电抗元件的储能作用,可以起到很好的滤波作用。电感(串联,大功率)和电容(并联,小功率)均可以起到平波的作用。39、             开关稳压电源与线性电源:线性电源,效率低、发热强、但是输出很稳定。开关电源,效率高、发热一般、但输出纹波大,需要平波40、             开关稳压电源有降压和升压两种,降压中有续流二极管,LC滤波电路。升压中有电感,稳压二极管,电容

    时间:2019-07-02 关键词: 元器件 模拟电路

  • 模拟电路设计届的九层妖塔

    模拟电路是指用来对模拟信号进行传输、变换、处理、放大、测量和显示等工作的电路。模拟信号是指连续变化的电信号。模拟电路是电子电路的基础,它主要包括放大电路、信号运算和处理电路、振荡电路、调制和解调电路及电源等。 模拟电路设计的九个级别,类似下围棋的段位。从一段到九段都看完了,你就知道自己是哪个阶段的水平了。值得一看哦。 一层 你刚开始进入这行,对PMOS/NMOS/BJT什么的只不过有个大概的了解,各种器件的特性你也不太清楚,具体设计成什么样的电路你也没什么主意,你的电路图主要看国内杂志上的文章,或者按照教科书上现成的电路,你总觉得他们说得都有道理。你做的电路主要是小规模的模块,做点差分运放,或者带隙基准的仿真什么的你就计算着发文章,生怕到时候论文凑不够。总的来说,基本上看见运放还是发怵。你觉得spice是一个非常难以使用而且古怪的东西。 二层 你开始知道什么叫电路设计,天天捧着本教科书在草稿纸上狂算一气。你也经常开始提起一些技术参数,Vdsat、lamda、early voltage、GWB、ft之类的。总觉得有时候电路和手算得差不多,有时候又觉得差别挺大。你也开始关心电压,温度和工艺的变化。例如低电压、低功耗系统什么的。或者是超高速高精度的什么东东,时不时也来上两句。你设计电路时开始计划着要去tape out,虽然tape out看起来还是挺遥远的。这个阶段中,你觉得spice很强大,但经常会因为AC仿真结果不对而大伤脑筋。 三层 你已经和PVT斗争了一段时间了,但总的来说基本上还是没有几次成功的设计经验。你觉得要设计出真正能用的电路真的很难,你急着想建立自己的信心,可你不知道该怎么办。你开始阅读一些JSSC或者博士论文什么的,可你觉得他们说的是一回事,真正的芯片或者又不是那么回事。你觉得Vdsat什么的指标实在不够精确,仿真器的缺省设置也不够满足你的要求,于是你试着仿真器调整参数,或者试着换一换仿真器,但是可它们给出的结果仍然是有时准有时不准。你上论坛,希望得到高手的指导。可他们也是语焉不详,说得东西有时对有时不对。这个阶段中,你觉得spice虽然很好,但是帮助手册写的太不清楚了。 四层 你有过比较重大的流片失败经历了。你知道要做好一个电路,需要精益求精,需要战战兢兢的仔细检查每一个细节。你发现在设计过程中有很多不曾设想过的问题,想要做好电路需要完整的把握每一个方面。于是你开始系统地重新学习在大学毕业时已经卖掉的课本。你把能能找到的相关资料都仔细的看了一边,希望能从中找到一些更有启发性的想法。你已经清楚地知道了你需要达到的电路指标和性能,你也知道了电路设计本质上是需要做很多合理的折中。可你搞不清这个“合理” 是怎么确定的,不同指标之间的折中如何选择才好。你觉得要设计出一个适当的能够正常工作的电路真的太难了,你不相信在这个世界上有人可以做到他们宣称的那么好,因为成都网站制作聪明如你都觉得面对如此纷杂的选择束手无策,他们怎么可能做得到?这个阶段中,你觉得spice功能还是太有限了,而且经常对着“TIme step too small”的出错信息发呆,偶尔情况下你还会创造出巨大的仿真文件让所有人和电脑崩溃。 五层 你觉得很多竞争对手的东西不过如此而已。你开始有一套比较熟悉的设计方法。但是你不知道如何更加优化你手头的工具。你已经使用过一些别人编好的脚本语言,但经常碰到很多问题的时候不能想起来用awk或者perl搞定。你开始大量的占用服务器的仿真时间,你相信经过大量的仿真,你可以清楚地把你设计的模块调整到合适的样子。有时候你觉得做电路设计简直是太无聊了,实在不行的话,你在考虑是不是该放弃了。这个阶段中,你觉得spice好是好,但是比起 fast spice系列的仿真器来,还是差远了;你开始不相信AC仿真,取而代之的是大量的transient仿真。 六层 你开始明白在这个世界中只有最合适的设计,没有最好的设计。你开始有一套真正属于自己的设计方法,你会倾向于某一种或两种仿真工具,并能够熟练的使用他们评价你的设计。你开始在设计中考虑PVT的变化,你知道一个电路从开始到现在的演化过程,并能够针对不同的应用对他们进行裁减。你开始关注功耗和面积,你tape out的芯片开始有一些能够满足产品要求了。但是有时候你还是不能完全理解一些复杂系统的设计方法,并且犯下一些愚蠢的错误并导致灾难性后果。你开始阅读 JSSC时不只是挑一两片文章看看,或许把JSSC作为厕所读物对你来说是一个不错的选择。在这个阶段中,你觉得spice是一个很伟大的工具,你知道如何在spice中对精度和速度做合理的仿真,并随时做出最合适的选择。 七层 你开始真正理解模拟电路设计的本质,无论对于高精度系统还是高速度系统都有自己独有的看法和经验。你可以在系统级对不同的模块指标进行折中以换取最好的性能。你会了解一个潜在的市场并开始自己的产品定义,并且你知道只要方法正确,你设计出的产品会具有很好的竞争力。你可以从容的从头到脚进行整个电路的功能和指标划分,你了解里面的每一个技术细节和他们的折中会对于你的产品有怎样的影响。你开始关注设计的可靠性。在这个阶段中,你觉得spice是一个很实用的工具,并喜欢上了蒙特卡洛仿真,但你还是经常抱怨服务器太慢,虽然你经常是在后半夜运行仿真。 八层 这个时候成功的做出一个芯片对你来说是家常便饭,就象一名驾驶老手开车一样,遇到红灯就停、绿灯就行。一个产品的设计对于你来说几乎都是无意识的。你不需要再对着仿真结果不停的调整参数和优化,更多时候之需要很少量的仿真就可以结束一个模块的设计了。你能够清楚地感觉到某一个指标的电路模块在技术上是可能的还是不可能的。你完全不用关心具体模块的噪声系数或者信噪比或者失真度。你只需要知道它是可以被设计出来就可以了,更详细的技术指标对你来说毫无意义。你开始觉得JSSC上的东西其实都是在凑数,有时候认为JSSC即使作为厕纸也不合格(太薄太脆)。你觉得spice偶尔用用挺好的,但是实在是不可靠,很多的时候看看工作点就差不多够了。 九层 这时候的你对很多电路已经料如指掌,你可以提前预知很多技术下一轮的发展方向。一年你只跑上几次仿真,也可能一仿真就是几年。你很少有画电路图的时候,多数时间你在打高尔夫或是在太平洋的某个小岛钓鱼。除了偶尔在ISSCC上凑凑热闹,你从不和别人说起电路方面的事,因为你知道没人能明白。

