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  • 20个经典模拟电路,必须收藏了

    01 桥式整流电路 桥式整流电路 二极管的单向导电性:二极管的PN结加正向电压,处于导通状态;加反向电压,处于截止状态。 伏安特性曲线 理想开关模型和恒压降模型:理想模型指的是在二极管正向偏置时,其管压降为0,而当其反向偏置时,认为它的电阻为无穷大,电流为零,就是截止。 恒压降模型是说当二极管导通以后,其管压降为恒定值,硅管为0.7V,锗管0.5V。 桥式整流电流流向过程:当u2是正半周期时,二极管Vd1和Vd2导通;而二极管Vd3和Vd4截止,负载RL的电流是自上而下流过负载,负载上得到了与u2正半周期相同的电压。 在u2的负半周,u2的实际极性是下正上负,二极管Vd3和Vd4导通而Vd1和Vd2截止,负载RL上的电流仍是自上而下流过负载,负载上得到了与u2正半周期相同的电压。 02 电源滤波器 电源滤波器 电源滤波的过程分析:电源滤波是在负载RL两端并联一只较大容量的电容器。由于电容两端电压不能突变,因而负载两端的电压也不会突变,使输出电压得以平滑,达到滤波的目的。 波形形成过程: 输出端接负载RL,当电源供电时,向负载提供电流的同时也向电容C充电,充电时间常数: τ=(Ri∥RL·C)≈Ri·C 一般Ri远小于RL,忽略Ri压降的影响,电容上电压将随u2迅速上升。 当ωt=ωt1时,有u2=u0,此后u2低于u0,所有二极管截止,这时电容C通过RL放电,放电时间常数为RLC,放电时间慢,u0变化平缓。 当ωt=ωt2时,u2=u0, ωt2后u2又变化到比u0大,又开始充电过程,u0迅速上升。 当ωt=ωt3时,有u2=u0,ωt3后,电容通过RL放电。 如此反复,周期性充放电。由于电容C的储能作用,RL上的电压波动大大减小了。电容滤波适合于电流变化不大的场合。LC滤波电路适用于电流较大,要求电压脉动较小的场合。 滤波电容的容量和耐压值选择: 电容滤波整流电路输出电压Uo在√2·U2~0.9·U2之间,输出电压的平均值取决于放电时间常数的大小。 电容容量RLC≧(3~5)·T/2,其中T为交流电源电压的周期。实际中,经常进一步近似为Uo≈1.2·U2整流管的最大反向峰值电压URM=√2·U2,每个二极管的平均电流是负载电流的一半。 03 信号滤波器   信号滤波器 信号滤波器的作用:把输入信号中不需要的信号成分衰减到足够小的程度,但同时必须让有用信号顺利通过。 与电源滤波器的区别和相同点: 区别:信号滤波器用来过滤信号,其通带是一定的频率范围,而电源滤波器则是用来滤除交流成分,使直流通过,从而保持输出电压稳定;交流电源则是只允许某一特定的频率通过。 相同点:都是用电路的幅频特性来工作。 LC串联和并联电路的阻抗计算: 串联时,电路阻抗为: Z=R+j(XL-XC)=R+j(ωL-1/ωC) 并联时,电路阻抗为:   考虑到实际中,常有R

    时间:2020-11-23 关键词: 电路图 模拟电路

  • 总结100个经典模电问答,帮你查漏补缺!

