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  • 电容在电路中各种基本常识,你了解多少?

    电容在电路中各种基本常识,你了解多少?

    1、电压源正负端接了一个电容(与电路并联),用于整流电路时,具有很好的滤波作用,当电压交变时,由于电容的充电作用,两端的电压不能突变,就保证了电压的平稳。 当用于电池电源时,具有交流通路的作用,这样就等于把电池的交流信号短路,避免了由于电池电压下降,电池内阻变大,电路产生寄生震荡。 2、比如说什么样的电路中串或者并个电容可以达到耦合的作用,不放电容和放电容有什么区别? 在交流多级放大电路中,因个级增益及功率不同.各级的直流工作偏值就不同!若级间直接藕合则会使各级工作偏值通混无法正常工作!利用电容的通交隔直特性既解决了级间交流的藕合,又隔绝了级间偏值通混,一举两得! 3、基本放大电路中的两个耦合电容,电容+极和直流+极相接,起到通交隔直的作用,接反的话会怎么样,会不会也起到通交隔直的作用,为什么要那接呀! 接反的话电解电容会漏电,改变了电路的直流工作点,使放大电路异常或不能工作 4、阻容耦合放大电路中,电容的作用是什么? 隔离直流信号,使得相邻放大电路的静态工作点相互独立,互不影响。 5、模拟电路放大器不用耦合电容行么,照样可以放大啊?书上放大器在变压器副线圈和三极管之间加个耦合电容,解释是通交流阻直流,将前一级输出变成下一级输入,使前后级不影响,前一级是交流电,后一级也是交流电,怎么会相互影响啊,我实在想不通加个电容不是多此一举啊。 你犯了个错误。前一级确实是交流电,但后一级是交流叠加直流。三极管是需要直流偏置的。如果没有电容隔直,则变压器的线圈会把三极管的直流偏置给旁路掉(因为电感是通直流的) 6、基本放大电路耦合电容,其中耦合电容可以用无极性的吗? 在基本放大电路中,耦合电容要视频率而定,当频率较高时,需用无极电容,特点是比较稳定,耐压可以做得比较高,体积相对小,但容量做不大。其最大的用途是可以通过交流电,隔断直流电,广泛用于高频交流通路、旁路、谐振等电路。(简单理解为高频通路) 当频率较低时,无极电容因为容量较低,容抗相对增大,就要用有极性的电解电容了,由于其内部加有电解液,可以把容量做得很大,让低频交流电通过,隔断直流电。但由于内部两极中间是有机介质的,所以耐压受限,多用于低频交流通路、滤波、退耦、旁路等电路。(简单理解为低频通路) 7、请电路高手告知耦合电容起什么作用 在放大电路中,利用耦合电容通交隔直的作用,使高频交流信号可以顺利通过电路,被一级一级地放大,而直流量被阻断在每一级的内部。 8、请问用电池供电的电路中,电容为什么会充放电,起到延时的作用?高手指点谢谢。 电容是聚集电荷的,你可把它想象成个水杯,充放电就是充放水。在充电过程中,电压是慢慢的上升的,放电反之。你只需检测电容两端电压就能实现延时。如充电,开始时,电容两端电压为零,随着充电时间延长,电压逐渐上升到你设定的电压就能控制电路的开关。当然,也可反过来利用放电。延时时间与电容容量、电容漏电,充电电阻,及电压有关,有时还要把负载电阻考虑进去。 9、阻容耦合,是利用电容的通交隔直特性,防止前、后级之间的直流成分引起串扰,造成工作点的不稳定。 10、阻容耦合放大电路只能放大交流信号,不能放大直流信号,对还是错 对。电容是一种隔直流阻交流的电子元件.所以阻容耦合放大电路只能放大交流信号.放大直流信号用直接耦合放大电路。 11、放大电路中耦合电容和旁路电容如何判别? 耦合电容负极不接地,而是接下一级的输入端,旁路电容负极接地。 12、运放的多级交流放大电路如何选用电容耦合? 其实很间单,一般瓷片电容就可搞定!要效果好的话可选用钽电容。按照你输入信号的频率范围高频的可选用103,104容值的电容,对于较低频率的交流信号可选用22uF左右的电解电容。 13、放大电路采用直接耦合,反馈网络为纯电阻网络,为什么电路只可能产生高频振荡? 振荡来源于闭环的相移达到180度并且此时的环路增益是大于零的。采用纯电阻网络作为反馈网络是一定不会引入相移的,所以呢全部的相移是来自于放大器的开环电路。采用直接耦合的开环放大器在级之间是不会有电容元件引起相移的,那么能够引起相移的便是晶体管或MOS管内部的电容,这些电容都是fF,最大pF级的电容,这些电容与电路等效电阻构成的电路的谐振频率是相当高的。所以放大器采用直接耦合,反馈网络为纯阻网络只可能产生高频振荡。 14、阻容耦合放大电路的频带宽度是指(上限截至频率与下限截至频率之差)阻容耦合放大电路的上限截止频率是指(随着频率升高使放大倍数下降到原来的0.707倍,即-3dB时的频率)阻容耦合放大电路的下限截止频率是指(随着频率降低使放大倍数下降到原来的0.707倍,即-3dB时的频率)。阻容耦合放大电路的上限截止频率主要受(晶体管结电容,电路的分布电容)的影响,阻容耦合放大电路的下限截止频率主要受(隔直电容与旁路)电容的影响 15、运放的多级交流放大电路如何选用电容耦合? 其实很间单,一般瓷片电容就可搞定!要效果好的话可选用钽电容。按照你输入信号的频率范围高频的可选用103,104容值的电容,对于较低频率的交流信号可选用22uF左右的电解电容。 16、在多级放大电路里面电解电容是怎么耦合到下一级的呢在电容里面的特性不是隔直的吗,它是怎么传送过去的呢。还有为电容要通过三极管的集电极来接呢,发射机为什么不可以呢?电解电容都是在交流放大器里面工作,而交流的电流方向呈周期性变化,三极管能正常导通吗。还有NPN型的三极管的集电极不是从C到B的吗,那它的电流是怎么通过流到下一级的三极管的基极的呢。 用电解电容做耦合的放大器,都是交流放大器。电解电容在这里作“通交隔直”用。由三极管的哪个极输出,是电路形式的问题,两者都有。 17、1、怎样估算第一级放大器的输出电阻和第二级放大器的输入电阻,2、当信号源的幅度过大,在两级放大器的输出端分别会出现什么情况。3、用手在放大器的输入端晃动,观察放大器的输出端,看是否出现了什么?原因是什么? (1)第二级放大器的输入电阻就是第一级放大器的输出电阻。 (2)失真。 (3)杂波,人体感应 18、电容可以起到耦合作用?比如说什么样的电路中串或者并个电容可以达到耦合的作用,不放电容和放电容有什么区别? 在交流多级放大电路中,因个级增益及功率不同.各级的直流工作偏值就不同!若级间直接藕合则会使各级工作偏值通混无法正常工作!利用电容的通交隔直特性既解决了级间交流的藕合,又隔绝了级间偏值通混,一举两得! 19、怎么利用电容的充放电,理解滤波,去耦,旁路.....电容就是充放电。那怎么利用电容的充放电,去理解滤波,去耦,旁路..... 电容隔直流通交流,隔直流好理解,通交流不好理解,只要理解了通交流就理解了滤波、去耦和旁路。 电容就是充放电,不错。但交流电的方向,正反向交替变化。