    时间:2019-04-30 关键词: 高精度 稳定性 模拟电路

  • 电子工程师不得不熟记的二十个基本模拟电路

    作为一个电子工程师,您真正掌握了模拟电路技术吗?掌握模拟电路分为三个层次:初级层次、中级层次、高级层次。 初级层次:熟练记住这二十个电路图,并清楚这些电路的作用。只要您是自动化、电子、电控类专业人士,都应该且必须熟记这二十个基本模拟电路。 中级层次:能分析这二十个电路中的关键元器件的作用;每个元器件出现故障时电路的功能受到什么影响,测量时参数的变化规律,掌握对故障元器件的处理方法。定性分析电路信号的流向、相位变化;定性分析信号波形的变化过程;定性了解电路输入输出阻抗的大小,信号与阻抗的关系。 高级层次:能定量计算这二十个电路的输入输出阻抗、输出信号与输入信号的比值、电路中信号电流或电压与电路参数的关系、电路中信号的幅度与频率关系特性、相位与频率关系特性、电路中元器件参数的选择等。 您达到了哪个层次呢?赶紧熟记以下电路,给大脑快速充电吧! 一、桥式整流电路     二、电源滤波器     三、信号滤波器     四、微分和积分电路     五、共射极放大电路     六、分压偏置式共射极放大电路     七、共集电极放大电路(射极跟随器)     八、电路反馈框图     九、二极管稳压电路     十、串联稳压电源     十一、差分放大电路     十二、场效应管放大电路     十三、选频(带通)放大电路     十四、运算放大电路     十五、差分输入运算放大电路     十六、电压比较电路     十七、RC振荡电路     十八、LC振荡电路     十九、石英晶体振荡电路     二十、功率放大电路  

    时间:2019-04-11 关键词: 电子工程师 模拟电路 输入信号

  • 想成为单片机高手?只需这三步

    第一步:基础理论知识学习 基础理论知识包括模拟电路、数字电路和C语言知识。模拟电路和数字电路属于抽象学科,要把它学好还得费点精神。在你学习单片机之前,觉得模拟电路和数字电路基础不好的话,不要急着学习单片机,应该先回顾所学过的模拟电路和数字电路知识,为学习单片机加强基础。否则,你的单片机学习之路不仅会很艰难和漫长,还可能半途而废。     笔者始终认为,扎实的电子技术基础是学好单片机的关键,直接影响单片机学习入门的快慢。有些同学觉得单片机很难,越学越复杂,最后学不下去了。有的同学看书时似乎明白了,可是动起手来却一塌糊涂,究其原因就是电子技术基础没有打好,首先被表面知识给困惑了。 单片机属于数字电路,其概念、术语、硬件结构和原理都源自数字电路,如果数字电路基础扎实,对复杂的单片机硬件结构和原理就能容易理解,就能轻松地迈开学习的第一步,自信心也会树立起来。相反,基础不好,这个看不懂那个也弄不明白,越学问题越多,越学越没有信心。如果你觉得单片机很难,那就应该先放下单片机教材,去重温数字电路,搞清楚触发器、寄存器、门电路、COMS电路、时序逻辑和时序图、进制转换等理论知识。理解了这些知识之后再去看看单片机的结构和原理,我想你会大彻大悟,信心倍增。 模拟电路是电子技术最基础的学科,她让你知道什么是电阻、电容、电感、二极管、三极管、场效应管、放大器等等以及它们的工作原理和在电路中的作用,这是学习电子技术必须掌握的基础知识。一般是先学习模拟电路再去学习数字电路。扎实的模拟电路基础不仅让你容易看懂别人设计的电路,而且让你的设计的电路更可靠,提高产品质量。 C语言知识并不难,没有任何编程基础的人都可以学,在我看来,初中生、高中生、中专生、大学生都能学会。当然,数学基础好、逻辑思维好的人学起来相对轻松一些。C语言需要掌握的知识就那么3个条件判断语句、3个循环语句、3个跳转语句和1个开关语句。别小看这10个语句,用他们组合形成的逻辑要多复杂有多复杂。学习时要一条语句一条语句的学,学一条活用一条,全部学过用过这些关键语句后,相信你的C基础建立了。 当基础打好以后,你会感觉到单片机不再难学了,而且越学越起劲。当单片机乖乖的依照你的逻辑思维和算法去执行指令,实现预期控制效果的时候,成就感会让你信心十足、夜以续日、废寝忘食的投入到单片机的世界里。可以这么说,扎实的电子技术基础和C语言基础能增强学习单片机信心,较快掌握单片机技术。     第二步:单片机实践 这是真正学习单片机的过程,既让人兴奋又让人疲惫,既让人无奈又让人不服,既让人孤独又让人充实,既让人气愤又让人欣慰,既有失落感又有成就感。其中的酸甜苦辣只有学过的人深有体会。思想上要有刻苦学习的决心,硬件上要有一套完整的学习开发工具,软件上要注重理论和实践相结合。 1.有刻苦学习的决心 首先,明确学习目的。先认真回答两个问题:我学单片机来做什么?需要多长时间把它学会?这是你学单片机的动力。没有动力,我想你坚持不了多久。 其次,端正学习心态。单片机学习过程是枯燥乏味、孤独寂寞的过程。要知道,学习知识没有捷径,只有循序渐进,脚踏实地,一步一个脚印,才能学到真功夫。再次,要多动脑勤动手。单片机的学习具有很强的实践性,是一门很注重实际动手操作的技术学科。不动手实践你是学不会单片机的。 最后,虚心交流。在单片机学习过程中每个人都会遇到无数不能解决的问题,需要你向有经验的过来人虚心求教,否则,一味的自己埋头摸索会走许多弯路,浪费很多时间。 2.有一套完整的学习开发工具 学习单片机是需要成本的。必须有一台电脑、一块单片机开发板(如果开发板不能直接下载程序代码的话还得需要一个编程器)、一套视频教程、一本单片机教材和一本C语言教材。电脑是用来编写和编译程序,并将程序代码下载到单片机上;开发板用来运行单片机程序,验证实际效果;视频教程就是手把手教你单片机开发环境的使用、单片机编程和调试。对于单片机初学者来说,视频教程必须看,要不然,哪怕把教材看了几遍,还是不知道如何下手,尤其是院校里的单片机教材,学了之后,面对真正的单片机时可能还是束手无策;单片机教材和C语言教材是理论学习资料,备忘备查。不要为了节约成本不用开发板而光用Protur软件仿真调试,这和纸上谈兵没什么区别。     3. 要注重理论和实践相结合 单片机C语言编程理论知识并不深奥,光看书不动手也能明白。但在实际编程的时候就没那么简单了。一个程序的形成不仅需要有C语言知识,更多需要融入你个人的编程思路和算法。编程思路和算法决定一个程序的优劣,是单片机编程的大问题,只有在实际动手编写的时候才会有深切的感悟。一个程序能否按照你的意愿正常运行就要看你的思路和算法是否正确、合理。如果程序不正常则要反复调试(检查、修改思路和算法),直到成功。这个过程耗时、费脑、疲精神,意志不坚强者往往被绊倒在这里半途而废。 学习编写程序应该按照以下过程学习,效果会更好。看到例程题目先试着构思自己的编程思路,然后再看教材或视频教程里的代码,研究人家的编程思路,注意与自己思路的差异;接下来就照搬人家的思路亲自动手编写这个程序,领会其中每一条语句的作用;对有疑问的地方试着按照自己的思路修改程序,比较程序运行效果,领会其中的奥妙。每一个例程都坚持按照这个过程学习,你很快会找到编程的感觉,取其精华去其糟粕,久而久之会形成你独特的编程思想。当然,刚开始,看别人的程序源代码就像看天书一样,只要硬着头皮看,看到不懂的关键字和语句就翻书查阅、对照。只要能坚持下来,学习收获会事半功倍。 在实践过程中不仅要学会别人的例程,还要在别人的程序上改进和拓展,让程序产生更强大的功能。同时,还要懂得通过查阅芯片数据手册(DATASHEET)里有关芯片命令和数据的读写时序来核对别人例程的可靠性,如果你觉得例程不可靠就把它修改过来,成为是你自己的程序。不仅如此,自己应该经常找些项目来做,以巩固所学的知识和积累更多的经验。 第三步:单片机硬件设计     当编写自己的程序信手拈来、阅读别人的程序能够发现问题的时候,说明你的单片机编程水平相当不错了。接下来就应该研究的硬件了。硬件设计包括电路原理设计和PCB板设计。学习做硬件要比学习做软件麻烦,成本更高,周期更长。但是,学习单片机的最终目的是做产品开发----软件和硬件相结合形成完整的控制系统。所以,做硬件也是学习单片机技术的一个必学内容。 电路原理设计涉及到各种芯片的应用,而这些芯片外围电路的设计、典型应用电路和与单片机的连接等在芯片数据手册(DATASHEET)都能找到答案,前提是要看得懂全英文的数据手册。否则,照搬别人的设计永远落在别人的后面,你做的产品就没有创意。电子技术领域的第一手资料(DATASHEET)都是英文,从第一手资料里你所获得的知识可能是在教科书、网络文档和课外读物等所没有的知识。虽然有些资料也都是在DATASHEET的基础上撰写的,但内容不全面,甚至存在翻译上的遗漏和错误。当然,阅读DATASHEET需要具备一定的英文阅读能力,这也是阻碍单片机学习者晋级的绊脚石。良好的英文阅读能力能让你在单片机技术知识的海洋里自由遨游。 做PCB板就比较简单了。只要懂得使用Protel软件或 AltimDesigner软件就没问题了。但要想做的板子布局美观、布线合理还得费一番功夫了。 娴熟的单片机C语言编程、会使用Protel软件或 AltimDesigner软件设计PCB板和具备一定的英文阅读能力,你就是一个遇强则强的单片机高手了。