    1、空穴是一种载流子吗?空穴导电时电子运动吗?答:不是,但是在它的运动中可以将其等效为载流子。空穴导电时等电量的电子会沿其反方向运动。 2、制备杂质半导体时一般按什么比例在本征半导体中掺杂?答:按百万分之一数量级的比例掺入。 3、什么是N型半导体?什么是P型半导体?当两种半导体制作在一起时会产生什么现象?答:多数载子为自由电子的半导体叫N型半导体。反之,多数载子为空穴的半导体叫P型半导体。P型半导体与N型半导体接合后 便会形成P-N结。 4、PN结最主要的物理特性是什么?答:单向导电能力和较为敏感的温度特性。 5、半导体材料制作电子器件与传统的真空电子器件相比有什么特点?答:频率特性好、体积小、功耗小,便于电路的集成化产品的袖珍化,此外在坚固抗震可靠等方面也特别突出;但是在失真度和稳定性等方面不及真空器件。 6、什么是本征半导体和杂质半导体?答:纯净的半导体就是本征半导体,在元素周期表中它们一般都是中价元素。在本征半导体中按极小的比例掺入高一价或低一价的杂质元素之后便获得杂质半导体。 7、PN结还有那些名称?答:空间电荷区、阻挡层、耗尽层等。 8、PN结上所加端电压与电流是线性的吗?它为什么具有单向导电性?答:不是线性的,加上正向电压时,P区的空穴与N区的电子在正向电压所建立的电场下相互吸引产生复合现象,导致阻挡层变薄,正向电流随电压的增长按指数规律增长,宏观上呈现导通状态,而加上反向电压时,情况与前述正好相反,阻挡层变厚,电流几乎完全为零,宏观上呈现截止状态。这就是PN结的单向导电特性。 9、在PN结加反向电压时果真没有电流吗?答:并不是完全没有电流,少数载流子在反向电压的作用下产生极小的反向漏电流。10、二极管最基本的技术参数是什么?答:最大整流电流11、二极管主要用途有哪些?答:整流、检波、稳压等。12、晶体管是通过什么方式来控制集电极电流的?答:通过电流分配关系。13、能否用两只二极管相互反接来组成三极管?为什么?答:否;两只二极管相互反接是通过金属电极相接,并没有形成三极管所需要的基区。14、什么是三极管的穿透电流?它对放大器有什么影响?答:当基极开路时,集电极和发射极之间的电流就是穿透电流:,其中 是集电极-基极反向漏电流, 和 都是由少数载流子的运动产生的,所以对温度非常敏感,当温度升高时二者都将急剧增大。从而对放大器产生不利影响。因此在实际工作中要求它们越小越好。15、三极管的门电压一般是多少?答:硅管一般为0.5伏.锗管约为0.2伏.16、放大电路放大电信号与放大镜放大物体的意义相同吗?答:不相同。17、在三极管组成的放大器中,基本偏置条件是什么?答:发射结正偏;集电结反偏。18、三极管输入输出特性曲线一般分为几个什么区域?答:一般分为放大区、饱和区和截止区。19、放大电路的基本组态有几种?它们分别是什么?答:三种,分别是共发射极、共基极和共集电极。20、在共发射极放大电路中,一般有那几种偏置电路?答:有上基偏、分压式和集-基反馈式。21、静态工作点的确定对放大器有什么意义?答:正确地确定静态工作点能够使放大器有最小的截止失真和饱和失真,同时还可以获得最大的动态范围,提高三极管的使用效率。22、放大器的静态工作点一般应该处于三极管输入输出特性曲线的什么区域?答:通常应该处于三极管输入输出特性曲线的放大区中央。23、在绘制放大器的直流通路时对电源和电容器应该任何对待?答:电容器应该视为开路,电源视为理想电源。24、放大器的图解法适合哪些放大器?答:一般适合共射式上基偏单管放大器和推挽式功率放大器。25、放大器的图解法中的直流负载线和交流负载线各有什么意义?答:直流负载线确定静态时的直流通路参数。交流负载线的意义在于有交流信号时分析放大器输出的最大有效幅值及波形失真等问题。26、如何评价放大电路的性能?有哪些主要指标?答:放大电路的性能好坏一般由如下几项指标确定:增益、输入输出电阻、通频带、失真度、信噪比。27、为什么放大器的电压增益的单位常常使用分贝?它和倍数之间有什么关系?答:放大器的电压增益的单位常常使用分贝的原因:(1)数值变小,读写方便。(2)运算方便。(3)符合听感,估算方便。二者之间的关系是:28、放大器的通频带是否越宽越好?为什么?答:不!放大器通频带的宽度并不是越宽越好,关键是应该看放大器对所处理的信号频率有无特别的要求!例如选频放大器要求通频带就应该很窄,而一般的音频放大器的通频带则比较宽。29、放大器的输入输出电阻对放大器有什么影响?答:放大器的输入电阻应该越高越好,这样可以提高输入信号源的有效输出,将信号源的内阻上所消耗的有效信号降低到最小的范围。而输出电阻则应该越低越好,这样可以提高负载上的有效输出信号比例。30、设计放大器时,对输入输出电阻来说,其取值原则是什么?答:高入低出。31、放大器的失真一般分为几类?答:单管交流小信号放大器一般有饱和失真、截止失真和非线性失真三类、推挽功率放大器还可能存在交越失真。32、放大器的工作点过高会引起什么样的失真?工作点过低呢?答:饱和失真、截止失真33、放大器的非线性失真一般是哪些原因引起的?答:工作点落在输入特性曲线的非线性区、而输入信号的极小值还没有为零时会导致非线性失真。34、微变等效电路分析法与图解法在放大器的分析方面有什么区别?答:可以比较方便准确地计算出放大器的输入输出电阻、电压增益等。而图解法则可以比较直观地分析出放大器的工作点是否设置得适当,是否会产生什么样的失真以及动态范围等。35、用微变等效电路分析法分析放大电路的一般步骤是什么?答:1)计算出Q点中的 ;2)根据公式 计算出三极管的 。3)用微变等效电路绘出放大器的交流通路。4)根据3)和相应的公式分别计算放大器的输入输出电阻、电压增益等.36、微变等效电路分析法的适用范围是什么?答:适合于分析任何简单或复杂的电路。只要其中的放大器件基本工作在线性范围内。37、微变等效电路分析法有什么局限性?答:只能解决交流分量的计算问题,不能用来确定Q点,也不能用以分析非线性失真及最大输出幅度等问题。38、影响放大器的工作点的稳定性的主要因素有哪些?答:元器件参数的温度漂移、电源的波动等。39、在共发射极放大电路中一般采用什么方法稳定工作点?答:引入电流串联式负反馈。40、单管放大电路为什么不能满足多方面性能的要求?答:放大能力有限;在输入输出电阻方面不能同时兼顾放大器与外界的良好匹配。41、耦合电路的基本目的是什么?答:让有用的交流信号顺利地在前后两级放大器之间通过,同时在静态方面起到良好地隔离。42、多级放大电路的级间耦合一般有几种方式?答:一般有阻容耦合、变压器耦合、直接耦合几种方式43、多级放大电路的总电压增益等于什么?答:等于各级增益之乘积。44、多级放大电路输入输出电阻等于什么?答:分别等于第一级的输入电阻和末级的输出电阻。45、直接耦合放大电路的特殊问题是什么?如何解决?答:零点漂移是直接耦合放大电路最大的问题。最根本的解决方法是用差分放大器。46、为什么放大电路以三级为最常见?答:级数太少放大能力不足,太多又难以解决零点漂移等问题。47、什么是零点漂移?引起它的主要原因有那些因素?其中最根本的是什么?答:放大器的输入信号为零时其输出端仍旧有变化缓慢且无规律的输出信号的现象。生产这种现象的主要原因是因为电路元器件参数受温度影响而发生波动从而导致Q点的不稳定,在多级放大器中由于采用直接耦合方式,会使Q点的波动逐级传递和放大。48、什么是反馈?什么是直流反馈和交流反馈?什么是正反馈和负反馈?答:输出信号通过一定的途径又送回到输入端被放大器重新处理的现象叫反馈。如果信号是直流则称为直流反馈;是交流则称为交流反馈,经过再次处理之后使放大器的最后输出比引入反馈之前更大则称为正反馈,反之,如果放大器的最后输出比引入反馈之前更小,则称为负反馈。49、为什么要引入反馈?答:总的说来是为了改善放大器的性能,引入正反馈是为了增强放大器对微弱信号的灵敏度或增加增益;而引入负反馈则是为了提高放大器的增益稳定性及工作点的稳定性、减小失真、改善输入输出电阻、拓宽通频带等等。50、交流负反馈有哪四种组态?答:分别是电流串联、电流并联、电压串联、电压并联四种组态。51、交流负反馈放大电路的一般表达式是什么?答:。52、放大电路中引入电流串联负反馈后,将对性能产生什么样的影响?答:对电压增益有削弱作用、提高其增益稳定性、降低失真、提高输入电阻、提高输出电阻等。53、放大电路中引入电压串联负反馈后,将对性能产生什么样的影响?