振幅的大小也做周期性变化。整个变化的图像就是一条正弦曲线。 电容器接在交流电路中,由于交流电压的周期性变化,它也在周期性的充放电变化。线路中存在充放电电流,这种充放电电流,除相位比电压超前90度外,形状完全和电压一样,这就相当于交流通过了电容器。 和交流电通过电阻是不同,交流电通过电阻,要在电阻上消耗电能(发热)。而通过电容器只是与电源做能量交换,充电时电源将能量送给电容器,放电时电容器又将电能返还给电源,所以这里的电压乘电流所产生的功率叫无功功率。 需要明确的是,电容器接在交流电路中,流动的电子(电流)并没有真正的冲过绝缘层,却在电路中产生了电流。这是因为在线路中,反向放电和正向充电是同一个方向,而正向放电和反向充电是同一个方向,就象接力赛跑,一个团队跑完交流电的正半周,另一个团队接过接力棒继续跑完交流电的负半周。理解了电容器通交流,那么,交流成份旁路到地,完成滤波也就可以理解了。 20、旁路电容和滤波电容,去耦电容分别怎么用?可以举一些实例说明。 答:这三种叫法的电容,其实都是滤波的,只是应用在不同的电路中,叫法和用法不一样。 滤波电容,这是我们通常用在电源整流以后的电容,它是把整流电路交流整流成脉动直流,通过充放电加以平滑的电容,这种电容一般都是电解电容,而且容量较大,在微法级。 旁路电容,是把输入信号中的高频成份加以滤除,主要是用于滤除高频杂波的,通常用瓷质电容、涤纶电容,容量较小,在皮法级。 去耦电容,是把输出信号的干扰作为滤除对象,去耦电容相当于电池,利用其充放电,使得放大后的信号不会因电流的突变而受干扰。它的容量根据信号的频率、抑制波纹程度而定。 21、什么是耦合电容,去耦电容,有什么特点和作用? 耦合电容是传递交流信号的,接在线路中。去耦电容是将无用交流信号去除的,一段接在线路中、一端接地。 22、关于电容有几作用,在什么情况才电容耦合,在什么情况才电容滤波? 答:电容器在电路里的十八般武艺归根到底就是两个!充电荷!放电荷! 其特性就是通交流!隔直流!电容两端加上交变电压后会随电流交变频率而不断的充放电!此时电路里就有同频率的交变电流通过!这就是电容的通交特性! 在频率合适的情况下电容对电路可视为通路!前级交流输出经电容就可传至后级电路! 而对直流来说它却是隔绝的!因为两端电压充至与电路电压相等时就不会再有充电电流了! 作用于前后级交流信号的传递时就是藕合! 作用于滤除波动成份及无用交流成分时就是滤波! 23、大家都知道,整流电路的电容滤波是利用其充放电;但是有时候滤波是利用电容对不通频率信号的容抗不同,比如旁路电容。所以分析电容滤波时到底用哪个角度分析啊? 其实不论是哪种说法都是一个道理,利用充放电的理论较笼统一些,利用容抗的的理论则更深入一些,电容的作用就是利用了其充放电的特性,看你想滤除什么成份,滤低频用大电容,滤高频用小电容,在理论上低频整流电路中的滤波和高频中的旁路是相同的都是利用了容抗的不同。 24、电容如何实现充放电、整流、滤波的功能? 电容的充电,放电,整流和滤波甚至包括它的移相,电抗等功能,都是电容的存储功能在起作用。电容之所以能够存储电荷,是利用了正负电荷之间有较强的互相吸引的特性来实现的。在给电容充电时,人们通过电源将正电荷引入正极板,负电荷引入到电容的负极板。但是正负电荷又到不了一起这是因为有一层绝缘模阻隔着它们。隔模越大越薄引力也就越大。存储的电荷也就越多。正负电荷在十个极板间是吸引住了但是如果你给它提供一个外电路它们就会能过这个外电路互相结合,也就是放电。它们毕竟是一高一低麻。形像来说电容就像一个储水池。它可以形像地说明它的整流波波的作用。 25、滤波电容充电满了之后然后对后面回路放电然后在充放循环?稳压二极管是击穿稳压还是不击穿稳压? 其实你说的很对,它在电路中就是这么一个工作的过程,但是他跟信号的频率有关系,首先看你要把电容放在电路中用着什么,当用作滤波时,它把一定频率信号滤除到地,如芯片电源前端的电容,有的则是去耦,你说的现象就像稳压关前的滤波电容和开关电源输出的滤波电容。 关于稳压管我给你举个例子吧,假如有个5V的稳压管,当电压小与5V,电压就等与它本身的电压,当电压高于5V,稳压管就把电压稳到5V,多余的电压把稳压关击穿通道第上去了 26、电容的耦合是什么具体意思啊?它和滤波有什么区别吗? 耦合指信号由第一级向第二级传递的过程,一般不加注明时往往是指交流耦合。退耦是指对电源采取进一步的滤波措施,去除两级间信号通过电源互相干扰的影响。耦合常数是指耦合电容值与第二级输入阻抗值乘积对应的时间常数。 退耦有三个目的:1.将电源中的高频纹波去除,将多级放大器的高频信号通过电源相互串扰的通路切断;2.大信号工作时,电路对电源需求加大,引起电源波动,通过退耦降低大信号时电源波动对输入级/高电压增益级的影响;3.形成悬浮地或是悬浮电源,在复杂的系统中完成各部分地线或是电源的协调匹 有源器件在开关时产生的高频开关噪声将沿着电源线传播。去耦电容的主要功能就是提供一个局部的直流电源给有源器件,以减少开关噪声在板上的传播和将噪声引导到地。 27、电容的作用是什么?我只知道滤波,就是滤除交流信号,谢谢回答。 不只是滤波,全部给你吧: 1.电容器主要用于交流电路及脉冲电路中,在直流电路中电容器一般起隔断直流的作用。 2.电容既不产生也不消耗能量,是储能元件。 3.电容器在电力系统中是提高功率因数的重要器件;在电子电路中是获得振荡、滤波、相移、旁路、耦合等作用的主要元件。 4.因为在工业上使用的负载主要是电动机感性负载,所以要并电容这容性负载才能使电网平衡。 5.在接地线上,为什么有的也要通过电容后再接地咧? 答:在直流电路中是抗干扰,把干扰脉冲通过电容接地(在这次要作用是隔直——电路中的电位关系);交流电路中也有这样通过电容接地的,一般容量较小,也是抗干扰和电位隔离作用。 28、电容器在电路中是如何起到滤波作用的?电容是开路的,交流电通过时是在给电容充电吗?电容是并联还是串联? 电容器的容抗随着两端加的交流电的频率不同而改变,Z=1/2*3.14*FC。根据需要滤除哪个频率的电流,设置不同的容值。这样就可以把不需要的电流引到地,就完成了滤波。而对需要的频率的电流,电容是通路的或阻抗很小。交流电通过时,是反复充电和放电的过程。 29、退耦电容、滤波电容、旁路电容三者都有什么作用,它们之间的区别和联系是什么? 例如,晶体管放大器发射极有一个自给偏压电阻,它同时又使信号产生压降反馈到输入端形成了输入输出信号耦合,这个电阻就是产生了耦合的元件,如果在这个电阻两端并联一个电容,由于适当容量的电容器对交流信号较小的阻抗(这需要计算)这样就减小了电阻产生的耦合效应,故称此电容为去耦电容。 旁路电容不是理论概念,而是一个经常使用的实用方法,在50--60年代,这个词也就有它特有的含义,现在已不多用。电子管或者晶体管是需要偏置的,就是决定工作点的直流供电条件。