    时间:2019-01-25 关键词: 数字电路 单片机 模拟电路

  • 0.5μm CMOS带隙基准电路设计

    0.5μm CMOS带隙基准电路设计

    基准电压|0">基准电压源是模拟电路|0">模拟电路设计广泛采用的一个关键模块.可提供高精度和高稳定度基准量电源。该基准电压源与电源、工艺参数和温度相关性很小,但产生的基准电压精度、温度稳定性和抗噪声干扰能力直接影响整个电路系统的精度和性能。因此,设计高性能基准电压源具有重要意义。 1971年Robert Widla提出带隙基准电压源技术以来,相对其他类型的基准电压源而言,带隙基准电压源以其低温度系数、低电源电压,可与标准CMOS工艺相兼容的特点,广泛应用于集成电路翻。现以带隙基准电压源的产生原理为基础,提出了一种具有良好自启动和低功耗特性的CMOS带隙基准电压源。该带隙基准电压源用于BLVDS总线收发器电路,主要为BLVDS总线驱动器、接收器提供所需的1.25 V偏置电压。 带隙基准电源的电路结构 1 带隙基准电源核心电路 带隙基准电源的原理是将两个具有相反温度系数(TCs)的量以适当的权重相加,其结果显示为零温度系数。例如:对于随温度向相反方向变化的电压V1和V2,选取α1和α2,使得αaV1/aT+α2aV2/aT=0。这样可得到具有零温度系数的电压基准:Vref=α1V1+α2V2。 通常,带隙基准电路采用双极晶体管实现,其基极一发射极电压Vbe具有负温度系数,而热电压(Vt=KT/q)具有正温度系数。图1给出利用双极晶体管产生的一个零温度系数基准。其输出电压Vref=Vbe+KVt(K是玻尔兹曼常量,Vt为热电压)。 2 带隙基准启动电路 在与电源无关的偏置电路中有一个很重要的问题就是存在“简并”偏置点。因此需要在电路中增加启动电路。以驱使电路摆脱“简并”偏置点。图2给出简单的偏置电路。当电源上电时,所有晶体管的传输电流均为零。 图3给出带自启动特性的偏置电路。图中增加了二极管连接器件VM5。上电时VM5提供了从VDD经VM0,VM5,VM2及R0到地的电流通路,使电路不再保持关断,从而摆脱了“简并”点。一旦电路正常工作,启动电路中各支路都没有电流通过,不会引起额外功耗。为了仔细分析和模拟启动问题,不仅在直流扫描仿真中要求电源电压从零伏开始上升.而且在瞬态仿真中也要求电源电压从零伏开始上升。另外,还必须在每个电源电压下检查电路特性。在较为复杂的电路中,可能存在不止一个“简并”点。

    时间:2018-11-20 关键词: cmos 电源技术解析 模拟电路 基准电压

  • 使用开关电源的问题总结

    因为经常设计的是射频或者是低频的模拟电路|0">模拟电路,所以设计中很少用到开关电源,但是有几种情况下,必须选用开关电源,才能满足系统的性能! 1. 输入的电源电压比系统所需要的电压低,在这种情况下,系统需要升压芯片来提高输入电压,对于这种电路,如果被供电电路是敏感的模拟信号或者是射频信号,那么建议采用LC 的网络滤波,或者再采用一级LDO来降压,从而达到输出低纹波的特性。 2. 系统的电压需要负压,在这种情况下,系统需要开关电源把正压变换为负压。如果被供电电路是敏感的模拟信号或者是射频信号,那么建议采用LC 的网络滤波,或者再采用一级负压的LDO来降压,从而达到输出低纹波的特性。 3.系统的输入电压比系统所需要的电压大很多,并且系统需要的电流很大,此时若使用LDO或者三端稳压芯片,芯片上的功耗会很大,不仅降低了系统的效率,而且给系统的散热带来问题。此时可以首先使用开关电源电压降低到一个比较合适的电压,再使用LDO. 在使用的过程中还有一些问题需要注意: 一、最近使用正电到负电的变压芯片时,发现输出的负电压不足,当与负载断开时,发现电压恢复,开始怀疑时后级电路出了问题,但是当采用稳压电源供电时,负电压并没有限流,而且采用万用表的电流档测试时,发现电流只有50mA,后来发现当我把芯片输出正电的线路中串连的大电感去掉后,输出正常。所以在开关电源中,输入电压供电的线路中加入大电感,虽然在一定程度上有隔掉直流分量的作用,但是同样影响的开关电源的的正常工作。 二、开关电源虽然具有很高的效率,但是毕竟不是100%,而且开关电源芯片的热阻相对比较小,散热能力相对差,所以一定要计算系统所需的电压和电流,从而计算出系统的功耗,然后根据效率曲线计算出消耗在开关电源芯片的上功耗。通过热阻计算芯片的温度是否超过芯片能承受的温度。然后留出一定的余量的情况下,选择芯片。