答:对电压增益有削弱作用、能提高其增益稳定性、降低失真、降低输入电阻、降低输出电阻等。54、放大电路中引入电流并联负反馈后,将对性能产生什么样的影响?答:对电压增益有削弱作用、能提高其增益稳定性、降低失真、降低输入电阻、提高低输出电阻等。55、放大电路中引入电压并联负反馈后,将对性能产生什么样的影响?答:对电压增益有削弱作用、能提高其增益稳定性、降低失真、降低输入电阻、降低低输出电阻等。56、什么是深度负反馈?在深度负反馈条件下,如何估算放大倍数?答:在反馈放大器中,如 中 ≫1,则 ,满足这种条件的放大器叫深度负反馈放大器,此时的放大器的闭环增益已经完全由反馈系数决定。57、负反馈愈深愈好吗?什么是自激振荡?什么样的反馈放大电路容易产生自激振荡?如何消除自激振荡?答:不是。当负反馈放大电路的闭环增益 中 =0,则 ,说明电路在输入量为0时就有输出,称电路产生了自激振荡。当信号频率进入低频或高频段时,由于附加相移的产生,负反馈放大电路容易产生自激振荡。要消除自激振荡,就必须破坏产生振荡的条件,改变AF的频率特性,使 。58、放大电路中只能引入负反馈吗?放大电路引入正反馈能改善性能吗?答:不是。能,如自举电路,在引入负反馈的同时,引入合适的正反馈,以提高输入电阻。59、电压跟随器是一种什么组态的放大器?它能对输入的电压信号放大吗?答:电压跟随器是一种电压串联放大器。它不能对输入的电压信号放大。60、电压跟随器是属于什么类型的反馈放大器?答:电压跟随器是一种电压串联反馈放大器。61、电压跟随器主要用途在哪里?答:电压跟随器主要用途:一般用于多级放大电路的输入级、输出级,也可连接两电路,起缓冲作用。62、电压跟随器的输入输出特性如何?答:电压跟随器的输入输出特性:输入电阻高,输出电阻低。63、一般说来功率放大器分为几类?答:按照晶体管在整个周期导通角的不同,可以分为甲类、乙类、甲乙类、丙类、丁类。按照电路结构不同,可以分为变压器耦合、无输出变压器OTL、无输出电容OCL、桥式推挽功率放大电路BTL。64、甲、乙类功率放大器各有什么特点?答:甲类功率放大器的特点:晶体管在信号的整个周期内均导通,功耗大,失真小;乙类功率放大器的特点:晶体管仅在信号的半个周期内导通,功耗小,失真大。65、为什么乙类功率放大器会产生交越失真?如何克服?答:因为晶体管b-e间有开启电压为Uon,当输入电压数值|ui|66、为什么在设计功率放大器时必须考虑电源功耗、管耗、和效率等问题?答:因为功率放大电路是在电源电压确定情况下,输出尽可能答的功率。67、从信号反馈的角度来看,振荡器属于什么类型的电路?答:从信号反馈的角度来看,振荡器属于正反馈放大电路。68、产生正弦波振荡的起振条件是什么?答:产生正弦波振荡的起振条件是 。69、怎样组成正弦波振荡电路?它必须包括哪些部分?答:正弦波电路的组成:放大电路、选频网络、正反馈网络、稳幅环节。70、在变压器耦合的正弦波振荡器中如何判断电路能否起振?答:在变压器耦合的正弦波振荡器中判断电路能否起振的方法:瞬时极性法。71、在三点式正弦波振荡器中如何判断电路能否起振?答:在三点式正弦波振荡器中判断电路能否起振的方法:射同基反。72、 什么是放大电路的频率特性(或频率响应)?答:放大电路的性能(其中主要指电压放大倍数Au)对不同频率正弦输入的稳态响应称为放大电路的频率特性。73、 频率特性的分类。答:频率特性分为幅频特性和相频特性。74、 什么是幅频特性?答:幅频特性是指放大倍数的大小(即输入、输出正弦电压幅度之比)随频率变化的特性。75、 什么是相频特性?答:相频特性是指输出电压与输入电压的相位差(即放大电路对信号电压的相移)随频率变化的特性。76、 什么是波特图?答:频率特性曲线采用对数坐标时,称为波特图。77、 为什么用波特图表示频率特性?答:因为在研究放大电路的频率响应时,输入信号的频率范围常常设置在几赫到上百万兆赫;而放大电路的放大倍数可从几倍到上百万倍;为了在同一坐标系中表示如此宽的变化范围,所以采用对数坐标,即波特图。78、 什么是放大电路的上限截止频率?答:信号频率上升到一定程度,放大倍数数值也将减小,使放大倍数数值等于0.707倍|Am|的频率称为上限截止频率fH。79、什么是放大电路的下限截止频率?答:信号频率下降到一定程度,放大倍数数值也将减小,使放大倍数数值等于0.707倍|Am|的频率称为下限截止频率fL。80、 什么是半功率点?答:当信号频率为上限截止频率fH或下限截止频率fL时,输出电压放大倍数|Am|下降到0.707倍|Am|,即相应的输出功率也降到幅值的一半,因此fH或fL也叫做半功率点。81、什么是放大电路的通频带?答:fH与fL之间形成的频带称为放大电路的通频带BW,可以表示为BW =fH-fL。82、放大电路频率特性不好会产生什么危害?答:如果放大电路频率特性不好,当输入信号为非正弦波时,会使输出信号波形与输入波形不同,即产生波形失真,这种失真称为频率失真。其中因为幅频特性不好即不同频率放大倍数的大小不同而产生的频率失真,称为幅度失真;因为相频特性不好即相移不与频率成正比而产生的频率失真,称为相位失真。83、低频放大电路的频率特性主要受哪些因素的影响?答:低频放大电路的频率特性主要受以下因素影响:⑴放大电路的级数越多,其通频带越窄,频率特性越差。⑵在电路中引入负反馈,可以展宽通频带,提高频率特性。⑶耦合电容、前级放大电路输出电阻和后级放大电路的输入电阻对频率特性也有影响。84、高通电路频率特性有什么特点?答:高通电路在低频段放大倍数数值下降,且产生超前相移。85、低通电路频率特性有什么特点?答:低通电路在高频段放大倍数数值下降,且产生滞后相移。86、对于放大电路,是通频带越宽越好吗?答:对于放大电路不是通频带越宽越好。87、什么是功率放大电路?答:功率放大电路是指能输出足够的功率以推动负载工作的放大电路。因为它一般都位于多级放大电路的最后一级,所以又常称为末级放大电路。88、对功率放大电路的主要技术性能有哪些要求?答:功率放大电路是大信号放大电路,其主要技术性能要求是:⑴输出功率要足够大;⑵转换效率要高;⑶三极管的功耗要小;⑷非线性失真要小;⑸三极管的工作要安全、可靠。89、用什么方法分析功率放大电路?答:由于功率放大电路工作在大信号条件下,所以不宜采用小信号等效电路分析法分析,通常采用大信号模型或者图解法进行分析,其中用得较多的是图解法。90、什么是三极管的甲类工作状态?答:在放大电路中,当输入信号为正弦波时,若三极管在信号的整个周期内均导通(即导通角θ=360°),则称之工作在甲类状态。91、 什么是三极管的乙类工作状态?答:在放大电路中,当输入信号为正弦波时,若三极管仅在信号的正半周或负半周导通(即导通角θ=180°),则称之工作在乙类状态。92、 什么是三极管的甲乙类工作状态?答:在放大电路中,当输入信号为正弦波时,若三极管的导通时间大于半个周期且小于周期(即导通角θ=180°~360°之间),则称之工作在甲乙类状态。93、 什么是变压器耦合功率放大电路?答:既有输入耦合变压器,又有输出耦合变压器的功率放大电路称为变压器耦合功率放大电路。94、 变压器耦合功率放大电路有什么优缺点?答:变压器耦合功率放大电路的优点是可以实现阻抗变换,缺点是体积庞大、笨重,消耗有色金属,且频率较低,低频和高频特性均较差。95、什么是OCL电路?答:OCL电路是指无输出耦合电容的功率放大电路。96、OCL电路有什么优缺点?答:OCL电路具有体积小重量轻,成本低,且频率特性好的优点。但是它需要两组对称的正、负电源供电,在许多场合下显得不够方便。97、什么是OTL电路?答:OTL电路就是没有输出耦合变压器的功率放大电路。98、OTL电路有什么优缺点?答:OTL电路的优点是只需要一组电源供电。缺点是需要能把一组电源变成了两组对称正、负电源的大电容;低频特性差。 99、什么是BTL电路? 答:为了实现单电源供电,且不用变压器和大电容,可采用桥式推挽功率放大电路,简称BTL电路。 100、BTL电路有什么优缺点? 答:BTL电路的优点有只需要单电源供电,且不用变压器和大电容,输出功率高。缺点是所用管子数量多,很难做到管子特性理想对称,且管子总损耗大,转换效率低。 免责声明:本文系网络转载,版权归原作者所有。 如有问题,请联系我们,谢谢! 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    时间:2020-11-10 关键词: 半导体 模拟电路