例如电子管的栅极相对于阴极往往要求加有负压,为了在一个直流电源下工作,就在阴极对地串接一个电阻,利用板流形成阴极的对地正电位,而栅极直流接地,这种偏置技术叫做“自偏”,但是对(交流)信号而言,这同时又是一个负反馈,为了消除这个影响,就在这个电阻上并联一个足够大的点容,这就叫旁路电容。后来也有的资料把它引申使用于类似情况。 滤波电容就更好理解了,电容有通交流阻直流的功效,滤波就是我可以通过选择不同的滤波电容,把一定频率的交流信号滤掉,留下想要的频率信号 30、请问耦合电容就是去耦电容么? 完全不同,耦合电容是信号传递,去耦电容是减少干扰。 31、电容去耦的原理是什么? 直流电路窜入交流信号或交流放大电路的自激回授,都会产生不良后果!为了阻止该交流成份逐级藕合放大,在级间设置电容使之回流入地!该电容就是退藕电容! 32、耦合和去耦有什么区别,耦合电容和去耦电容的作用分别是什么,在电路中如何放置,有什么原则? 藕合电容的做用是将前级的交流信号输送到下一级! 藕合电容的位置是跨接在前级的输出和后级的输入两端! 退藕电容的做用是将放大器级间窜藕的无益交流信号短路入地! 退藕电容的位置是在某输入级的对地间! 33、如何区分电子电路中的电容是滤波电容还是旁路电容啊? 滤波电容在电源电路中;旁路电容在信号电路中;其实作用是基本一样的,滤波电容:将脉动的电流成份旁路或称滤除掉并起充放电作用。旁路电容:将电路中的高频或低频成份滤除或旁路掉。 34、请问有那位高手知道去耦电容和旁路电容的区别啊? 旁路电容不是理论概念,而是一个经常使用的实用方法,电子管或者晶体管是需要偏置的,就是决定工作点的直流供电条件。例如电子管的栅极相对于阴极往往要求加有负压,为了在一个直流电源下工作,就在阴极对地串接一个电阻,利用板流形成阴极的对地正电位,而栅极直流接地,这种偏置技术叫做“自偏”,但是对(交流)信号而言,这同时又是一个负反馈,为了消除这个影响,就在这个电阻上并联一个足够大的点容,这就叫旁路电容。 去耦电容在集成电路电源和地之间的有两个作用:一方面是本集成电路的蓄能电容,另一方面旁路掉该器件的高频噪声。数字电路中典型的去耦电容值是0.1μF。这个电容的分布电感的典型值是5μH。0.1μF的去耦电容有5μH的分布电感,它的并行共振频率大约在7MHz左右,也就是说,对于10MHz以下的噪声有较好的去耦效果,对40MHz以上的噪声几乎不起作用。1μF、10μF的电容,并行共振频率在20MHz以上,去除高频噪声的效果要好一些。每10片左右集成电路要加一片充放电电容,或1个蓄能电容,可选10μF左右。最好不用电解电容,电解电容是两层薄膜卷起来的,这种卷起来的结构在高频时表现为电感。要使用钽电容或聚碳酸酯电容。去耦电容的选用并不严格,可按C=1/F,即10MHz取0.1μF,100MHz取0.01μF。 一般来说,容量为uf级的电容,象电解电容或钽电容,他的电感较大,谐振频率较小,对低频信号通过较好,而对高频信号,表现出较强的电感性,阻抗较大,同时,大电容还可以起到局部电荷池的作用,可以减少局部的干扰通过电源耦合出去;容量为0.001~0.1uf的电容,一般为陶瓷电容或云母电容,电感小,谐振频率高,对高频信号的阻抗较小,可以为高频干扰信号提供一条旁路,减少外界对该局部的耦合干扰。 旁路是把前级或电源携带的高频杂波或信号滤除;去藕是为保正输出端的稳定输出(主要是针对器件的工作)而设的“小水塘”,在其他大电流工作时保证电源的波动范围不会影响该电路的工作;补充一点就是所谓的藕合:是在前后级间传递信号而不互相影响各级静态工作点的元件。 有源器件在开关时产生的高频开关噪声将沿着电源线传播。去耦电容的主要功能就是提供一个局部的直流电源给有源器件,以减少开关噪声在板上的传播和将噪声引导到地。 从电路来说,总是存在驱动的源和被驱动的负载。如果负载电容比较大,驱动电路要把电容充电、放电,才能完成信号的跳变,在上升沿比较陡峭的时候,电流比较大,这样驱动的电流就会吸收很大的电源电流,由于电路中的电感,电阻(特别是芯片管脚上的电感,会产生反弹),这种电流相对于正常情况来说实际上就是一种噪声,会影响前级的正常工作。这就是耦合。 去耦电容就是起到一个电池的作用,满足驱动电路电流的变化,避免相互间的耦合干扰。 旁路电容实际也是去耦合的,只是旁路电容一般是指高频旁路,也就是给高频的开关噪声提高一条低阻抗泄防途径。高频旁路电容一般比较小,根据谐振频率一般是0.1u,0.01u等,而去耦合电容一般比较大,是10u或者更大,依据电路中分布参数,以及驱动电流的变化大小来确定。 35、如何区分电子电路中的电容是滤波电容还是旁路电容啊? 滤波电容在电源电路中;旁路电容在信号电路中;其实作用是基本一样的,滤波电容:将脉动的电流成份旁路或称滤除掉并起充放电作用。旁路电容:将电路中的高频或低频成份滤除或旁路掉。 36、高手请讲:二极管,三极管,电容。在电路中怎样起作用? 1.二极管起单向导电作用。 2.三极管在模拟电路中起放大作用,在数字电路中起开关作用。 3.电容总体来说起通交流隔直流作用,如滤波电容、耦合电容等等,根本宗旨就是“通交隔直”。 37、请问可爱的高手们!虑波电容在电路上起什么作用?谢谢你们咯!!! 低频滤波电容主要用于市电滤波或变压器整流后的滤波,其工作频率与市电一致为50Hz;而高频滤波电容主要工作在开关电源整流后的滤波,其工作频率为几千Hz到几万Hz。当我们将低频滤波电容用于高频电路时,由于低频滤波电容高频特性不好,它在高频充放电时内阻较大,等效电感较高。因此在使用中会因电解液的频繁极化而产生较大的热量。而较高的温度将使电容内部的电解液气化,电容内压力升高,最终导致电容的鼓包和爆裂。 38、电阻:具有上下拉电压的作用。电容:具有滤波整流与储能作用。二极管:具有稳压与单向电流作用。 39、电容补尝功率因数是怎么回事? 答:因为在电容上建立电压首先需要有个充电过程,随着充电过程,电容上的电压逐步提高,这样就会先有电流,后建立电压的过程,通常我们叫电流超前电压90度(电容电流回路中无电阻和电感元件时,叫纯电容电路)。电动机、变压器等有线圈的电感电路,因通过电感的电流不能突变的原因,它与电容正好相反,需要先在线圈两端建立电压,后才有电流(电感电流回路中无电阻和电容时,叫纯电感电路),纯电感电路的电流滞后电压90度。由于功率是电压乘以电流,当电压与电流不同时产生时(如:当电容器上的电压最大时,电已充满,电流为0;电感上先有电压时,电感电流也为0),这样,得到的乘积(功率)也为0!这就是无功。那么,电容的电压与电流之间的关系正好与电感的电压与电流的关系相反,就用电容来补偿电感产生的无功,这就是无功补偿的原理。 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:2021-03-09 关键词: 电容 模拟电路 耦合电容