    时间:2018-10-26 关键词: 开关电源 电源技术解析 模拟电路 负压 正压

  • 中频脱磁器的原理与设计

    中频脱磁器的原理与设计

    在铁矿的磁选工艺中,铁矿粉经过磁选机后被磁化,彼此之间相互吸引而聚集在一起,形成磁团聚。矿粉进入震动筛后,不容易被筛下。这样部分矿浆又返回到球磨机,使生产效率大大降低。带磁性的矿浆不仅容易糊筛子,严重时会在分级机上形成很厚的铁粉,影响铁粉的分级和输送。为了解决上述问题,人们经过了大量的研究和试验,得出结论:让矿浆经过频率几百赫兹以上的衰减的正弦波磁场,即可将铁粉中的磁性退掉。目前,许多磁选厂使用了脱磁器,为了便于用户在实际中对脱磁器维护、维修,本文将从信号波形的角度,详细介绍脱磁器的控制电路原理和设计过程。脱磁器原理当被磁化的铁粉通过衰减的正弦波磁场时,能够达到有效的退磁效果。退磁效果与正弦波的频率有关,当频率大于800Hz时,退磁效果明显变好。退磁效果还与磁场强度有关,通常磁场强度大于矫顽磁力的5倍即可。为了达到上述性能指标,目前普遍采用的电路形式如图1所示,工作原理如下:当可控硅SCR2导通时,电感L1、电容C1构成一个并联谐振回路,如果初始状态电容C1两端有电压,则震荡电路会产生衰减的正弦波震荡,波形如图2所示。这样就在线圈内形成了与之同样的磁场。该正弦波应该从最高的幅度逐渐衰减到0,才能保证更好的脱磁效果。图1 脱磁器原理图图2 衰减正弦磁场波形控制单元设计图1中的电容、电感决定了震荡频率f0,电容容量和回路中的损耗决定了衰减的时间。当电容C1=150μf,电感L1=200μh时,理论的震荡频率是914Hz,由于实际电路中存在误差,实测值约800Hz,衰减的时间超过20ms。控制原理是:首先通过380V交流电给C1充电,正半周SCR1导通,完成充电过程,负半周SCR1自动截止,C1电压一直保持到下一个正半周期信号到来。此时开通SCR2,使C1、L1形成回路,产生自由震荡并完成放电。如此反复循环,即达到了理想的磁场波形。为此控制单元给SCR1和SCR2施加的控制信号的仿真波形如图3所示,其中还包含有交流电输入信号和震荡输出信号,从上到下的波形依次为输入的交流电信号、SCR1的控制信号、SCR2的控制信号、震荡线圈信号的波形。图3 信号波形各信号波形的时序:在交流电正半周的过0点触发SCR1,用于C1的充电;在下个周期正半周的过0点触发SCR2,用于形成并联谐振回路。SCR2的触发信号不能用窄脉冲信号,而是采用电平触发方式,这样,当电感电压超过电容电压时,尽管SCR2自动截止,但是在下一次电容给电感充电时,控制端满足导通的条件,SCR2仍然能导通,进行连续充放电。由于整个震荡衰减过程需要20ms以上的时间,所以SCR2控制信号的高电平时间应该大于20ms,超过了交流电周期(20ms),因此将SCR2的控制信号导通时间预留2个交流电周期(40ms),这样就有足够的时间完成震荡衰减过程。可见,完成一次对C1充电和震荡衰减的全过程,总共需要3个周期(60ms)。通常脱磁线圈的长度大于50cm,如果矿浆的流速约1.5~3m/s,则通过脱磁线圈的时间是160~330ms,所以铁粉能有2~5次被衰减的磁场退磁。图4 控制电路原理1 硬件电路控制单元电路由核心器件stc12c4052ad单片机和外围器件构成,原理和功能如下。stc12c4052ad单片机自带A/D转换器,具有高速、高可靠性,强抗静电(过4kV快速脉冲干扰),强抗干扰,宽电压,不怕电源抖动等特点。它完成同步信号检测(P3.2口,int0中断输入端)、控制信号输出(P3.4、P3.5)、输出强度调整(P1.1)和工作状态指示等功能;整流桥Z1、三端稳压块u2等构成稳压电源,为整个控制电路提供电源;r1、r2、Q2等完成交流同步信号的输入,其中,r1、C7、r2、C8滤除高频脉冲的干扰,同步信号输入到单片机的int0端;整流桥z2、z3、Q3、Q4等构成独立的电源,分别驱动可控硅SCR1、SCR2;光耦G1、G2将低压控制电路与高压驱动电路隔离,既保证了控制芯片和人身安全,同时具有抗干扰作用;三极管Q1及周围电路,用于上电延时。上电时,C14不能突变,所以Q1处于截止状态,Q3、Q4都不能导通,在单片机初始化完成后,P3.4、P3.5处于正常状态时,Q1进入导通状态,避免了SCR1和SCR2同时导通。2 控制流程图5是主程序流程图。由于电路中的可控硅触发时间要求严格,所以,程序中分别使用了定时器T0作为SCR1充电的触发定时信号,定时器T1作为SCR2放电时间的定时信号。图5 主程序流程结论综上所述,脱磁器的输出波形是影响脱磁效果的关键因素,波形的参数包括频率、幅度、完整的衰减过程。这也是用户在选择脱磁器时和使用、维护、维修时更应该关心的问题。