  • 学习模电一定要记住的八大概念

    在电子电路中,电源、放大、振荡和调制电路被称为模拟电子电路,因为它们加工和处理的是连续变化的模拟信号。 1. 反馈 反馈是指把输出的变化通过某种方式送到输入端,作为输入的一部分。如果送回部分和原来的输入部分是相减的,就是负反馈。 2. 耦合 一个放大器通常有好几级,级与级之间的联系就称为耦合。放大器的级间耦合方式有三种: ①RC耦合(见图a): 优点是简单、成本低。但性能不是最佳。 ② 变压器耦合(见图b):优点是阻抗匹配好、输出功率和效率高,但变压器制作比较麻烦。 ③ 直接耦合(见图c): 优点是频带宽,可作直流放大器使用,但前后级工作有牵制,稳定性差,设计制作较麻烦。 3. 功率放大器 能把输入信号放大并向负载提供足够大的功率的放大器叫功率放大器。例如收音机的末级放大器就是功率放大器。 3.1 甲类单管功率放大器 负载电阻是低阻抗的扬声器,用变压器可以起阻抗变换作用,使负载得到较大的功率。 这个电路不管有没有输入信号,晶体管始终处于导通状态,静态电流比较大,困此集电极损耗较大,效率不高,大约只有 35 %。这种工作状态被称为甲类工作状态。这种电路一般用在功率不太大的场合,它的输入方式可以是变压器耦合也可以是 RC 耦合。 3.2 乙类推挽功率放大器 下图是常用的乙类推挽功率放大电路。 它由两个特性相同的晶体管组成对称电路,在没有输入信号时,每个管子都处于截止状态,静态电流几乎是零,只有在有信号输入时管子才导通,这种状态称为乙类工作状态。当输入信号是正弦波时,正半周时 VT1 导通 VT2 截止,负半周时 VT2 导通 VT1 截止。两个管子交替出现的电流在输出变压器中合成,使负载上得到纯正的正弦波。这种两管交替工作的形式叫做推挽电路。 3.3 OTL 功率放大器 目前广泛应用的无变压器乙类推挽放大器,简称 OTL 电路,是一种性能很好的功率放大器。为了易于说明,先介绍一个有输入变压器没有输出变压器的 OTL 电路,如下图所示。 4. 直流放大器 能够放大直流信号或变化很缓慢的信号的电路称为直流放大电路或直流放大器。测量和控制方面常用到这种放大器。 4.1 双管直耦放大器 直流放大器不能用 RC 耦合或变压器耦合,只能用直接耦合方式。下图是一个两级直耦放大器。直耦方式会带来前后级工作点的相互牵制,电路中在 VT2 的发射极加电阻 R E 以提高后级发射极电位来解决前后级的牵制。 直流放大器的另一个更重要的问题是零点漂移。所谓零点漂移是指放大器在没有输入信号时,由于工作点不稳定引起静 态电位缓慢地变化,这种变化被逐级放大,使输出端产生虚假信号。放大器级数越多,零点漂移越严重。所以这种双管直耦放大器只能用于要求不高的场合。 4.2 差分放大器 解决零点漂移的办法是采用差分放大器,下图是应用较广的射极耦合差分放大器。它使用双电源,其中 VT1 和 VT2 的特性相同,两组电阻数值也相同, R E 有负反馈作用。实际上这是一个桥形电路,两个 R C 和两个管子是四个桥臂,输出电压 V 0 从电桥的对角线上取出。没有输入信号时,因为 RC1=RC2 和两管特性相同,所以电桥是平衡的,输出是零。由于是接成桥形,零点漂移也很小。差分放大器有良好的稳定性,因此得到广泛的应用。 5. 集成运算放大器 集成运算放大器是一种把多级直流放大器做在一个集成片上,只要在外部接少量元件就能完成各种功能的器件。因为它早期是用在模拟计算机中做加法器、乘法器用的,所以叫做运算放大器 6. 振荡器 不需要外加信号就能自动地把直流电能转换成具有一定振幅和一定频率的交流信号的电路就称为振荡电路或振荡器。这种现象也叫做自激振荡。或者说,能够产生交流信号的电路就叫做振荡电路。 一个振荡器必须包括三部分:放大器、正反馈电路和选频网络。放大器能对振荡器输入端所加的输入信号予以放大使输出信号保持恒定的数值。正反馈电路保证向振荡器输入端提供的反馈信号是相位相同的,只有这样才能使振荡维持下去。选频网络则只允许某个特定频率f0能通过,使振荡器产生单一频率的输出。 振荡器能不能振荡起来并维持稳定的输出是由以下两个条件决定的;一个是反馈电压Uf和输入电压 Ui要相等,这是振幅平衡条件。二是 Uf 和 Ui 必须相位相同,这是相位平衡条件,也就是说必须保证是正反馈。一般情况下,振幅平衡条件往往容易做到,所以在判断一个振荡电路能否振荡,主要是看它的相位平衡条件是否成立。 振荡器按振荡频率的高低可分成超低频( 20赫以下)、低频( 20赫~ 200千赫)、高频(200千赫~ 30兆赫)和超高频( 10兆赫~ 350兆赫)等几种。按振荡波形可分成正弦波振荡和非正弦波振荡两类。 正弦波振荡器按照选频网络所用的元件可以分成 LC 振荡器、 RC振荡器和石英晶体振荡器三种。石英晶体振荡器有很高的频率稳定度,只在要求很高的场合使用。在一般家用电器中,大量使用着各种 LC振荡器和 RC 振荡器。 6.1 LC振荡器 LC 振荡器的选频网络是LC 谐振电路。它们的振荡频率都比较高,常见电路有 3 种。 1) 变压器反馈 LC 振荡电路 图(a)是变压器反馈 LC 振荡电路。晶体管 VT 是共发射极放大器。变压器 T 的初级是起选频作用的 LC 谐振电路,变压器 T 的次级向放大器输入提供正反馈信号。接通电源时, LC 回路中出现微弱的瞬变电流,但是只有频率和回路谐振频率 f 0 相同的电流才能在回路两端产生较高的电压,这个电压通过变压器初次级 L1 、 L2 的耦合又送回到晶体管 V 的基极。从图(b)看到,只要接法没有错误,这个反馈信号电压是和输入信号电压相位相同的,也就是说,它是正反馈。因此电路的振荡迅速加强并最后稳定下来。 变压器反馈 LC 振荡电路的特点是:频率范围宽、容易起振,但频率稳定度不高。它的振荡频率是:f 0 =1/2π LC 。常用于产生几十千赫到几十兆赫的正弦波信号。 2) 电感三点式振荡电路 图(a)是另一种常用的电感三点式振荡电路。图中电感 L1 、 L2 和电容 C 组成起选频作用的谐振电路。从 L2 上取出反馈电压加到晶体管 VT 的基极。从图(b)看到,晶体管的输入电压和反馈电压是同相的,满足相位平衡条件的,因此电路能起振。由于晶体管的 3 个极是分别接在电感的 3 个点上的,因此被称为电感三点式振荡电路。 电感三点式振荡电路的特点是:频率范围宽、容易起振,但输出含有较多高次调波,波形较差。它的振荡频率是:f 0 =1/2π LC ,其中 L=L1 + L2 + 2M 。常用于产生几十兆赫以下的正弦波信号。 3) 电容三点式振荡电路 还有一种常用的振荡电路是电容三点式振荡电路,见图(a)。图中电感 L 和电容 C1 、 C2 组成起选频作用的谐振电路,从电容 C2 上取出反馈电压加到晶体管 VT 的基极。从图(b)看到,晶体管的输入电压和反馈电压同相,满足相位平衡条件,因此电路能起振。由于电路中晶体管的 3 个极分别接在电容 C1 、 C2 的 3 个点上,因此被称为电容三点式振荡电路。 电容三点式振荡电路的特点是:频率稳定度较高,输出波形好,频率可以高达 100 兆赫以上,但频率调节范围较小,因此适合于作固定频率的振荡器。它的振荡频率是:f 0 =1/2π LC ,其中 C= C 1 +C 2 。 上面 3 种振荡电路中的放大器都是用的共发射极电路。共发射极接法的振荡器增益较高,容易起振。也可以把振荡电路中的放大器接成共基极电路形式。共基极接法的振荡器振荡频率比较高,而且频率稳定性好。 6.2 RC 振荡器 RC 振荡器的选频网络是 RC 电路,它们的振荡频率比较低。常用的电路有两种。 1) RC 相移振荡电路 RC 相移振荡电路的特点是:电路简单、经济,但稳定性不高,而且调节不方便。一般都用作固定频率振荡器和要求不太高的场合。它的振荡频率是:当 3 节 RC 网络的参数相同时:f 0 = 1 2π 6RC 。频率一般为几十千赫。 2) RC 桥式振荡电路 RC 桥式振荡电路的性能比 RC 相移振荡电路好。它的稳定性高、非线性失真小,频率调节方便。它的振荡频率是:当 R1=R2=R 、 C1=C2=C 时 f 0 = 1 2πRC 。它的频率范围从 1 赫~ 1 兆赫。 7. 调幅和检波电路 广播和无线电通信是利用调制技术把低频声音信号加到高频信号上发射出去的。在接收机中还原的过程叫解调。其中低频信号叫做调制信号,高频信号则叫载波。常见的连续波调制方法有调幅和调频两种,对应的解调方法就叫检波和鉴频。 7.1 调幅电路 调幅是使载波信号的幅度随着调制信号的幅度变化,载波的频率和相位不变。能够完成调幅功能的电路就叫调幅电路或调幅器。 调幅是一个非线性频率变换过程,所以它的关键是必须使用二极管、三极管等非线性器件。根据调制过程在哪个回路里进行可以把三极管调幅电路分成集电极调幅、基极调幅和发射极调幅 3 种。下面举集电极调幅电路为例。 上图是集电极调幅电路,由高频载波振荡器产生的等幅载波经 T1 加到晶体管基极。低频调制信号则通过 T3 耦合到集电极中。C1 、 C2 、 C3 是高频旁路电容, R1 、 R2 是偏置电阻。集电极的 LC 并联回路谐振在载波频率上。如果把三极管的静态工作点选在特性曲线的弯曲部分,三极管就是一个非线性器件。因为晶体管的集电极电流是随着调制电压变化的, 所以集电极中的 2 个信号就因非线性作用而实现了调幅。由于 LC 谐振回路是调谐在载波的基频上,因此在 T2 的次级就可得到调幅波输出。 7.2 检波电路 检波电路或检波器的作用是从调幅波中取出低频信号。它的工作过程正好和调幅相反。检波过程也是一个频率变换过程,也要使用非线性元器件。常用的有二极管和三极管。另外为了取出低频有用信号,还必须使用滤波器滤除高频分量,所以检波电路通常包含非线性元器件和滤波器两部分。下面举二极管检波器为例说明它的工作原理。 上图是一个二极管检波电路。VD 是检波元件, C 和 R 是低通滤波器。当输入的已调波信号较大时,二极管 VD 是断续工作的。正半周时,二极管导通,对 C 充电;负半周和输入电压较小时,二极管截止, C 对 R 放电。在 R 两端得到的电压包含的频率成分很多,经过电容 C 滤除了高频部分,再经过隔直流电容 C0 的隔直流作用,在输出端就可得到还原的低频信号。 8. 调频和鉴频电路 调频是使载波频率随调制信号的幅度变化,而振幅则保持不变。鉴频则是从调频波中解调出原来的低频信号,它的过程和调频正好相反。 8.1 调频电路 能够完成调频功能的电路就叫调频器或调频电路。常用的调频方法是直接调频法,也就是用调制信号直接改变载波振荡器频率的方法。下图画出了它的大意,图中用一个可变电抗元件并联在谐振回路上。用低频调制信号控制可变电抗元件参数的变化,使载波振荡器的频率发生变化。 8.2 鉴频电路 能够完成鉴频功能的电路叫鉴频器或鉴频电路,有时也叫频率检波器。鉴频的方法通常分二步,第一步先将等幅的调频波变成幅度随频率变化的调频 — 调幅波,第二步再用一般的检波器检出幅度变化,还原成低频信号。常用的鉴频器有相位鉴频器、比例鉴频器等。 关注微信公众号『玩转嵌入式』,后台回复“128”获取干货资料汇总,回复“256”加入技术交流群。 精彩技术文章推荐 01 |数字电路和模拟电路到底有什么区别 02 |电路板也分硬和软?PCB和FPC的区别。 03 |集成电路史上著名的十个人,有几个中国人? 04 |PCB的诞生,奠定了电子行业发展的基础 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2020-11-09 关键词: 信号 模拟电路