  • 为什么我那么努力,模电还是学不会?

    小编结合自己的感受用一句话形容一下: 天书般难懂。 模电=魔电 本科模电就够痛苦了,研究生的高阶模电简直是欲仙欲死。 二极管、三极管、MOS带入门;运放、震荡电路、斩波电路显神通。 课堂上老师讲的都会了 课后又都不会了。 模电学起来不算难,应付考试也简单,刚开始用起来觉得有点难,用的时间长了,感觉越来越难。 …… 模电本身是一个非常复杂的学科,模拟电路(Analog Circuit)的含义是处理模拟信号的电子电路。自然界中绝大多数信号都是模拟信号,它们有连续的幅度值,比如说话时的声音信号。 模拟电路可以对这样的信号直接处理(当然需要先转换成电信号),比如功放能放大声音信号,广播电台能将模拟的声音信号、图像信号进行发送。 甚至可以认为,所有电路的基础都是模拟电路(即使是数字电路,其底层原理也是基于模拟电路的)。其重要性不言而喻。 大家普遍会感觉模拟电子技术不是太好学,不如数字电子技术容易理解。为什么好多人会有这种感觉呢? 对抽象能力要求高 比如分析三极管放大电路中常用到的直流等效电路和交流等效电路,分析运放电路中用到的虚短和虚断的概念等等,都需要有比较强的抽象思维能力才能理解。 缺乏工程思想 比如要用12伏的稳压二极管对输出12伏的直流电压进行稳压,输入电压是15,18或24伏都可以,但哪个更合理呢? 由于半导体器件参数的分散,存在大的偏差,并且诸如电阻器和电容器的部件通常具有大于±5%的误差,并且一些甚至更大。因此,盲目追求严谨的计算意义不大。因此,应特别注意近似计算的训练和处理工程问题的方法。要理论联系实际,加强电子技术实践能力和实验研究能力并培养工程思想。 现在大家通过网络获取信息非常方便,网络上关于模拟电子技术的知识也很多,但是好多内容都是抄来抄去的,对于新人真正要问的一些问题却避而不谈,导致一些不易理解的内容讲解的却很少,甚至根本没有讲解。 其次,许多问题没有深入思考,有些问题估计有些工作多年的工程师都没细想过,只是大家都这么用,就照着做罢了,而其实对这些基本问题的深入理解恰恰能反映出一名电子设计工程师的水平,当自己对一个知识点的掌握透彻时,自然对这门学科的理解也提高到一个新的层次。 知识系统庞大 3、运放 运放所传递和处理的信号,包括直流信号、交流信号,以及交、直流叠加在一起的合成信号。而且该信号是按“比例(有符号+或-,如:同相比例或反相比例)”进行的。不一定全是“放大”,某些场合也可能是衰减(如:比例系数或传递函数 K=Vo/Vi=-1/10)。 运放直流指标有输入失调电压、输入失调电压的温度漂移(简称输入失调电压温漂)、输入偏置电流、输入失调电流、输入失调电流温漂、差模开环直流电压增益、共模抑制比、电源电压抑制比、输出峰-峰值电压、最大共模输入电压、最大差模输入电压。 交流指标有开环带宽、单位增益带宽、转换速率SR、全功率带宽、建立时间、等效输入噪声电压、差模输入阻抗、共模输入阻抗、输出阻抗。 模电难,但是非常实用啊!可以这么说,除了硬件工程师外,不管你身处电子行业的什么岗位,学懂模电极可能成为你的核心竞争力,并为你的职业发展创造更多可能性。而现在觉得难只是没有掌握好的学习方法,其实自己脚踏实地的去学,一个一个知识点一个知识点去攻克,会发现这门课程也并没有那么难,下面给大家几个建议。 一、克服心理因素 心理上取得成功是第一步,如果不能克服心理因素,在学习的道路上你会很难坚持下去,遇到困难就容易退缩,这种问题不是我能解决的,还是放弃吧,但是如果你认为模电其实并没有那么难,毕竟身边工程师都能学会,那我觉得我也可以做到,这样在学习的过程中会更加行云流水,从心理学角度分析,其实就是首因效应的影响。所以要相信自己一定可以学懂,就像卡耐基所说:只要下定决心克服恐惧,便几乎能克服任何恐惧。因为,请记住,除了在脑海中,恐惧无处藏。 二、保持钻研精神 如果对模电知识确实看上去就是天书,那么可以重复学习,不懂多请教身边的朋友,老师。比如第一遍是看着教科书学,学的是最基础的知识,主要目的是掌握一些分析问题的方法以及几个重要的结论,知道是怎么得出来的,还有就是学会掌握几种经典的电路图。 第二遍学就是从实践中学习,这才算真正学习模电。通过实践,就会发现原来书本上的电路图纯粹是为了理论分析的,而实际要实现 他,还必须其他的电路辅助,由此才会学习到退偶,隔离,布线,信号走向等等一系列只可意会不可言传的知识。这是个漫长的过程,可能几年,甚至十几年,这就 是为什么我老师常说的:模电就像中医,数电就像西医。 三、学会利用身边各种资源。 在实际操作中,会遇到这样那样的问题,当遇到问题时候,首先要试图自己去解决,当自己的确经过思考之后还是不能解决的,就要利用身边资源去解决问题,老师,同学,论坛,这些都是要善于利用的资源。现在的各种制造商的网站都会提供样片和评估板,还有学习视频和应用手册,这些都要充分利用。特别是应用手册,是避免同学们少走弯路的神器! 四、先对一个领域入手,慢慢深入 久而久之就会发现有很多东西是相似的,可以触类旁通,这样再学另一个领域时就不会有种重头来过的感觉,会让同学感到轻松许多,以上都是我自己总结自身得到的一些感想,希望大家取其精华去其糟粕,一起开心学模电,成功做设计! 最后,模拟电路是一门非常复杂的学科,涉及的知识远不止上面所提的那些。通过课本的学习还远远不够,因为书上都是按照工作原理大致介绍,简化了很多难以理解但实际中必须考虑的问题,因此实际电路和书上的差距非常之大。比如模电书中用运放搭建的三角波发生器,用于实际电路十有八九不能工作。 不过实际电路的主要原理和书中描述是一致的。因此设计模拟电路往往需要大量的经验,有很多东西甚至难以解释无法计算得出。只有学习好理论基础的前提下,多动手实践,培养自己的工程思维才能把模电攻克。

    时间:2021-03-09 关键词: 数字电路 模电 模拟电路

  • 为什么我努力学模电,还是学不好?