    时间:2018-10-25 关键词: 看门狗 电源技术解析 模拟电路 中频脱磁器

  • 基础知识汇总!硬件工程师常见笔试题

    模拟电路 1、基尔霍夫定理的内容是什么?(仕兰微电子)基尔霍夫定理包括电流定律和电压定律。电流定律(KCL):在集总电路中,任何时刻,对任一结点,所有流出结点的支路电流的代数和恒等于零。电压定律(KVL):在集总电路中,任何时刻,沿任一回路,所有支路电压的代数和恒等于零。2、平板电容公式(C=εS/4πkd)。(未知) 3、最基本的如三极管曲线特性。(未知) 4、描述反馈电路的概念,列举他们的应用。(仕兰微电子) 5、负反馈种类(电压并联反馈,电流串联反馈,电压串联反馈和电流并联反馈);负反馈的优点:(未知)稳定放大倍数;改变输入电阻——串联负反馈,增大输入电阻;并联负反馈,减少输入电阻;改变输出电阻——电压负反馈,减少输出电阻;电流负反馈,增大输出电阻;有效地扩展放大器的通频带;改善放大器的线性和非线性失真。6、放大电路的频率补偿的目的是什么,有哪些方法?(仕兰微电子)频率补偿目的就是减小时钟和相位差,使输入输出频率同步很多放大电路里都会用到锁相环频率补偿电路 7、频率响应,如:怎么才算是稳定的,如何改变频响曲线的几个方法。(未知) 8、给出一个查分运放,如何相位补偿,并画补偿后的波特图。(凹凸) 9、基本放大电路种类(电压放大器,电流放大器,互导放大器和互阻放大器),优缺 点,特别是广泛采用差分结构的原因。(未知) 10、给出一差分电路,告诉其输出电压Y+和Y-,求共模分量和差模分量。(未知) 11、画差放的两个输入管。(凹凸) 12、画出由运放构成加法、减法、微分、积分运算的电路原理图。并画出一个晶体管级的 运放电路。(仕兰微电子) 13、用运算放大器组成一个10倍的放大器。(未知) 14、给出一个简单电路,让你分析输出电压的特性(就是个积分电路),并求输出端某点 的  rise/fall时间。(Infineon笔试试题) 15、电阻R和电容C串联,输入电压为R和C之间的电压,输出电压分别为C上电压和R上电 压,要求制这两种电路输入电压的频谱,判断这两种电路何为高通滤波器,何为低通滤 波器。当RC<<T时,给出输入电压波形图,绘制两种电路的输出波形图。(未知) 16、有源滤波器和无源滤波器的原理及区别?(新太硬件)若滤波电路仅由无源元件(电阻、电容、电感)组成,则成为无源滤波电路。若滤波电路由无源元件和有源元件(双极型管、单极型管、集成运放)共同构成,则成为有源滤波电路。无源滤波电路的通带放大倍数及其截止频率都随负载而变化,这缺点常常不符合信号处理的要求。有源滤波电路一般由RC网络和集成运放构成,因而必须在合适的直流电源供电的情况下才能起滤波作用。有源滤波不适于高电压大电流的负载,只适用于信号处理。通常,直流电源中整流后的滤波电路均采用无源电路;且在大电流负载时,采用LC电路。17、有一时域信号S=V0sin(2pif0t)+V1cos(2pif1t)+V2sin(2pif3t+90),当其通过低通、 带通、高通滤波器后的信号表示方式。(未知) 18、选择电阻时要考虑什么?(东信笔试题) 19、在CMOS电路中,要有一个单管作为开关管精确传递模拟低电平,这个单管你会用P管 还是N管,为什么?(仕兰微电子) 20、给出多个mos管组成的电路求5个点的电压。(Infineon笔试试题) 21、电压源、电流源是集成电路中经常用到的模块,请画出你知道的线路结构,简单描述 其优缺点。(仕兰微电子) 22、画电流偏置的产生电路,并解释。(凹凸) 23、史密斯特电路,求回差电压。(华为面试题) 24、晶体振荡器,好像是给出振荡频率让你求周期(应该是单片机的,12分之一周期....)  (华为面试题) 25、LC正弦波振荡器有哪几种三点式振荡电路,分别画出其原理图。(仕兰微电子)变压器反馈式振荡电路、电感反馈式振荡电路、电容反馈式振荡电路26、VCO是什么,什么参数(压控振荡器?) (华为面试题) 27、锁相环有哪几部分组成?(仕兰微电子) 28、锁相环电路组成,振荡器(比如用D触发器如何搭)。(未知) 29、求锁相环的输出频率,给了一个锁相环的结构图。(未知) 30、如果公司做高频电子的,可能还要RF知识,调频,鉴频鉴相之类,不一一列举。(未知) 31、一电源和一段传输线相连(长度为L,传输时间为T),画出终端处波形,考虑传输线 无损耗。给出电源电压波形图,要求绘制终端波形图。(未知) 32、微波电路的匹配电阻。(未知) 33、DAC和ADC的实现各有哪些方法?(仕兰微电子) 34、A/D电路组成、工作原理。(未知)数字电路问:四种触发器?区别?SR触发器:00保持,01置一,10置零,11不定JK触发器:00保持,01置一,10置零,11翻转T触发器:0保持,1翻转D触发器:0置零,1置一问:设想你将设计完成一个电子电路方案。请简述用EDA软件(如PROTEL)进行设计(包 括原理图和PCB图)到调试出样机的整个过程。在各环节应注意哪些问题?(1) 利用protel 99 SE电路设计与仿真软件(一)      画出原理图。(二)      电气规则检查,生成ERC测试报告(三)      生成报表,包括:网络表,元件列表,层次项目组织列表,元件交叉参考表,引脚列表。(四)      对每个元器件进行封装(五)      导入PCB板,设计布线规则,然后布线(六)      生成PCB报表和PCB板的设计规则校验。(七)      最后将线路打印到铜板上。(2) 将打印好的印制板放入三氯化铁的溶液中腐蚀,腐蚀完后,就进行钻孔,涂上助焊剂后就可以安装了。1、同步电路和异步电路的区别是什么?(仕兰微电子)同步电路是说电路里的时钟相互之间是同步 的,同步的含义不只局限于同一个CLOCK,而是容许有多个CLOCK,这些CLOCK的周期有倍数关系并且相互之间的相位关系是固定的就可以,比如, 10ns, 5ns, 2.5ns 三个CLOCK的电路是同步电路。异步电路是指CLOCK之间没有倍数关系或者相互之间的相位关系不是固定的,比如5ns, 3ns 两个CLOCK是异步的。所以异步电路只有靠仿真来检查电路正确与否。异步电路主要是组合逻辑电路,用于产生地址译码器、FIFO或RAM的读写控制信号脉冲,但它同时也用在时序电路中,此时它没有统一的时钟,状态变化的时刻是不稳定的,通常输入信号只在电路处于稳定状态时才发生变化。也就是说一个时刻允许一个输入发生变化,以避免输入信号之间造成的竞争冒险。电路的稳定需要 有可靠的建立时间和持时间。同步电路是由时序电路(寄存器和各种触发器)和组合逻辑电路构成的电路,其所有操作都是在严格的时钟控制下完成的。这些时序电路共享同一个时钟CLK,而 所 有的状态变化都是在时钟的上升沿(或下降沿)完成的。比如D触发器,当上升延到来时,寄存器把D端的电平传到Q输出端。2、什么是同步逻辑和异步逻辑?(汉王笔试) 同步逻辑是时钟之间有固定的因果关系。异步逻辑是各时钟之间没有固定的因果关系。 3、什么是"线与"逻辑,要实现它,在硬件特性上有什么具体要求?(汉王笔试) 线与逻辑是两个输出信号相连可以实现与的功能。在硬件上,要用oc门来实现,由于不用 oc门可能使灌电流过大,而烧坏逻辑门。 同时在输出端口应加一个上拉电阻。 4、什么是Setup 和Holdup时间?(汉王笔试) 5、setup和holdup时间,区别.(南山之桥) 6、解释setup time和hold time的定义和在时钟信号延迟时的变化。(未知) 7、解释setup和hold time violation,画图说明,并说明解决办法。(威盛VIA  2003.11.06 上海笔试试题) Setup/hold  time 是测试芯片对输入信号和时钟信号之间的时间要求。建立时间是指触发器的时钟信号上升沿到来以前,数据稳定不变的时间。输入信号应提前时钟上升沿(如上升沿有效)T时间到达芯片,这个T就是建立时间- Setup time.如不满足setup time,这个数据就不能被这一时钟打入触发器,只有在下一个时钟上升沿,数据才能被打入触发器。 保持时间是指触发器的时钟信号上升沿到来以后,数据稳定不变的时间。如果hold time 不够,数据同样不能被打入触发器。 建立时间(Setup Time)和保持时间(Hold time)。建立时间是指在时钟边沿前,数据信号需要保持不变的时间。保持时间是指时钟跳变边沿后数据信号需要保持不变的时间。如果不满足建立和保持时间的话,那么DFF将不能正确地采样到数据,将会出现 metastability的情况。如果数据信号在时钟沿触发前后持续的时间均超过建立和保持时间,那么超过量就分别被称为建立时间裕量和保持时间裕量。 8、说说对数字逻辑中的竞争和冒险的理解,并举例说明竞争和冒险怎样消除。(仕兰微 电子) 9、什么是竞争与冒险现象?怎样判断?如何消除?(汉王笔试) 在组合电路中,信号经由不同的途径达到某一会合点的时间有先有后,这种现象称为竞争。由于竞争而引起电路输出发生瞬间错误现象称为冒险。表现为输出端出现了原设计中没有的窄脉冲,常称其为毛刺。只要输出端的逻辑函数在一定条件下能简化成 Y=A+A' 或 Y=A.A' ,则可判断存在竞争-冒险现象。消除方法:接入滤波电容、引入选通脉冲、修改逻辑设计(增加冗余项)10、你知道那些常用逻辑电平?TTL与COMS电平可以直接互连吗?(汉王笔试) 常用逻辑电平:12V,5V,3.3V;TTL和CMOS不可以直接互连,由于TTL是在0.3-3.6V之间,而CMOS则是有在12V的有在5V的。CMOS输出接到TTL是可以直接互连。TTL接到CMOS需要在输出端口加一上拉电阻接到5V或者12V。 11、如何解决亚稳态。(飞利浦-大唐笔试) 亚稳态是指触发器无法在某个规定时间段内达到一个可确认的状态。当一个触发器进入亚 稳态时,既无法预测该单元的输出电平,也无法预测何时输出才能稳定在某个正确的电平 上。在这个稳定期间,触发器输出一些中间级电平,或者可能处于振荡状态,并且这种无 用的输出电平可以沿信号通道上的各个触发器级联式传播下去。 12、IC设计中同步复位与 异步复位的区别。(南山之桥) 13、MOORE 与 MEELEY状态机的特征。(南山之桥) 14、多时域设计中,如何处理信号跨时域。(南山之桥) 15、给了reg的setup,hold时间,求中间组合逻辑的delay范围。(飞利浦-大唐笔试) Delay < period - setup – hold 16、时钟周期为T,触发器D1的建立时间最大为T1max,最小为T1min。组合逻辑电路最大延 迟为T2max,最小为T2min。问,触发器D2的建立时间T3和保持时间应满足什么条件。(华 为) 17、给出某个一般时序电路的图,有Tsetup,Tdelay,Tck->q,还有 clock的delay,写出决 定最大时钟的因素,同时给出表达式。(威盛VIA 2003.11.06 上海笔试试题) 18、说说静态、动态时序模拟的优缺点。(威盛VIA 2003.11.06 上海笔试试题) 19、一个四级的Mux,其中第二级信号为关键信号 如何改善timing。