  • 模拟电路之三极管

    点击上方“果果小师弟”,选择“置顶/星标公众号” 干货福利,第一时间送达!   晶体三极管中有两种不同的极性电荷的载流子参与导电,故称之为双极型晶体管(BJT)。它是一种电流控制电流的半导体器件,具有电流放大作用,其主要作用是把微弱输入信号放大成幅值较大的电信号,是很多常用电子电路的核心元件。三极管的原理图符号主要有两种,如下图所示:   Q1为NPN管,Q2为PNP管,E极箭头方向代表发射结正向偏置时电流的实际方向,它们对应的基本结构如下图所示:   由三个相邻互不相同的杂质半导体叠加起来就形成了三极管的基本结构,从三个杂质半导体区域各引出一个电极,我们分别将其称之为发射极(Emitter)、集电极(Collector)、基极(Base),而对应的区域分别称为发射区、集电区、基区,相邻的两个不同类型的杂质半导体将形成PN结,我们把发射区与基区之间的PN结称之为发射结,而把基区与集电区之间的PN结称之为集电结。 三极管的实物图   三极管在实际应用中可能有三种工作状态(即放大、截止、饱和),下面我们以NPN三极管为例详细讲解三极管放大状态的工作原理。 (1)截止区:发射结反偏,集电结反偏。 (2)放大区:发射结正偏,集电结反偏。 (3)饱和区:发射结正偏,集电结正偏。 三极管工作状态        话说天下大势,分久必合,合久必分,在这片由三块半导体组成的小区域内,也上演了一部猛兽争霸史,故事就发生在如下图所示的这片区域。 在没有任何处理的NPN三极管施加了两个电压之后,如下图所示的:   要使NPN管处于放大状态,施加在CE结两端的电压Vce比施加在BE结的电压Vbe要大,因此,NPN管三个极的电位大小分别是:VC>VB>VE,(发射极电位Ve为参考电位0V),这样一来,三极管的发射结是正向偏置,而集电结是反向偏置,这就是三极管处于放大状态的基本条件。   (在电压连接的一瞬间)假设基-射(发射结)偏置电压Vbe=5V,而集-射极偏置电压Vce=12V,两个N型半导体与P型半导体形成了两个PN结,BE结(发射结)正向电压偏置而导通将基极电位限制在0.7V(硅管),而集电极电位由于PN结反向偏置截止而为12V(瞬间电位,此时集电极电流还没有),如下图所示:   好,一切已经就绪,一场战争马上就要开始了!当发射结外加正向电压Vbe(正向偏置)时,由于发射区的掺杂浓度很高(三个区中最高),而基区的掺杂浓度最低,发射区的多数载流子电子将源源不断地穿过发射结扩散到基区(因浓度差而引起载流子由高浓度区域向低浓度区域的转移,称为扩散),形成发射结电子扩散电流Ien(该电流方向与电子运动方向相反)。   与此同时,基区的多数载流子空穴也扩散至发射区,形成空穴扩散电流Iep(该电流方向与Ien相同),很明显,Iep相对于Ien而言很小,然而,革命的力量是不分大小的!Ien与Iep两者相 加即为发射极电流Ie,如下图所示:   从发射区扩散到基区的多数载流子电子在发射结附近浓度最高,离发射结越远浓度越低,从而形成了一定的电子浓度差,这种浓度差使得扩散到基区的电子继续向集电结方向扩散。   在电子扩散的过程中,有一小部分电子与基区的多数载流子空穴复合,从而形成基区电流Ibn。我们知道:基区很薄且掺杂浓度低,因此,电子与空穴复合机会少,基区电流Ibn也很小,大多数电子都将被扩散到集电结,如下图所示:      由于集电结是反向偏置电压,空间电荷区的内电场被进一步加强(PN结变宽),这样反而对基区扩散到集电结边境的载流子电子有很强的吸引力(电子带负电,同性相斥异性相吸),使它们很快漂移过集电结(电场的吸引或排斥作用引起的载流子移动叫做漂移),从而形成集电极电流Icn(方向与电子漂移方向相反)。很明显,Icn=Ien-Ibn,因为百万大军一小部分在基区,剩下的大部分在集电区,如下图所示:   在多数载流子电子进入到集电区后,集电区(N型)的少数载流子空穴与基区(P型)的少数载流子电子也会产生漂移运动,形成了电流Icbo,而另有一些会跨过基区到达发射区从而形成Iceo,如下图所示:        Icbo表示集电极-基极反向饱和电流,Iceo表示集电极-发射极反向饱和电流(也统称为穿透电流),它们不受发射结电压Vbe控制,也不对电流的放大做出贡献,只取决于温度和少数载流子的浓度,当然是越小越好。在相同条件下,硅管的穿透电流比锗管小,在某些大功率应用场合,还必须外接穿透电流释放电阻,防止穿透电流引起三极管过热而损坏。   在三极管的放大状态下,只要控制外加发射结电压Vbe,基极电流IB也会随之变化,继而控制发射区的多数载流电子数量,最终也将控制集电极的电流IC。从三极管放大的原理上可以看出,所谓的“放大”并不是将基极电流IB放大,只不过是用较小的基极电流IB值来控制较大的集电极电流IC值,从外部电路来看就好像是IB被放大一样,这与“四两拔千斤”也是一个道理。       如果上面的过程显得太麻烦的话,总结就三句话:       1.发射结加正向电压,扩散运动形成发射极电流Ie。2.扩散基区的自由电子与空穴的复合运动系形成了基极电流Ib。3.集电结加反向电压,漂移运动形成集电极电流Ic。 直流放大特性        就像铭记二极管的单向导电特性一样,只要谈起三极管就要想到“ 电流放大”。结论是: 三极管是一个具有电流放大功能的器件,三极管b极上的小电流可以控制c极的大电流。   为了让这个枯燥的概念形象些, 我们用一幅画来比喻三极管的电流放大作用。把三极管比作一个水箱, 其排水管由阀门控制,只要微调阀门就能控制排水管的流量。水箱好像三极管的c极,阀门就好像b极,而排水管相当于e极。当三极管b极获得如图所示的微小偏置电压后(+0.7V) ,就好像阀门被打开一样, 水得以从水箱向下快速流出一电流从c 极流向e极。且三极管b极偏置电压消失,就好像阀门关上了一样,c极到e极也就没有电流了。 END 往期精彩回顾 微电网模拟系统—2017年电赛A题 2020年全国大学生电子设计竞赛来了! CPU就是一个坏女人 如何做一名合格的研究生? 最专业的嵌入式开发调试工具 基于STM32的MLX90614人体红外测温枪 B站粉丝显示器 基于SYN7318智能家居语音识别系统的设计 如果觉得文章对你有帮助,分享、点赞、在看,您的支持是我们不断创作的激励! 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2020-11-02 关键词: 电子元器件 三极管 模拟电路

  • 如何避免最糟糕的情况发生?当然是尽快改善动态环路响应啦~

    点击蓝字进入亚德诺半导体,然后右上角“设为标星”吧~ DC-DC转换器通过反馈控制系统,将不断变化的输入电压转换为(通常)固定的输出电压。反馈控制系统应尽量保持稳定,以避免出现振荡,或者发生最糟糕的情况:输出未经调节的输出电压。控制系统的速度应尽可能快,以响应动态变化,例如快速输入电压变化或输出端的负载瞬态,并最大程度地减少调节后的输出电压偏差。为了表示控制环路的行为,可以使用典型的Bode图来显示环路的相移和增益随频率的变化。此控制环路可以通过模拟或数字技术实现。 有些数字电源提供控制环路优化,可以极快地对动态影响做出响应。图1为 ADP1055 控制器IC的电路示例,该电路具有数字控制环路优化功能。数字控制器为设计人员提供诸多控制功能,有些甚至在运行期间也可以进行动态控制。图2展示了可通过ADP1055评估软件控制的各种ADP1055功能。 图1. ADP1055数字开关稳压器的全桥应用。 图2. 数字电源使得设计人员能够通过图形用户界面,轻松管理电源参数。 非线性增益/响应函数提供了一项与控制环路相关的极为有趣的设置选项,该设置通过滤波器按钮访问。非线性增益/响应 支持对控制环路实现动态,例如,在负载瞬变之后立即进行动态调整。电源在经历很大的负载瞬变之后,其输出电压通常 在理想的整流电压值上下浮动。在仅采用模拟器件的控制环路中,选择控制环路和电源功率级器件,可以最大程度降低电压在大部分可预期情况下的浮动。数字可调控制环路(例如ADP1055中的一个特征)的优势在于:可以即使调整环路的响应,以在差异甚大的各种情形下实现补偿。 图3显示了控制此功能的界面。图中用蓝色曲线表示输出电压在经历由高至低的负载瞬变后的典型行为。可以看出,稳压器输出端的电压响应通常会出现过冲。当输出电压超过某些阈值时,可以通过简单增加控制环路增益来最大程度减小过冲。 图3. 根据输出电压状态设置控制环路增益。 在图3的示例中,设置的标称输出电压为12 V。可调控制环路增益可以设置为多个值,具体由输出电压决定。例如,如果因为 误差放大器的增益增加,使得电压升高至12.12 V以上,则可以在对应的下拉菜单中设置控制环路。还有三个其他的电压阈值高 于12.12 V,可以使用独立的增益设置。注意,这些增益设置与在设计稳压环路时设置的极点和零点完全无关。 通过可调、基于电压的增益设置可以查找更快响应电压过冲的控制环路设置,由此优化输出电压反馈控制的质量。注意,正 常工作时,经优化的控制环路特性不会受到影响。可以使用数字控制器(例如ADP1055)在特定条件下(例如在经历负载瞬变之后)动态调节控制环路,但采用传统的模拟控制环路时则很难实现。 ADP1055 工作温度范围为−40 °C至+125 °C,125 °C时的EEPROM数据保持期限为15年 兼容PMBus修订版1.2 带命令屏蔽的32位密码保护 64个地址选择(16个基址,可扩展至64个) 6个PWM控制信号,625 ps分辨率 占空比双倍更新速率 数字控制环路(PID + 额外极点或零点可配置能力) 可编程环路滤波器(CCM、DCM、低温/正常温度) 频率同步 软启动和软停止功能 平均和峰值恒流模式 外部PN结温检测 4个GPIO(2个GPIO可配置为有源箝位PWM) 快速线路电压前馈 用于优化效率的自适应停滞时间补偿 扩展黑盒数据录制能力以记录故障 如果你需要ADI Power领域的技术支持,那么就来论坛找我吧~ 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2020-10-28 关键词: 数字电源 模拟电路