    小编结合自己的感受用一句话形容一下: "老师说第一遍不懂,第二遍还是不懂,第三遍还是不懂。" 网友们是这么看模电的: 天书般难懂。 模电=魔电 本科模电就够痛苦了,研究生的高阶模电简直是欲仙欲死。 二极管、三极管、MOS带入门;运放、震荡电路、斩波电路显神通。 课堂上老师讲的都会了 课后又都不会了。 模电学起来不算难,应付考试也简单,刚开始用起来觉得有点难,用的时间长了,感觉越来越难。 …… 模电本身是一个非常复杂的学科,模拟电路(Analog Circuit)的含义是处理模拟信号的电子电路。自然界中绝大多数信号都是模拟信号,它们有连续的幅度值,比如说话时的声音信号。 模拟电路可以对这样的信号直接处理(当然需要先转换成电信号),比如功放能放大声音信号,广播电台能将模拟的声音信号、图像信号进行发送。 甚至可以认为,所有电路的基础都是模拟电路(即使是数字电路,其底层原理也是基于模拟电路的)。其重要性不言而喻。 由于数字电路、可编程器件的迅速发展,体现了很多优越特性。很多电子设备都慢慢数字化,但始终还是离不开模拟电路。目前模拟电路中最重要的器件,则非半导体器件莫属。最基本和常用的半导体器件有二极管、三极管、场效应管和运算放大器。 大家普遍会感觉模拟电子技术不是太好学,不如数字电子技术容易理解。为什么好多人会有这种感觉呢? 一些教材和资料讲解上也存在诸多问题,大家有没有这种感觉,看教材就等于看天书!下面总结了几点学习模电难的原因,大家看看自己有没有中招。 对抽象能力要求高 半导体技术与高中时学的基本电学知识有明显区别,基本电学知识有些电学的量是很明确的,有就是有,没有就是没有,但是半导体电子学有些电学量在不同电路中有时要考虑,有时又不需要考虑, 比如三极管的结电容,高频电路中不能轻易忽略,但是低频电路中就可以忽略 。 比如分析三极管放大电路中常用到的直流等效电路和交流等效电路,分析运放电路中用到的虚短和虚断的概念等等,都需要有比较强的抽象思维能力才能理解。 缺乏工程思维 模拟电子技术中经常会遇到哪个量远远大于另一个量,或者电流电压值近似相等这种描述,还有一些典型电路中电阻的取值也经常出现经验值的情况,对于刚开始学习模拟电子技术的小伙伴们可能感觉有点晕菜,不知道哪种情况可以近似,哪种情况不能近似,对于经验值则更是不知道怎么取值了。 比如要用12伏的稳压二极管对输出12伏的直流电压进行稳压,输入电压是15,18或24伏都可以,但哪个更合理呢? 由于半导体器件参数的分散,存在大的偏差,并且诸如电阻器和电容器的部件通常具有大于±5%的误差,并且一些甚至更大。因此,盲目追求严谨的计算意义不大。因此,应特别注意近似计算的训练和处理工程问题的方法。 要理论联系实际,加强电子技术实践能力和实验研究能力并培养工程思想 。 对于这种情况,其实大家可以通过仿真软件分析和实际焊接电路进行测试分析,来不断积累经验。 要把模拟电子电路学好,多想多动手是非常重要的 。 缺乏系统的学习 现在大家通过网络获取信息非常方便,网络上关于模拟电子技术的知识也很多,但是好多内容都是抄来抄去的,对于新人真正要问的一些问题却避而不谈,导致一些不易理解的内容讲解的却很少,甚至根本没有讲解。 这样接受零散的知识,不便系统学习,自然学着学着也不知道那些会了那些没学会。 其次,许多问题没有深入思考,有些问题估计有些工作多年的工程师都没细想过,只是大家都这么用,就照着做罢了, 而其实对这些基本问题的深入理解恰恰能反映出一名电子设计工程师的水平 ,当自己对一个知识点的掌握透彻时,自然对这门学科的理解也提高到一个新的层次。 知识系统庞大 下面用几个模电的重点知识给大家分析。大家可以看看自己掌握的怎么样,如果都十分清楚那么最少模电入门了,反之,就要加强基础知识的积累。 1、什么是共射、共集、共基?它们的区别是什么? 2、三极管的电流放大作用 有集电极c、基极b、发射极e、以及两个PN结:集电结和发射结。集电极面积比较大,基极厚度薄而且载流子浓度比较低。下图是个NPN型的三极管: 当发射结正偏时,电荷分布会发生变化,发射结宽度会变窄;相当于给电子打开了一扇e到b的大门集电结反偏时,电荷分布会也发生变化,集电结宽度会变宽。相当于打开了阻碍电子从c级跑出去的大门,如下方动画所示: b级会接一个大电阻RB限制电流Ib的大小,跑到b极的那些多余的电子就只好穿越集电结,形成电流Ic,如下方动画所示: 如果基极电压翻倍,电荷分布会继续发生变化,发射结宽度会变得更窄,这扇大门变得更宽了,将会有更多的电子跑到b级。如下方动画所示: 由于RB是大电阻,Ib就算翻倍了也还是很小,所以更多的电子会穿越集电结,让Ic也翻倍。如下方动画所示: 3、运放 运放所传递和处理的信号,包括直流信号、交流信号,以及交、直流叠加在一起的合成信号。而且该信号是按“比例(有符号+或-,如:同相比例或反相比例)”进行的。不一定全是“放大”,某些场合也可能是衰减(如:比例系数或传递函数 K=Vo/Vi=-1/10)。 运放直流指标有输入失调电压、输入失调电压的温度漂移(简称输入失调电压温漂)、输入偏置电流、输入失调电流、输入失调电流温漂、差模开环直流电压增益、共模抑制比、电源电压抑制比、输出峰-峰值电压、最大共模输入电压、最大差模输入电压。 交流指标有开环带宽、单位增益带宽、转换速率SR、全功率带宽、建立时间、等效输入噪声电压、差模输入阻抗、共模输入阻抗、输出阻抗。 模电难,但是非常实用啊!可以这么说,除了硬件工程师外,不管你身处电子行业的什么岗位,学懂模电极可能成为你的核心竞争力,并为你的职业发展创造更多可能性。而现在觉得难只是没有掌握好的学习方法,其实自己脚踏实地的去学,一个一个知识点一个知识点去攻克,会发现这门课程也并没有那么难,下面给大家几个建议。 一、克服心理因素 心理上取得成功是第一步,如果不能克服心理因素,在学习的道路上你会很难坚持下去,遇到困难就容易退缩,这种问题不是我能解决的,还是放弃吧,但是如果你认为模电其实并没有那么难,毕竟身边工程师都能学会,那我觉得我也可以做到,这样在学习的过程中会更加行云流水,从心理学角度分析,其实就是首因效应的影响。所以要相信自己一定可以学懂,就像卡耐基所说:只要下定决心克服恐惧,便几乎能克服任何恐惧。因为,请记住,除了在脑海中,恐惧无处藏。 二、保持钻研精神 如果对模电知识确实看上去就是天书,那么可以重复学习,不懂多请教身边的朋友,老师。比如第一遍是看着教科书学,学的是最基础的知识,主要目的是掌握一些分析问题的方法以及几个重要的结论,知道是怎么得出来的,还有就是学会掌握几种经典的电路图。 第二遍学就是从实践中学习,这才算真正学习模电。通过实践,就会发现原来书本上的电路图纯粹是为了理论分析的,而实际要实现 他,还必须其他的电路辅助,由此才会学习到退偶,隔离,布线,信号走向等等一系列只可意会不可言传的知识。这是个漫长的过程,可能几年,甚至十几年,这就 是为什么我老师常说的:模电就像中医,数电就像西医。 三、学会利用身边各种资源。 在实际操作中,会遇到这样那样的问题,当遇到问题时候,首先要试图自己去解决,当自己的确经过思考之后还是不能解决的,就要利用身边资源去解决问题,老师,同学,论坛,这些都是要善于利用的资源。现在的各种制造商的网站都会提供样片和评估板,还有学习视频和应用手册,这些都要充分利用。特别是应用手册,是避免同学们少走弯路的神器! 四、先对一个领域入手,慢慢深入 久而久之就会发现有很多东西是相似的,可以触类旁通,这样再学另一个领域时就不会有种重头来过的感觉,会让同学感到轻松许多,以上都是我自己总结自身得到的一些感想,希望大家取其精华去其糟粕,一起开心学模电,成功做设计! 最后,模拟电路是一门非常复杂的学科,涉及的知识远不止上面所提的那些。通过课本的学习还远远不够,因为书上都是按照工作原理大致介绍,简化了很多难以理解但实际中必须考虑的问题,因此实际电路和书上的差距非常之大。比如模电书中用运放搭建的三角波发生器,用于实际电路十有八九不能工作。 不过实际电路的主要原理和书中描述是一致的。因此设计模拟电路往往需要大量的经验,有很多东西甚至难以解释无法计算得出。只有学习好理论基础的前提下,多动手实践,培养自己的工程思维才能把模电攻克。 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:2021-01-21 关键词: 模电 模拟电路