(威盛VIA  2003.11.06 上海笔试试题) 20、给出一个门级的图,又给了各个门的传输延时,问关键路径是什么,还问给出输入, 使得输出依赖于关键路径。(未知) 21、逻辑方面数字电路的卡诺图化简,时序(同步异步差异),触发器有几种(区别,优 点),全加器等等。(未知) 22、卡诺图写出逻辑表达使。(威盛VIA 2003.11.06 上海笔试试题) 23、化简F(A,B,C,D)= m(1,3,4,5,10,11,12,13,14,15)的和。(威盛) 24、please show the CMOS inverter schmatic,layout and its cross sectionwith P- well process.Plot its transfer curve (Vout-Vin) And also explain the  operation  region of PMOS and NMOS for each segment  of the transfer curve? (威 盛笔试题circuit design-beijing-03.11.09) 25、 To design a CMOS invertor with balance rise and fall time,please define  the ration of channel width of PMOS and NMOS and explain? 26、为什么一个标准的倒相器中P管的宽长比要比N管的宽长比大?(仕兰微电子) 27、用mos管搭出一个二输入与非门。(扬智电子笔试) 28、 please draw the transistor level schematic of a cmos 2 input AND gate and  explain which input has faster response for output rising edge.(less delay  time)。(威盛笔试题circuit design-beijing-03.11.09) 29、画出NOT,NAND,NOR的符号,真值表,还有transistor level的电路。(Infineon笔 试)  30、画出CMOS的图,画出tow-to-one mux gate。(威盛VIA 2003.11.06 上海笔试试题) 31、用一个二选一mux和一个inv实现异或。(飞利浦-大唐笔试) 32、画出Y=A*B+C的cmos电路图。(科广试题) 33、用逻辑们和cmos电路实现ab+cd。(飞利浦-大唐笔试) 34、画出CMOS电路的晶体管级电路图,实现Y=A*B+C(D+E)。(仕兰微电子) 35、利用4选1实现F(x,y,z)=xz+yz’。(未知) 36、给一个表达式f=xxxx+xxxx+xxxxx+xxxx用最少数量的与非门实现(实际上就是化 简)。 37、给出一个简单的由多个NOT,NAND,NOR组成的原理图,根据输入波形画出各点波形。 (Infineon笔试) 38、为了实现逻辑(A XOR B)OR (C AND D),请选用以下逻辑中的一种,并说明为什 么? 1)INV   2)AND   3)OR   4) NAND   5)NOR   6)XOR  答案:NAND39、用与非门等设计全加法器。(华为) 40、给出两个门电路让你分析异同。(华为) 41、用简单电路实现,当A为输入时,输出B波形为…(仕兰微电子) 42、A,B,C,D,E进行投票,多数服从少数,输出是F(也就是如果A,B,C,D,E中1的个数比0 多,那么F输出为1,否则F为0),用与非门实现,输入数目没有限制。(未知) 43、用波形表示D触发器的功能。(扬智电子笔试) 44、用传输门和倒向器搭一个边沿触发器。(扬智电子笔试) 45、用逻辑们画出D触发器。(威盛VIA 2003.11.06 上海笔试试题) 46、画出DFF的结构图,用verilog实现之。(威盛) 47、画出一种CMOS的D锁存器的电路图和版图。48、D触发器和D锁存器的区别。(新太硬件面试) 49、简述latch和filp-flop的异同。(未知) 50、LATCH和DFF的概念和区别。(未知) 51、latch与register的区别,为什么现在多用register.行为级描述中latch如何产生的。 (南山之桥) 52、用D触发器做个二分颦的电路.又问什么是状态图。(华为) 53、请画出用D触发器实现2倍分频的逻辑电路?(汉王笔试) 54、怎样用D触发器、与或非门组成二分频电路?(东信笔试) 55、 How many flip-flop circuits are needed to  divide by 16?  (Intel) 16分频? 56、用filp-flop和logic-gate设计一个1位加法器,输入carryin和current-stage,输出 carryout和next-stage. (未知) 57、用D触发器做个4进制的计数。(华为) 58、实现N位Johnson Counter,N=5。(南山之桥) 59、用你熟悉的设计方式设计一个可预置初值的7进制循环计数器,15进制的呢?(仕兰 微电子) 60、数字电路设计当然必问Verilog/VHDL,如设计计数器。 61、BLOCKING NONBLOCKING 赋值的区别。(南山之桥) 62、写异步D触发器的verilog module。(扬智电子笔试) module dff8(clk , reset, d, q); input        clk; input        reset; input  [7:0] d; output [7:0] q; reg   [7:0] q; always @ (posedge clk or posedge reset)    if(reset)      q <= 0;    else      q <= d; endmodule 63、用D触发器实现2倍分频的Verilog描述? (汉王笔试) module divide2( clk , clk_o, reset);    input     clk , reset;    output   clk_o;    wire in;  reg out ;    always @ ( posedge clk or posedge reset)      if ( reset)        out <= 0;          else            out <= in;        assign in = ~out;        assign clk_o = out;      endmodule 64、可编程逻辑器件在现代电子设计中越来越重要,请问:a) 你所知道的可编程逻辑器 件有哪些? b) 试用VHDL或VERILOG、ABLE描述8位D触发器逻辑。(汉王笔试) PAL,PLD,CPLD,FPGA。 module dff8(clk , reset, d, q); input        clk; input        reset; input   d; output  q; reg q; always @ (posedge clk or posedge reset)    if(reset)      q <= 0;    else      q <= d; endmodule 65、请用HDL描述四位的全加法器、5分频电路。(仕兰微电子) 66、用VERILOG或VHDL写一段代码,实现10进制计数器。(未知) 67、用VERILOG或VHDL写一段代码,实现消除一个glitch。(未知) 68、一个状态机的题目用verilog实现(不过这个状态机画的实在比较差,很容易误解 的)。(威盛VIA 2003.11.06 上海笔试试题) 69、描述一个交通信号灯的设计。(仕兰微电子) 70、画状态机,接受1,2,5分钱的卖报机,每份报纸5分钱。(扬智电子笔试) 71、设计一个自动售货机系统,卖soda水的,只能投进三种硬币,要正确的找回钱 数。       (1)画出fsm(有限状态机);(2)用verilog编程,语法要符合fpga设计 的要求。(未知) 72、设计一个自动饮料售卖机,饮料10分钱,硬币有5分和10分两种,并考虑找零:(1) 画出fsm(有限状态机);(2)用verilog编程,语法要符合fpga设计的要求;(3)设计 工程中可使用的工具及设计大致过程。(未知) 73、画出可以检测10010串的状态图,并verilog实现之。(威盛) 74、用FSM实现101101的序列检测模块。(南山之桥) a为输入端,b为输出端,如果a连续输入为1101则b输出为1,否则为0。 例如a: 0001100110110100100110        b: 0000000000100100000000     请画出state machine;请用RTL描述其state machine。(未知) 75、用verilog/vddl检测stream中的特定字符串(分状态用状态机写)。(飞利浦-大唐 笔试) 76、用verilog/vhdl写一个fifo控制器(包括空,满,半满信号)。(飞利浦-大唐笔试) 77、现有一用户需要一种集成电路产品,要求该产品能够实现如下功能:y=lnx,其中,x 为4位二进制整数输入信号。y为二进制小数输出,要求保留两位小数。电源电压为3~5v假 设公司接到该项目后,交由你来负责该产品的设计,试讨论该产品的设计全程。(仕兰微 电子) 78、sram,falsh memory,及dram的区别?(新太硬件面试) 79、给出单管DRAM的原理图(西电版《数字电子技术基础》作者杨颂华、冯毛官205页图9 -14b),问你有什么办法提高refresh time,总共有5个问题,记不起来了。(降低温 度,增大电容存储容量)(Infineon笔试) 80、 Please draw schematic of a common SRAM cell with 6 transistors,point out  which nodes can store data and which  node is word line control? (威盛笔试题 circuit design-beijing-03.11.09) 81、名词:sram,ssram,sdram 82、What is PC Chipset? 芯片组(Chipset)是主板的核心组成部分,按照在主板上的排列位置的不同,通常分为北桥芯片和南桥芯片。北桥芯片提供对CPU的类型和主频、内存的类型和最大容量、ISA/PCI/AGP插槽、ECC纠错等支持。南桥芯片则提供对KBC(键盘控制器)、RTC(实时时钟控制器)、USB(通用串行总线)、Ultra DMA/33(66)EIDE数据传输方式和ACPI(高级能源管理)等的支持。其中北桥芯片起着主导性的作用,也称为主桥(Host Bridge)。  除了最通用的南北桥结构外,目前芯片组正向更高级的加速集线架构发展,Intel的8xx系列芯片组就是这类芯片组的代表,它将一些子系统如IDE接口、音效、MODEM和USB直接接入主芯片,能够提供比PCI总线宽一倍的带宽,达到了266MB/s。