  • 干货!一文详解模拟电路中常用的电阻参数

    电阻是一个普通的元件,却有不普通的门道。电阻的参数有很多,平时我们一般关注值、精度、额度功率,这三个指标合适即可。 诚然,在数字电路中,我们无需关注太多的细节,毕竟只有1和0的数字里面,不大计较微乎其微的影响。但是在模拟电路中,当我们使用精准的电压源,或者对信号进行模数转换,又或者放大一个微弱的信号时,阻值的小小变动都会带来很大的影响了。在与电阻斤斤计较的时候,当然就是在处理模拟信号的场合了,后面就根据模拟电路应用分析下电阻各参数的影响。 01电阻的额度阻值 电阻的额度阻值的选择往往被应用固定了,比如对一个LED灯限流,或者对某个电流信号取样,电阻的阻值基本没有其他选择。但是有些场合,对电阻的选择却有多种,比如对一个电压信号进行放大。如图1所示,放大倍数跟R2与R3的比例有关,与R2、R3的值无关。 这时选择电阻的阻值还是有根据的: 电阻阻值越大,热噪声就越大,放大器的性能就越差; 电阻阻值越小,工作时电流越大,电流噪声也就越大,放大器的性能就越差; 这是很多放大电路的电阻是几十K的原因了,有需要用到大阻值的地方,或者是使用电压跟随器,或者使用T型网络来避免。  同相放大器 02电阻的精度 电阻的精度很好理解,这里不啰嗦了。电阻的精度一般有1%和5%,精密的要0.1%等。0.1%的价格大约是1%的十倍,1%的价格大约是5%的1.3倍。 一般地,精度代号A=0.05%、B=0.1%、C=0.25%、D=0.5%、F=1%、G=2%、J=5%、K=10%、M=20%。 03电阻的额度功率 电阻的功率本来很简单,但是往往容易用得不恰当。比如2512的贴片电阻,额度功率是1W,根据电阻的规格书,温度超过70摄氏度时,电阻就要降额使用。 2512的贴片电阻到底能用到多大的功率呢? 在常温下,如果PCB焊盘没有特殊散热处理,2512的贴片电阻功率达到0.3W时,温度就可能要超过100甚至120摄氏度了。在125摄氏度的温度下,根据温度降额曲线,2512的额度功率需降额到30%了。这种情况在任何封装的电阻都需要注意的,不要迷信标称功率,关键的位置最好再三确认避免留下隐患。 04电阻的耐压值 电阻的耐压值一般比较少提,特别是新手,往往没有什么概念,以为电容才有耐压值。电阻两端能够施加的电压,一个是由额度功率决定,要保证功率不超过额度功率,另外就是电阻的耐压值了。 虽然电阻体的功率不超过额度功率,但是过高的电压会导致电阻不稳定、电阻引脚间爬电等故障,在使用时需根据使用的电压选择合理的电阻。 部分封装的耐压值包括:0603=50V,0805=100V,1206至2512=200V,1/4W插件=250V。而且,时间应用中,电阻上的电压应该比额度耐压值小20%以上,不然时间一长就容易出问题了。 05电阻的温度系数 电阻温度系数是描述电阻随温度变化的参数。这个主要由电阻的材料决定的,一般厚膜片式电阻0603以上的封装都可以做到100ppm/℃,意思就是该电阻环境温度变化25摄氏度时,电阻值有可能变化了0.25%。如果是12bit的ADC,0.25%的变化也就是10个LSB了。 所以像AD620这样的运放,仅靠一个电阻调整放大倍数的,很多老工程师不会贪方便而使用,他们会使用常规电路,通过两个电阻的比例调节放大倍数,当电阻是相同类型的电阻时,温度引起的阻值变化不会带来比例的变化,电路就更稳定。在要求更高的精密仪表,会使用金属膜电阻,他们的温漂做到10至20ppm是容易的,当然也就贵点。 总之,在仪表类的精密应用中,温度系数绝对是很重要的一个参数,电阻不精准可以在校准时调整参数,电阻随外界温度的变化是控制不了的。 06电阻的结构 电阻的结构比较多,这里提下能想起来的应用。 机器的启动电阻,一般是用电阻对大容量的铝电解进行预充电,充满铝电解后闭合继电器接通电源工作。这种电阻需要耐冲击,最好使用大绕线电阻,电阻的额度功率不是很重要,但瞬时功率却很高,普通的电阻难满足要求。 高压应用,比如电容放电的电阻,实际工作电压超过500V,最好使用高压玻璃釉电阻而不是普通的水泥电阻。 尖峰吸收的应用,比如可控硅模块两端需要并联RC做吸收,做dv/dt保护,最好就实现无感绕线电阻,这样才能对尖峰有良好的吸收性能并且不容易被冲击损坏。 ------------ END ------------ 来源:传感器与检测技术 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2020-10-27 关键词: 电阻 模拟电路

  • 模拟电路的精髓:运放,该如何选型?

    运放是模拟电路中非常常用的电子元器件可以起到小信号的放大作用、实现不同电压的比较等作用。运放电路设计起来很不容易,在型号选择上一定要谨慎。下面和大家分享一下运放选型的方法。 1 从供电电源方面来考虑 运放多数都是即可以双电源供电,又可以单电源供电的,而有的运放却只支持单电源供电,并且供电范围也不相同。在选择运放时,供电范围一定要考虑清楚供电参数,以防止因供电问题导致运放电路不能正常工作。 2 是否是轨到轨应用 轨到轨有输入和输出之分,多数情况下是指输出轨到轨,即满幅输出,输出信号能达到电源的幅值。如果用在精密放大、对输入输出关系要求线性要求较高、输出幅值要求能达到电源幅值,必须使用轨到轨的运放。如果不要求线性输出或者仅仅用作比较,则可以考虑非轨到轨运放。如常用的LM358是非轨到轨运放。 3 考虑共模抑制比 共模抑制比用CMRR来表示,是指对两个输入端上的共模信号的抑制能力,定义式表示为对差模信号的电压增益与共模信号电压增益的比值,表示了差模输入时抑制共模干扰信号能力,是衡量了运算放大器对输入信号共模信号的抑制能力。在设计运放电路时一定要考虑共模信号的输入范围,防止电路不能正常工作。 4 是否是精密运放 在放大微弱信号时,对运放的精密性要求比较高,需要考虑输入失调电压,是否存在零漂。在使用一些模拟类传感器时,可能会发现这样的说明:输入为零时,输出信号不大于多少。运放都存在输入失调电压的情况,即输入为零时,输出不为零,需要电路调整。 5 其他参数 其他参数,如工作温度范围、封装形式、运放通道数、价格等。 总之,运放的选择是比较复杂的,不同运放之间,价格相差巨大,一定要根据实际使用情况,正确选择运放参数。 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2020-10-26 关键词: 运算放大器 模拟电路

  • 模拟电路中常用电阻参数详解

    关注+星标公众号,不错过精彩内容 来源 | 传感器与检测技术 电阻是一个普通的元件,却有不普通的门道。电阻的参数有很多,平时我们一般关注值、精度、额度功率,这三个指标合适即可。 诚然,在数字电路中,我们无需关注太多的细节,毕竟只有1和0的数字里面,不大计较微乎其微的影响。但是在模拟电路中,当我们使用精准的电压源,或者对信号进行模数转换,又或者放大一个微弱的信号时,阻值的小小变动都会带来很大的影响了。在与电阻斤斤计较的时候,当然就是在处理模拟信号的场合了,后面就根据模拟电路应用分析下电阻各参数的影响。 01电阻的额度阻值 电阻的额度阻值的选择往往被应用固定了,比如对一个LED灯限流,或者对某个电流信号取样,电阻的阻值基本没有其他选择。但是有些场合,对电阻的选择却有多种,比如对一个电压信号进行放大。如图1所示,放大倍数跟R2与R3的比例有关,与R2、R3的值无关。 这时选择电阻的阻值还是有根据的: 电阻阻值越大,热噪声就越大,放大器的性能就越差; 电阻阻值越小,工作时电流越大,电流噪声也就越大,放大器的性能就越差; 这是很多放大电路的电阻是几十K的原因了,有需要用到大阻值的地方,或者是使用电压跟随器,或者使用T型网络来避免。  同相放大器 02电阻的精度 电阻的精度很好理解,这里不啰嗦了。电阻的精度一般有1%和5%,精密的要0.1%等。0.1%的价格大约是1%的十倍,1%的价格大约是5%的1.3倍。 一般地,精度代号A=0.05%、B=0.1%、C=0.25%、D=0.5%、F=1%、G=2%、J=5%、K=10%、M=20%。 03电阻的额度功率 电阻的功率本来很简单,但是往往容易用得不恰当。比如2512的贴片电阻,额度功率是1W,根据电阻的规格书,温度超过70摄氏度时,电阻就要降额使用。 2512的贴片电阻到底能用到多大的功率呢? 在常温下,如果PCB焊盘没有特殊散热处理,2512的贴片电阻功率达到0.3W时,温度就可能要超过100甚至120摄氏度了。在125摄氏度的温度下,根据温度降额曲线,2512的额度功率需降额到30%了。这种情况在任何封装的电阻都需要注意的,不要迷信标称功率,关键的位置最好再三确认避免留下隐患。 04电阻的耐压值 电阻的耐压值一般比较少提,特别是新手,往往没有什么概念,以为电容才有耐压值。电阻两端能够施加的电压,一个是由额度功率决定,要保证功率不超过额度功率,另外就是电阻的耐压值了。 虽然电阻体的功率不超过额度功率,但是过高的电压会导致电阻不稳定、电阻引脚间爬电等故障,在使用时需根据使用的电压选择合理的电阻。 部分封装的耐压值包括:0603=50V,0805=100V,1206至2512=200V,1/4W插件=250V。而且,时间应用中,电阻上的电压应该比额度耐压值小20%以上,不然时间一长就容易出问题了。 05电阻的温度系数 电阻温度系数是描述电阻随温度变化的参数。这个主要由电阻的材料决定的,一般厚膜片式电阻0603以上的封装都可以做到100ppm/℃,意思就是该电阻环境温度变化25摄氏度时,电阻值有可能变化了0.25%。如果是12bit的ADC,0.25%的变化也就是10个LSB了。 所以像AD620这样的运放,仅靠一个电阻调整放大倍数的,很多老工程师不会贪方便而使用,他们会使用常规电路,通过两个电阻的比例调节放大倍数,当电阻是相同类型的电阻时,温度引起的阻值变化不会带来比例的变化,电路就更稳定。在要求更高的精密仪表,会使用金属膜电阻,他们的温漂做到10至20ppm是容易的,当然也就贵点。 总之,在仪表类的精密应用中,温度系数绝对是很重要的一个参数,电阻不精准可以在校准时调整参数,电阻随外界温度的变化是控制不了的。 06电阻的结构 电阻的结构比较多,这里提下能想起来的应用。 机器的启动电阻,一般是用电阻对大容量的铝电解进行预充电,充满铝电解后闭合继电器接通电源工作。这种电阻需要耐冲击,最好使用大绕线电阻,电阻的额度功率不是很重要,但瞬时功率却很高,普通的电阻难满足要求。 高压应用,比如电容放电的电阻,实际工作电压超过500V,最好使用高压玻璃釉电阻而不是普通的水泥电阻。 尖峰吸收的应用,比如可控硅模块两端需要并联RC做吸收,做dv/dt保护,最好就实现无感绕线电阻,这样才能对尖峰有良好的吸收性能并且不容易被冲击损坏。 ------------ END ------------ 推荐阅读: 什么是Cortex-M内核的MPU 程序猿如何选择开源协议? 线程、进程、多线程、多进程 和 多任务  关注 微信公众号『strongerHuang』,后台回复“1024”查看更多内容,回复“加群”按规则加入技术交流群。 长按前往图中包含的公众号关注 点击“ 阅读原文 ”查看更多分享,欢迎点分享、收藏、点赞、在看。 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2020-10-25 关键词: 电阻 模拟电路