  • 最让你印象深刻的模拟电路是什么电路?这个电路巧妙在哪儿?

    对我而言,绝对是Paul R. Gray经典的bootstrap,没有之一,简直让人拍案叫绝。 电路用在各种ADC之前的Sample电路,可以让ADC实现rail to rail的input,sample电路的工作电压超过Vdd,极大的减少了了setting time,而且几乎没有reliability的问题。 电路里没有任何一个器件是可以被减少或者改变位置的。此电路直接使得ADC的发展往前跃进了一大步,现在已经几乎成为除ΔΣ之外各种ADC的标配,成为历史上最经典的模拟电路之一。当然,电路原理一眼看去也不是很好理解。 @TANG XKEPHY 本科那会儿对我影响最深的就是万能的H桥电路,驱动电机正反转,妥妥的好用而且实惠,买一块驱动芯片的钱够自己搭十个桥了。而且用市场上最常见的三极管就能搞定,功率稍大的,换成MOS管就行了。手机码字,无图,顺手百度了一个。 @frederick007 个人认为今年的isscc上就有一篇非常漂亮的10.5MHz relaxation振荡器,如图。 用本身的时钟做chopping改善flicker noise,抵消offset;swing booster的高通行为使时钟信号上升沿变陡,一定程度抑制了噪声电压与抖动的转换。 做的改进并未面目全非,比较巧妙。 @等号 哈哈我来说一个:SAR-ADC 例子来自 Maxim 工作原理如下: 每个时钟沿,比较器对电容上的电压和地作比较, 由此结果来决定下一个电容是否接入电路。 电容端电压变化: differential mode!

    时间:2021-01-20 关键词: ADC 模拟电路

  • 为什么我那么努力学模电,还是学不好?