    时间:2018-10-15 关键词: 放大电路 模拟电路 负反馈 基尔霍夫定理

  • 基于Multisim的差分放大电路仿真分析

    基于Multisim的差分放大电路仿真分析

    差分放大电路利用电路参数的对称性和负反馈作用,有效地稳定静态工作点,以放大差模信号抑制共模信号为显著特征,广泛应用于直接耦合电路和测量电路的输入级。但是差分放大电路结构复杂、分析繁琐,特别是其对差模输入和共模输入信号有不同的分析方法,难以理解,因而一直是模拟电子技术中的难点。 Muhisim作为著名的电路设计与仿真软件,它不需要真实电路环境的介入,具有仿真速度快、精度高、准确、形象等优点。因此,Multisim被许多高校引入到电子电路实验的辅助教学中,形成虚拟实验和虚拟实验室。通过对实际电子电路的仿真分析,对于缩短设计周期、节省设计费用、提高设计质量具有重要意义。 1 Multisim8软件的特点 Muhisim是加拿大IIT(Interactive Image Tech—nologies) 公司在EWB(Electronics Workbench)基础 上推出的电子电路仿真设计软件,Muhisim现有版本为Muhisim2001,Muhisim7和较新版本Muhisim8。它具有这样一些特点: (1)系统高度集成,界面直观,操作方便。将电路原理图的创建、电路的仿真分析和分析结果的输出都集成在一起。采用直观的图形界面创建电路:在计算机屏幕上模仿真实验室的工作台,绘制电路图需要的元器件、电路仿真需要的测试仪器均可直接从屏幕上选取。操作方法简单易学。 (2)支持模拟电路、数字电路以及模拟/数字混合电路的设计仿真。既可以分别对模拟电子系统和数字电子系统进行仿真,也可以对数字电路和模拟电路混合在一起的电子系统进行仿真分析。 (3)电路分析手段完备,除了可以用多种常用测试仪表(如示波器、数字万用表、波特图仪等)对电路进行测试以外,还提供多种电路分析方法,包括静态工作点分析、瞬态分析、傅里叶分析等。(4)提供多种输入/输出接口,可以输入由PSpice 等其他电路仿真软件所创建的Spice网表文件,并自动形成相应的电路原理图,也可以把Muhisim环境下创建的电路原理图文件输出给Protel等常见的印刷电路软件PCB进行印刷电路设计。 2 差分放大电路仿真分析 运行Muhisim 8,在绘图编辑器中选择信号源、直 流电源、三极管、电阻,创建双端输入双端输出差分放大电路(双入双出差分放大电路)如图1所示,标出电路中的结点编号。 该次仿真中,采用虚拟直流电压源和虚拟晶体管,差分输入信号采用一对峰值为5 mV、频率为1 kHz的 虚拟正弦波信号源。设置虚拟晶体管的模型参数BF= 150,RR=300Ω。 2.1 差模放大性能仿真分析 2.1.1 直流分析 直流分析实际上就是确定静态工作点。选择Sim-ulate菜单中的Analysis命令,然后选择Dc OperatingPoint子命令,分析结果如图2所示。 用静态工作点分析方法得VBEQ1=UBEQ2=O.69 V,UCEQ1=UCEQ2=V3一V2Δ8.94 V,与题中理论计算结果完全相同。 2.1.2 差模放大倍数分析 加差模信号 ui1,ui2,分别接入电路的左右输入端,电阻R1作为输出负载,则电路的接法属于双入双出。将四通道示波器XSC1的3个通道分别接在信号源ui1和负载R1两端,如图1所示。运行并双击示波器图标XSC1,调整各通道显示比例,得差分放大电路的输入/输出波形如图3所示。 用示波器观察和测量输入电压和输出电压值,差模信号单边电压V1△一3.597 mV(5 mV/Div),单边输出交流幅值约为170.124 mV(500 mV/Div),所以双入双出差分放大电路的差模放大倍数AuΔ一170.124/3.597=一47,与单管共射的放大倍数相同,即差分放大电路对差模信号具有很强的放大能力。仿真结果与题中理论计算结果相同。 2.2 共模抑制特性仿真分析 2.2.1 共模放大倍数分析 在图1中,将信号源ui2的方向反过来,即加上共模信号,运行并双击示波器图标XSC1,调整A,B通道显示比例,可得如图4所示波形。 由图4波形可知,在峰一峰14 mV(有效值为5 mV)的共模信号作用下,输出的峰值极小,峰一峰值为13 mV,因此单边共模放大倍数小于1。且uc1和uc2大小相等,极性相同。所以,在参数对称且双端输出时,共模放大倍数等于0,说明差分放大电路对共模信号具有很强的抑制能力。显然,仿真结果与理论分析结果一致。 2.2.2 共模抑制比分析 选择Simulate菜单中的Analysis命令,然后选择Transient Analysis子命令,选择结点3,4作为输出,单击Simulate按钮;选择Simulate菜单中的后处理器Postprocessor子命令,在Expression列表框中编辑“V($4)一V($3)”,然后打开Graph选项卡,可画出差分放大电路共模输入双端输出波形,见图5。可见,波形属于噪声信号,且幅值极小,可忽略不计。因此,差分放大电路双端输出时,其共模抑制比KCNR趋于无穷大。如果再将图1所示的电路中发射极电阻R2改为恒流源,重复前面步骤,再分析共模特性,可得出结论:具有恒流源的差分放大电路的共模抑制比KCNR更高。 3 结 语 应用Multisim8软件对差分放大电路进行仿真分析,结果表明仿真与理论分析和计算结果一致,应用Multisim进行虚拟电子技术实验可以十分方便快捷地获取实验数据,突破了在传统实验中硬件设备条件的限制,大大提高了实验的深度和广度。利用仿真可以使枯燥的电路变得有趣,复杂的波形变得形象生动,并且不受场地(可以在教室、宿舍),不受时间(课内、课外)的限制,通过教师演示和学生动手设计、调试,不但可以使学生更好地掌握所学的知识,同时提高了学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力。