  • 模电之美在于什么?

    关注+星标公众号,不错过精彩内容 参考:知乎 来源:捷配电子工程师笔记 参考资料: https://www.zhihu.com/question/29292285 模电之美,在于严谨,在于工整,在于创造……关于她的美,你怎么看? @Yike 关于模拟电路的美,可以分为几种。 第一种在于工整。好些基础的模块,像电流镜,输入对,都是对称的。 第二种美在于精巧。还是拿电流镜来说,就那么连一连,输入的电流就能和输出的电流相等。 第三种美在于严谨。在沙子提炼的硅片上面,制作出那么小的器件。这些小小的器件,都严格地遵循预想的定律。 第四种之美在于系统。设计一个运放,放在反馈环里面,来放大输入信号。多么简单,却又是多聪明。 @王·费力克厮 模拟之美在于模糊,参数大一点小一点只要大方向没错都无所谓,豪放洒脱。 模拟之美在于思维碰撞,看过的各式各样的电路不知道哪天在哪个工程应用中就用上了,完全没必要背,图形记忆法这是艺术家才配有的体验。 模拟之美在于简洁干练,几个管子就能搞定的事情想想就够潇洒。画电路最基本也最灵动,如果说CAD和机械设计类比为工笔或素描,那电路图就一定是泼墨山水写意花鸟印象派… @狄士尼在逃公主 模电如人生,在不完美中追求完美! @彼岸 热恋中的女人的心就像被加了一个差动放大器,男朋友的一切优点都被当成差模信号被放大,而他的缺点都被选择为共模信号抑制掉了。 男人的心就像是三极管放大器,恋爱时是共基极的,你的付出总可以在他那得到几百倍的回报,但是结婚后,就改成了共集电极了,往往你的付出都是得不到等价的输出了,兴许过了七年之痒,没心肺的那部分男人还会变成共射极,这时候的输出虽然放大很多,却是反相了,和你的期望完全不同了。 @小文文 我觉得模电的美,模电的魅力在于:一个电路图,乍一看,不明白;仔细一看,还是不明白;理论分析成功了,还是一知半解;直到某一天,遇到了实际问题,经过各种折腾,才恍然大悟! @Zeicold 当我第一次看到 经验公式 这个词的时候我就知道这个科目不适合我。。。 @李市民得知自己模电过了的时候感觉世界真的很美简称模电很美。 @三板斧的程咬金 在于用简单产生出复杂的暴力美学。只有电子一种主体,通过电阻,电感,电容,三极管四种基本器件的排列组合,演化出无数种电路。 @朱帅 美在当你搞懂这个电路后,你会发现哇这群家伙怎么这么聪明,他们怎么想到的? @J博士 以巧夺天工之技,将信号玩弄于股掌之间 @邵俊 在于收音机,6-9个三极管,配合一些元件,就可以组装台多波段收音机,接收全世界的电波。春雷3P5就是模电之美的体现。 @刘陶然 玩玩音响,做做功放。你会有自己的答案 总结: 模电之美源自她的规则。感受其美,自由创造! 推荐阅读: C++中字符编码的转换 什么是Cortex-M内核的MPU ELF相比Hex、Bin文件格式有哪些与众不同? 关注 微信公众号『strongerHuang』,后台回复“1024”查看更多内容,回复“加群”按规则加入技术交流群。 长按前往图中包含的公众号关注 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2020-10-22 关键词: 信号 模拟电路

  • 关于射频电路的那些疑难杂症,你知道如何解决吗?

    关于射频电路的那些疑难杂症,你知道如何解决吗?

    什么是射频电路板?你知道如何设计吗?射频电路板设计由于在理论上还有很多不确定因素,因此统称为“疑难杂症”。对于初入茅庐的工程师而言,缺乏实战经验,自己独立应变能力较差,本文更适合给刚刚踏入电源行业的工程师,希望有助于工程师们遇到那些“疑难杂症”时,可以从容应对。 不过,在实际设计时,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。 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。 一、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; 二、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。 三、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。 四、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。 五、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、有效地抑制串扰 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。以上就是射频电路板解析,希望能给大家帮助。

    时间:2020-10-21 关键词: 数字电路 疑难杂症 模拟电路

  • 你会布线吗?你知道怎样突破布线水平的瓶颈吗?

    你会布线吗?你知道怎样突破布线水平的瓶颈吗?

    你知道怎样突破布线水平的瓶颈吗?对于PCB工程师而言,布线不仅仅耗时还耗力的重要环节,同时也是考验PCB工程师的真实技术水平的环节。想做出一款不错PCB板,布线工作是不容忽视的基础环节,那么,如何突破布线水平瓶颈,还能让PCB布线更完美呢? 1、遵循PCB布线规则 这是对PCB设计者最基本的要求,也是基础。PCB布线一般应遵循如下规则: a)印制导线布线层数根据需要确定。布线占用通道比一般应在50%以上; b)根据工艺条件和布线密度,合理选用导线宽度和导线间距,力求层内布线均匀,各层布线密度相近,必要时缺线区应加辅助非功能连接盘或印制导线; c)相邻两层导线应布成相互垂直斜交或弯曲走线,以减小寄生电容; d)印制导线布线应尽可能短,特别是高频信号和高敏感信号线;对时钟等重要信号线,必要时还应考虑等延时布线; e)同层上布设多种电源(层)或地(层)时,分隔间距应不小于1mm; f)对大于5×5mm2的大面积导电图形,应局部开窗口; g)电源层、地层大面积图形与其连接盘之间应进行热隔离设计,如图10所示,以免影响焊接质量; h)其它电路的特殊要求应符合相关规定。 2、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。所以对电源、地线的布线要认真对待,把电源、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:众所周知的是在电源、地线之间加上去藕电容。 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,最精细宽度可达0.05~0.07mm,电源线为1.2~2.5mm。 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,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。 3、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,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的问题,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,整个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。 4、信号线布在电源层或地层上 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,可以考虑在电源层或地层上进行布线。 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。 5、设计规则检查(DRC) 布线设计完成后,需认真检查布线设计是否符合设计者所制定的规则,同时也需确认所制定的规则是否符合印制板生产工艺的需求,一般检查有如下几个方面: a)线与线,线与元件焊盘,线与贯通孔,元件焊盘与贯通孔,贯通孔与贯通孔之间的距离是否合理,是否满足生产要求。 b)电源线和地线的宽度是否合适。电源与地线之间是否紧耦合。在PCB中是否还有能让地线加宽的地方。 c)对于关键的信号线是否采取了最佳措施,如长度最短,加保护线,输入线及输出线被明显地分开。 d)模拟电路和数字电路部分,是否有各自独立的地线。后加在PCB中的图形(如图标、注标)是否会造成信号短路。 e)对一些不理想的线形进行修改。 f)在PCB上是否加有工艺线。阻焊是否符合生产工艺的要求,阻焊尺寸是否合适,字符标志是否压在器件焊盘上,以免影响电装质量。 g)多层板中的电源地层的外框边缘是否缩小,如电源地层的铜箔露出板外,则容易造成短路。以上就是突破布线水平的瓶颈的方法解析,希望能给大家帮助。

    时间:2020-10-21 关键词: 数字电路 布线 模拟电路

  • 模拟电路怎样才算入门了?看这14点!