    模电想必是近来小伙伴们很头疼的一门课程了。 小编结合自己的感受用一句话形容一下: "老师说第一遍不懂,第二遍还是不懂,第三遍还是不懂。" 网友们是这么看模电的: 天书般难懂。 模电=魔电 本科模电就够痛苦了,研究生的高阶模电简直是欲仙欲死。 二极管、三极管、MOS带入门;运放、震荡电路、斩波电路显神通。 课堂上老师讲的都会了 课后又都不会了。 模电学起来不算难,应付考试也简单,刚开始用起来觉得有点难,用的时间长了,感觉越来越难。 …… 模电本身是一个非常复杂的学科,模拟电路(Analog Circuit)的含义是处理模拟信号的电子电路。自然界中绝大多数信号都是模拟信号,它们有连续的幅度值,比如说话时的声音信号。 模拟电路可以对这样的信号直接处理(当然需要先转换成电信号),比如功放能放大声音信号,广播电台能将模拟的声音信号、图像信号进行发送。 甚至可以认为,所有电路的基础都是模拟电路(即使是数字电路,其底层原理也是基于模拟电路的)。其重要性不言而喻。 由于数字电路、可编程器件的迅速发展,体现了很多优越特性。很多电子设备都慢慢数字化,但始终还是离不开模拟电路。目前模拟电路中最重要的器件,则非半导体器件莫属。最基本和常用的半导体器件有二极管、三极管、场效应管和运算放大器。 大家普遍会感觉模拟电子技术不是太好学,不如数字电子技术容易理解。为什么好多人会有这种感觉呢? 一些教材和资料讲解上也存在诸多问题,大家有没有这种感觉,看教材就等于看天书!下面总结了几点学习模电难的原因,大家看看自己有没有中招。 对抽象能力要求高 半导体技术与高中时学的基本电学知识有明显区别,基本电学知识有些电学的量是很明确的,有就是有,没有就是没有,但是半导体电子学有些电学量在不同电路中有时要考虑,有时又不需要考虑,比如三极管的结电容,高频电路中不能轻易忽略,但是低频电路中就可以忽略。 比如分析三极管放大电路中常用到的直流等效电路和交流等效电路,分析运放电路中用到的虚短和虚断的概念等等,都需要有比较强的抽象思维能力才能理解。 缺乏工程思想 模拟电子技术中经常会遇到哪个量远远大于另一个量,或者电流电压值近似相等这种描述,还有一些典型电路中电阻的取值也经常出现经验值的情况,对于刚开始学习模拟电子技术的小伙伴们可能感觉有点晕菜,不知道哪种情况可以近似,哪种情况不能近似,对于经验值则更是不知道怎么取值了。 比如要用12伏的稳压二极管对输出12伏的直流电压进行稳压,输入电压是15,18或24伏都可以,但哪个更合理呢? 由于半导体器件参数的分散,存在大的偏差,并且诸如电阻器和电容器的部件通常具有大于±5%的误差,并且一些甚至更大。因此,盲目追求严谨的计算意义不大。因此,应特别注意近似计算的训练和处理工程问题的方法。要理论联系实际,加强电子技术实践能力和实验研究能力并培养工程思想。 对于这种情况,其实大家可以通过仿真软件分析和实际焊接电路进行测试分析,来不断积累经验。要把模拟电子电路学好,多想多动手是非常重要的。 缺乏系统的学习 现在大家通过网络获取信息非常方便,网络上关于模拟电子技术的知识也很多,但是好多内容都是抄来抄去的,对于新人真正要问的一些问题却避而不谈,导致一些不易理解的内容讲解的却很少,甚至根本没有讲解。 这样接受零散的知识,不便系统学习,自然学着学着也不知道那些会了那些没学会。 其次,许多问题没有深入思考,有些问题估计有些工作多年的工程师都没细想过,只是大家都这么用,就照着做罢了,而其实对这些基本问题的深入理解恰恰能反映出一名电子设计工程师的水平,当自己对一个知识点的掌握透彻时,自然对这门学科的理解也提高到一个新的层次。 知识系统庞大 下面用几个模电的重点知识给大家分析。大家可以看看自己掌握的怎么样,如果都十分清楚那么最少模电入门了,反之,就要加强基础知识的积累。 1、什么是共射、共集、共基?它们的区别是什么? 2、三极管的电流放大作用 有集电极c、基极b、发射极e、以及两个PN结:集电结和发射结。集电极面积比较大,基极厚度薄而且载流子浓度比较低。下图是个NPN型的三极管: 当发射结正偏时,电荷分布会发生变化,发射结宽度会变窄;相当于给电子打开了一扇e到b的大门集电结反偏时,电荷分布会也发生变化,集电结宽度会变宽。相当于打开了阻碍电子从c级跑出去的大门,如下方动画所示: b级会接一个大电阻RB限制电流Ib的大小,跑到b极的那些多余的电子就只好穿越集电结,形成电流Ic,如下方动画所示: 如果基极电压翻倍,电荷分布会继续发生变化,发射结宽度会变得更窄,这扇大门变得更宽了,将会有更多的电子跑到b级。如下方动画所示: 由于RB是大电阻,Ib就算翻倍了也还是很小,所以更多的电子会穿越集电结,让Ic也翻倍。如下方动画所示: 3、运放 运放所传递和处理的信号,包括直流信号、交流信号,以及交、直流叠加在一起的合成信号。而且该信号是按“比例(有符号+或-,如:同相比例或反相比例)”进行的。不一定全是“放大”,某些场合也可能是衰减(如:比例系数或传递函数 K=Vo/Vi=-1/10)。 运放直流指标有输入失调电压、输入失调电压的温度漂移(简称输入失调电压温漂)、输入偏置电流、输入失调电流、输入失调电流温漂、差模开环直流电压增益、共模抑制比、电源电压抑制比、输出峰-峰值电压、最大共模输入电压、最大差模输入电压。 交流指标有开环带宽、单位增益带宽、转换速率SR、全功率带宽、建立时间、等效输入噪声电压、差模输入阻抗、共模输入阻抗、输出阻抗。 模电难,但是非常实用啊!可以这么说,除了硬件工程师外,不管你身处电子行业的什么岗位,学懂模电极可能成为你的核心竞争力,并为你的职业发展创造更多可能性。而现在觉得难只是没有掌握好的学习方法,其实自己脚踏实地的去学,一个一个知识点一个知识点去攻克,会发现这门课程也并没有那么难,下面给大家几个建议。 一、克服心理因素 心理上取得成功是第一步,如果不能克服心理因素,在学习的道路上你会很难坚持下去,遇到困难就容易退缩,这种问题不是我能解决的,还是放弃吧,但是如果你认为模电其实并没有那么难,毕竟身边工程师都能学会,那我觉得我也可以做到,这样在学习的过程中会更加行云流水,从心理学角度分析,其实就是首因效应的影响。所以要相信自己一定可以学懂,就像卡耐基所说:只要下定决心克服恐惧,便几乎能克服任何恐惧。因为,请记住,除了在脑海中,恐惧无处藏。 二、保持钻研精神 如果对模电知识确实看上去就是天书,那么可以重复学习,不懂多请教身边的朋友,老师。比如第一遍是看着教科书学,学的是最基础的知识,主要目的是掌握一些分析问题的方法以及几个重要的结论,知道是怎么得出来的,还有就是学会掌握几种经典的电路图。 第二遍学就是从实践中学习,这才算真正学习模电。通过实践,就会发现原来书本上的电路图纯粹是为了理论分析的,而实际要实现 他,还必须其他的电路辅助,由此才会学习到退偶,隔离,布线,信号走向等等一系列只可意会不可言传的知识。这是个漫长的过程,可能几年,甚至十几年,这就 是为什么我老师常说的:模电就像中医,数电就像西医。 三、学会利用身边各种资源。 在实际操作中,会遇到这样那样的问题,当遇到问题时候,首先要试图自己去解决,当自己的确经过思考之后还是不能解决的,就要利用身边资源去解决问题,老师,同学,论坛,这些都是要善于利用的资源。现在的各种制造商的网站都会提供样片和评估板,还有学习视频和应用手册,这些都要充分利用。特别是应用手册,是避免同学们少走弯路的神器! 四、先对一个领域入手,慢慢深入 久而久之就会发现有很多东西是相似的,可以触类旁通,这样再学另一个领域时就不会有种重头来过的感觉,会让同学感到轻松许多,以上都是我自己总结自身得到的一些感想,希望大家取其精华去其糟粕,一起开心学模电,成功做设计! 最后,模拟电路是一门非常复杂的学科,涉及的知识远不止上面所提的那些。通过课本的学习还远远不够,因为书上都是按照工作原理大致介绍,简化了很多难以理解但实际中必须考虑的问题,因此实际电路和书上的差距非常之大。比如模电书中用运放搭建的三角波发生器,用于实际电路十有八九不能工作。 不过实际电路的主要原理和书中描述是一致的。因此设计模拟电路往往需要大量的经验,有很多东西甚至难以解释无法计算得出。只有学习好理论基础的前提下,多动手实践,培养自己的工程思维才能把模电攻克。 END 来源:电子电路 版权归原作者所有,如有侵权,请联系删除。 ▍ 推荐阅读 资深工程师分享7种常见二极管应用电路解析 34个动控制原理图,老电工看了都说好! 学EMC避不开的10大经典问题 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:2021-01-13 关键词: 模电 模拟电路

  • 为什么我那么努力,模电还是学不懂?