    时间:2018-10-08 关键词: 数字电路 电源技术解析 模拟电路 差分放大电路

  • 容差模拟电路的软故障诊断的小波方法

    容差模拟电路的软故障诊断的小波方法

    0 引言 自20世纪70年代以来,模拟电路故障诊断领域已经取得了一定的研究成果,近年来,基于神经网络技术的现代模拟电路软故障诊断方法已成为新的研究热点,神经网络的泛化能力和非线性映射能力,使之能够适用于解决模拟电路故障诊断中的容差和非线性问题,但在软故障实际检测中,由于不同的分类故障之间又不可避免地存在着模糊性,即不同的分类故障可能有相同或相近的故障特征向量,而这仅仅靠神经网络的泛化能力是无法解决的。而量子神经网络被认为是一种具有固有模糊性的网络,它的隐层单元采用多量子能级变换函数,每个多能级变换函数是一系列具有量子间隔偏移的S型函数之和,能将决策的不确定性数据合理地分配到各类故障中,从而减少故障识别的不确定度,提高模式识别的准确性。 文章提出了容差模拟电路软故障诊断的小波与量子神经网络方法,利用MonteCarlo分析解决电路容差问题,又利用小波分析,取其能反映故障信号特征的成分做为电路故障特征,再输入给量子神经网络。不仅解决了一个可测试点问题,并提高了辨识故障类别的能力,而且在网络训练之前,利用主元分析降低了网络输入维数。通过实验可以看出,这种方法不仅能实现模拟电路单软软故障诊断,也能实现多软软故障诊断,实验统计结果表明:故障诊断率为100%。 1 主元分析 主元分析即主成份分析(Principal Component Analysis,简称PCA),它是最古老的多元统计分析技术之一。主成份分析方法可以将数据从高维数据空间变换到低维特征空间,因而可以用于数据的特征提取及压缩等方面。其实质是将研究对象的多个相关变量转化为少数几个不相关变量的一种多元统计方法。它基于Karhunen-Loeve分解,目的是在数据空间中找一组向量尽可能的解释数据的方差,通过一个特殊的向量矩阵,将数据从原来的高维空间映射到一个低维向量空间,降维后保存了数据的主要信息,从而使数据更易于处理。 2 小波分析 小波变换的含义是:把一称为基本小波的函数ψ(t)做位移τ后,再在不同尺度α下与待分析信号χ(t)做内积。 3 量子神经网络 N.B.Karayiannis等人1997年提出多层激励函数的量子神经网络,这种量子神经网络是3层的网状结构,输入层、隐层、输出层,其中输入层和输出层与传统神经网络无异,而隐层的量子神经元借鉴了量子理论中量子态叠加的思想,采用多量子能级变换函数,每个多能级函数是一系列具有量子间隔(Quantum Interval)偏移的ns,个Sigmoid函数的线性叠加,称之为多层激励函数。即隐层神经元。的输出可写为为量子跃迁位置,而量子间隔取决于跃迁位置。量子神经网络的学习分两步,一是对权值的调整,使输人数据对应到不同的类空间中,二是对隐层的量子神经元的量子间隔进行调整,体现数据的不确定性。 4 基于小波和量子神经网络的故障诊断原理 采用小波与量子神经网络对模拟电路进行软故障诊断的过程,与小波神经网络对模拟电路进行软故障的过程相似:首先将电路的各种故障状态及正常态对应的理论值用PSpice仿真求出,然后用小波变换从输出采样信号中提取故障特征并对特征向量进行归一化;最后是状态识别和故障诊断。其结构如图1所示: 诊断过程: (1)构造特征向量,提取能量特征信息:在pspice中对电路的每一种状态进行瞬时分析,取500个采样点,并对每一种故障模式进行300次 MonteCarlo分析,在Probe窗口中选择菜单View\output File,或直接在Probe内选择菜单File\Export将波形采样数据存盘,可得到out节点的具体信息,将数据转化为MATLAB数据文件,然后进行小波分析,在实验中,经分析与比较,小波选择db2小波,对每个故障信号进行5尺度小波分解。得能量特征信息F=(ED5,ED4,…,ED1, EC5)。这里可利用MATLAB中的sumsqr函数。从而得到网络的训练样本集和测试样本集。300次MonteCarlo分析,其中200次为训练样本,100次为测试样本。 (2)对测得的数据进行处理:在把小波分解系数序列能量输入给神经网络之前,为了加快网络收敛,有必要对数据进行归一化处理,这里利用MATLAB中的premnmx进行归一化。 (3)确定量子与BP神经网络结构和参数:利用文献[3]中算法建立量子神经网络。在实验中,网络的输入节点数为小波分解系数序列能量个数,BP与QNN 均为6,QNN与自适应BP网络均为3个输出节点。隐层的选取及其它由设计者凭经验和试验次数自行决定。本文经过多次试验,确定QNN与BP的隐层节点均为(15,15),QNN及BP的S型函数的斜率因子均设置为1.0,初始权值取为(-1,1)之间的随机数,期望误差为0.01,初始学习速率为0. 001,动量因子MC为0.90,QNN的隐层采用具有38个量子能级的量子神经元。在训练之前,利用主元分析降低网络输入维数,主元分析在MATLAB 里用princomp函数。

    时间:2018-10-08 关键词: 电源技术解析 模拟电路 诊断 容差 软故障 小波方法

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