    很多初学者问,怎么学习模拟电路,我得回答是:看模拟电路的书籍。朋友说,这样说太笼统了,让我仔细说一说。其实我也不知道从何说起。就把我认为该掌握的一些要点列举一下,仅共参考,如有不妥之处,敬请批评指正。 1、 掌握二极管,三极管,场效应的特性以及主要参数。这些是最常用到的器件。 2、 掌握半桥和全桥整流的形式,最长用的RC滤波,和LC滤波以及“拍”型滤波电路的应用场合,理解这些元器件的参数选取。 3、 掌握单管共射(共源)、共集(共漏)、共基(共栅)放大电路的组成,工作原理、特点及直流和交流等效电路分析法.牢记测试三极管和场效应管的法则,并能识别管子的管脚。 4、 知道差模信号和共模信号的概念,双端输入和单端输入的区别,零点漂移的原因以及克服他的方法。 5、 通用集成运算放大器的组成、工作原理及其主要特性,学会用分析理想运放的方法。 6、 正确理解什么是反馈,掌握判别电路是否存在反馈?是正反馈还是负反馈?是交流反馈还是直流反馈,是电压反馈还是电流反馈?是串联反馈还是并联反馈? 7、 掌握由理想运放放大器组成的反相、同相比例电路,加法运算电路,减法运算电路、积分电路和微分电路,乘法电路,指数电路和对数电路的原理,学会设计滞后比较器。 8、 了解频率响应和失真的概念。理解单管放大电路或者运放放大电路的 f L 、 f H 计算。 9、 掌握单门限电压比较器的电路组成、工作原理及传输特性。 10、 掌握正弦波振荡电路的振荡条件和 RC 桥式正弦波振荡电路的电路组成,振荡频率的计算,了解稳幅原理,知道最常用的典型的波形发生器电路。 11、 理解三点式 LC ,RC正弦波振荡电路结构及其工作原理,以及石英晶体振荡器的工作原理,知道有源晶振和无源晶振的有缺点。 12、 了解功率放大器的三种工作状态,甲类、乙类和甲乙类的工作特点以及功率、效率、非线性失真的物理概念和相互关系。最长用的OTL功放电路的特点以及应用场合。 13、 掌握三相电路的特点,无功功率,有功功率,功率因数。怎样提高功率因数。 14、 知道什么是调谐和解调。 还有很多的方面都没有设计到,只是泛泛的列举了几条,肯定需要的知识还是很多的。 -END- | 整理文章为传播相关技术,版权归原作者所有 | | 如有侵权,请联系删除 | 【1】必看!什么是PCB回流?又该如何解决? 【2】PCB与FPC之间有什么区别?你都知道吗? 【3】PCB板层设计居然也与电磁兼容性原来有这么大关系?! 【4】动图解读:国外PCB怎么制作的! 【5】超实用!PCB设计规则中英文对照一览 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2020-10-14 关键词: 电源设计 模拟电路

  • 模拟电路怎样才算入门了?请掌握这14点!

    模拟电路怎样才算入门了?请掌握这14点!

    很多初学者问,怎么学习模拟电路,我得回答是:看模拟电路的书籍。朋友说,这样说太笼统了,让我仔细说一说。其实我也不知道从何说起。就把我认为该掌握的一些要点列举一下,仅共参考,如有不妥之处,敬请批评指正。 1、掌握二极管,三极管,场效应的特性以及主要参数。这些是最常用到的器件。 2、掌握半桥和全桥整流的形式,最长用的RC滤波,和LC滤波以及“拍”型滤波电路的应用场合,理解这些元器件的参数选取。 3、掌握单管共射(共源)、共集(共漏)、共基(共栅)放大电路的组成,工作原理、特点及直流和交流等效电路分析法.牢记测试三极管和场效应管的法则,并能识别管子的管脚。 4、知道差模信号和共模信号的概念,双端输入和单端输入的区别,零点漂移的原因以及克服他的方法。 5、通用集成运算放大器的组成、工作原理及其主要特性,学会用分析理想运放的方法。 6、正确理解什么是反馈,掌握判别电路是否存在反馈?是正反馈还是负反馈?是交流反馈还是直流反馈,是电压反馈还是电流反馈?是串联反馈还是并联反馈? 7、掌握由理想运放放大器组成的反相、同相比例电路,加法运算电路,减法运算电路、积分电路和微分电路,乘法电路,指数电路和对数电路的原理,学会设计滞后比较器。 8、了解频率响应和失真的概念。理解单管放大电路或者运放放大电路的 f L 、 f H 计算。 9、掌握单门限电压比较器的电路组成、工作原理及传输特性。 10、掌握正弦波振荡电路的振荡条件和 RC 桥式正弦波振荡电路的电路组成,振荡频率的计算,了解稳幅原理,知道最常用的典型的波形发生器电路。 11、理解三点式 LC ,RC正弦波振荡电路结构及其工作原理,以及石英晶体振荡器的工作原理,知道有源晶振和无源晶振的有缺点。 12、了解功率放大器的三种工作状态,甲类、乙类和甲乙类的工作特点以及功率、效率、非线性失真的物理概念和相互关系。最长用的OTL功放电路的特点以及应用场合。 13、掌握三相电路的特点,无功功率,有功功率,功率因数。怎样提高功率因数。 14、知道什么是调谐和解调。 还有很多的方面都没有设计到,只是泛泛的列举了几条,肯定需要的知识还是很多的。 -END- 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2020-10-12 关键词: 元器件 模拟电路

  • 卡拉OK效果器 模拟VS数字方案大比拼

      近年来KTV娱乐模式发生了较大的变化,从而导致采用前置效果器搭配后级功放应用的模式呈流行趋势,引发了娱乐行业的“卡拉OK效果器热潮”。!   卡拉OK效果器主要有模拟和数字(DSP)二类,谁优谁劣?不同厂商从自身利益出发各持己见,终端用户毕竟“见少识寡”难免偏听偏信。笔者从事卡拉OK效果器的研发已有一段时间,做过不同的数字与模拟方案,在此仅以个人的体会谈谈看法,将自己的研发成果向大家汇报,不当之处请各位同仁斧正   一 数字效果器   数字效果器的效果处理采用DSP芯片,功能可以做到很全,不但各种话筒信号的效果处理(如延时、回声次数、残响、预延时时间等)可以在一块芯片上完成,而且还可以进行均衡、移频、压幅、限幅、分频、变调等功能的开发利用。在一般人看来数字效果器是近乎完美的,厂家与商家有足够的“卖点”,用户眼花缭乱有太多可以信赖的理由,更有不少人将数字效果器繁杂的菜单与操作模式认定为“高科技”。   数字效果器无可置疑是今后的发展方向,近年来也有长足的进步,但眼前的技术瓶颈还无法完全突破,主要制约有二点:   1 目前高素质等级的芯片采购受限,技术开发平台不够,就信号保真而言仅仅是“数”、“模”转换这一关都很难过,难怪数字效果器出来的声音大都“干干的”、“死死的”。 !   2 真正做数字效果器要从DSP芯片的“底层”开始开发,“算法”如何十分关键,这一点对软件工程师要求苛刻。如果从事效果器软件开发的工程师对音乐没有足够的修养,对模拟电路没有十足的研究,最终只能“瞎子摸象”,可以做出象的尾巴,但整体出来是象、是牛、是马就不得而知了。目前国内有能力将技术与艺术相结合的人才极其匮乏,绝大多数厂家是共用为数不多的几块DSP效果模块做二次开发,结果千人一面,近亲繁殖。   二 模拟效果器   最早的国产模拟效果器出现于90年代初,当时也就是将合并机的前级部分移出,叫“卡拉OK前级”。   G模拟效果器可以选择的效果芯片较多,常用的有: 2399、65831、56031、50195等等,但素质差别很大,应用难度与最终的效果表现也不同。模拟效果芯片功能很少,可以调整话筒信号的参数不多,仅有延时时间、重复次数、混响深度(效果声音量)三种。   模拟效果器造价低廉,使用简单,声音素质就低要求的卡拉OK而言基本可行,在今后一段时间还有一定的市场;但其固有的先天不足是显而易见的。   1 传统的模拟效果器功能过于简单,用家觉得没有“新意”认为档次太低;厂家与商家拿不出“卖点”缺乏利润空间,一句话:人老珠黄。   2 模拟效果器的话筒效果处理受制于芯片,研发工程师没有多少可以发挥的空间,大家都认为现时的产品似乎技术成熟已经到了顶点,一些没有攻克的缺陷阻碍了模拟效果器的进步。65831是模拟效果器选用得最多的芯片,应用十分简单,只要照搬供应商推荐的外围电路就不会出错,声音柔和温暖;但声音的保真度差,通透性不好,高频段还有脑人的“沙沙声”。56031实际上就是“台湾版的65 831”,除了价格便宜之外其他方面不及65831。50195外围电路复杂,设计上稍有不慎就远不如65831,有应用上的难度,故大多数厂家不愿选用;50195芯片的保真度与清晰度是目前模拟效果芯片之中最好的,但声音的丰满度不够,高频段还容易发破,而且配套使用的存储器4164很容易损坏,导致机器的故障率很高。总的来说模拟效果器响应速度慢,主要优点是话筒效果柔和轻松,但有保真度、清晰度、通透性不够的明显缺点,只适合小空间的场合使用。现在KTV的房间越来越大,装修材料普遍偏硬,又大都选配专业音箱,此时模拟效果器当然成事不足败事有余。

    时间:2020-09-08 关键词: 数字电路 卡拉ok 模拟电路

  • 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 三极管 模拟电路

  • 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 音频放大器 模拟电路

  • 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

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