    整理:电子电路 模电想必是近来小伙伴们很头疼的一门课程了。 "老师说第一遍不懂,第二遍还是不懂,第三遍还是不懂。" 网友们是这么看模电的: 天书般难懂。 模电=魔电 本科模电就够痛苦了,研究生的高阶模电简直是欲仙欲死。 二极管、三极管、MOS带入门;运放、震荡电路、斩波电路显神通。 课堂上老师讲的都会了 课后又都不会了。 模电学起来不算难,应付考试也简单,刚开始用起来觉得有点难,用的时间长了,感觉越来越难。 …… 由于数字电路、可编程器件的迅速发展,体现了很多优越特性。很多电子设备都慢慢数字化,但始终还是离不开模拟电路。目前模拟电路中最重要的器件,则非半导体器件莫属。最基本和常用的半导体器件有二极管、三极管、场效应管和运算放大器。 大家普遍会感觉模拟电子技术不是太好学,不如数字电子技术容易理解。为什么好多人会有这种感觉呢? 一些教材和资料讲解上也存在诸多问题,大家有没有这种感觉,看教材就等于看天书!下面总结了几点学习模电难的原因,大家看看自己有没有中招。 由于半导体器件参数的分散,存在大的偏差,并且诸如电阻器和电容器的部件通常具有大于±5%的误差,并且一些甚至更大。因此,盲目追求严谨的计算意义不大。因此,应特别注意近似计算的训练和处理工程问题的方法。要理论联系实际,加强电子技术实践能力和实验研究能力并培养工程思想。 对于这种情况,其实大家可以通过仿真软件分析和实际焊接电路进行测试分析,来不断积累经验。要把模拟电子电路学好,多想多动手是非常重要的。 缺乏系统的学习 现在大家通过网络获取信息非常方便,网络上关于模拟电子技术的知识也很多,但是好多内容都是抄来抄去的,对于新人真正要问的一些问题却避而不谈,导致一些不易理解的内容讲解的却很少,甚至根本没有讲解。 这样接受零散的知识,不便系统学习,自然学着学着也不知道那些会了那些没学会。 其次,许多问题没有深入思考,有些问题估计有些工作多年的工程师都没细想过,只是大家都这么用,就照着做罢了,而其实对这些基本问题的深入理解恰恰能反映出一名电子设计工程师的水平,当自己对一个知识点的掌握透彻时,自然对这门学科的理解也提高到一个新的层次。 知识系统庞大 下面用几个模电的重点知识给大家分析。大家可以看看自己掌握的怎么样,如果都十分清楚那么最少模电入门了,反之,就要加强基础知识的积累。 1、什么是共射、共集、共基?它们的区别是什么? 2、三极管的电流放大作用 有集电极c、基极b、发射极e、以及两个PN结:集电结和发射结。集电极面积比较大,基极厚度薄而且载流子浓度比较低。下图是个NPN型的三极管: 当发射结正偏时,电荷分布会发生变化,发射结宽度会变窄;相当于给电子打开了一扇e到b的大门集电结反偏时,电荷分布会也发生变化,集电结宽度会变宽。相当于打开了阻碍电子从c级跑出去的大门,如下方动画所示: b级会接一个大电阻RB限制电流Ib的大小,跑到b极的那些多余的电子就只好穿越集电结,形成电流Ic,如下方动画所示: 如果基极电压翻倍,电荷分布会继续发生变化,发射结宽度会变得更窄,这扇大门变得更宽了,将会有更多的电子跑到b级。如下方动画所示: 由于RB是大电阻,Ib就算翻倍了也还是很小,所以更多的电子会穿越集电结,让Ic也翻倍。如下方动画所示: 第二遍学就是从实践中学习,这才算真正学习模电。通过实践,就会发现原来书本上的电路图纯粹是为了理论分析的,而实际要实现 他,还必须其他的电路辅助,由此才会学习到退偶,隔离,布线,信号走向等等一系列只可意会不可言传的知识。这是个漫长的过程,可能几年,甚至十几年,这就 是为什么我老师常说的:模电就像中医,数电就像西医。 三、学会利用身边各种资源。 在实际操作中,会遇到这样那样的问题,当遇到问题时候,首先要试图自己去解决,当自己的确经过思考之后还是不能解决的,就要利用身边资源去解决问题,老师,同学,论坛,这些都是要善于利用的资源。现在的各种制造商的网站都会提供样片和评估板,还有学习视频和应用手册,这些都要充分利用。特别是应用手册,是避免同学们少走弯路的神器! 四、先对一个领域入手,慢慢深入 久而久之就会发现有很多东西是相似的,可以触类旁通,这样再学另一个领域时就不会有种重头来过的感觉,会让同学感到轻松许多,以上都是我自己总结自身得到的一些感想,希望大家取其精华去其糟粕,一起开心学模电,成功做设计!

    时间:2020-12-31 关键词: 模电 模拟电路

  • 关于混合信号接地,这有几个重要知识哟~

    混合信号接地的困惑根源 大多数ADC、DAC和其他混合信号器件数据手册是针对单个PCB讨论接地,通常是制造商自己的评估板。将这些原理应用于多卡或多ADC/DAC系统时,就会让人感觉困惑茫然。通常建议将PCB接地层分为模拟层和数字层,并将转换器的 AGND 和 DGND 引脚连接在一起,并且在同一点连接模拟接地层和数字接地层,如图 1 所示。 敏感的模拟元件,例如放大器和基准电压源,必须参考和去耦至模拟接地层。具有低数字电流的 ADC 和 DAC(和其他混合信号 IC)一般应视为模拟元件,同样接地并去耦至模拟接地层。乍看之下,这一要求似乎有些矛盾,因为转换器具有模拟和数字接口,且通常有指定为模拟接地(AGND)和数字接地(DGND)的引脚。图 2 有助于解释这一两难问题。 图 2. 具有低内部数字电流的混合信号 IC 的正确接地 同时具有模拟和数字电路的 IC(例如 ADC 或 DAC)内部,接地通常保持独立,以免将数字信号耦合至模拟电路内。图 2 显示了一个简单的转换器模型。将芯片焊盘连接到封装引脚难免产生线焊电感和电阻,IC 设计人员对此是无能为力的,心中清楚即可。快速变化的数字电流在 B 点产生电压,且必然会通过杂散电容 CSTRAY耦合至模拟电路的 A 点。此外,IC 封装的每对相邻引脚间约有 0.2 pF的杂散电容,同样无法避免!IC 设计人员的任务是排除此影响让芯片正常工作。 不过,为了防止进一步耦合,AGND 和 DGND 应通过最短的引线在外部连在一起,并接到模拟接地层。 DGND 连接内的任何额外阻抗将在 B点产生更多数字噪声;继而使更多数字噪声通过杂散电容耦合至模拟电路。 请注意,将 DGND 连接到数字接地层会在 AGND 和 DGND 引脚两端施加VNOISE,带来严重问题! “DGND”名称表示此引脚连接到 IC 的数字地,但并不意味着此引脚必须连接到系统的数字地。可以更准确地将其称为 IC 的内部“数字回路”。 这种安排确实可能给模拟接地层带来少量数字噪声,但这些电流非常小,只要确保转换器输出不会驱动较大扇出(通常不会如此设计)就能降至最低。将转换器数字端口上的扇出降至最低(也意味着电流更低),还能让转换器逻辑转换波形少受振铃影响,尽可能减少数字开关电流,从而减少至转换器模拟端口的耦合。通过插入小型有损铁氧体磁珠,如图 2 所示,逻辑电源引脚 pin (VD)可进一步与模拟电源隔离。转换器的内部瞬态数字电流将在小环路内流动,从 VD经去耦电容到达 DGND (此路径用图中红线表示)。因此瞬态数字电流不会出现在外部模拟接地层上,而是局限于环路内。VD 引脚去耦电容应尽可能靠近转换器安装,以便将寄生电感降至最低。去耦电容应为低电感陶瓷型,通常介于 0.01 μF (10 nF)和 0.1 μF (100 nF) 之间。 再强调一次,没有任何一种接地方案适用于所有应用。但是,通过了解各个选项和提前进行规则,可以最大程度地减少问题。 原文转自亚德诺半导体 热门推荐 关于世健 亚太区领先的元器件授权代理商 世健(Excelpoint)是完整解决方案的供应商,为亚洲电子厂商包括原设备生产商(OEM)、原设计生产商(ODM)和电子制造服务提供商(EMS)提供优质的元器件、工程设计及供应链管理服务。 世健是新加坡主板上市公司,拥有超过30年历史。世健中国区总部设于香港,目前在中国拥有十多家分公司和办事处,遍及中国主要大中型城市。凭借专业的研发团队、顶尖的现场应用支持以及丰富的市场经验,世健在中国业内享有领先地位。 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:2020-12-21 关键词: 数字信号 模拟电路

  • 牛人精辟辨析单端信号和差分信号

    单端信号单端信号是相对于差分信号而言的,单端输入指信号有一个参考端和一个信号端构成,参考端一般为地端。 差分信号差分传输是一种信号传输的技术,区别于传统的一根信号线一根地线的做法(单端信号),差分传输在这两根线上都传输信号,这两个信号的振幅相等,相位相反。在这两根线上传输的信号就是差分信号。差分与单端信号比较差分信号与单端信号走线的做法相比,其优缺点分别是: 优点1、抗干扰能力强。干扰噪声一般会等值、同时的被加载到两根信号线上,而其差值为0,即,噪声对信号的逻辑意义不产生影响。2、能有效抑制电磁干扰(EMI)。由于两根线靠得很近且信号幅值相等,这两根线与地线之间的耦合电磁场的幅值也相等,同时他们的信号极性相反,其电磁场将相互抵消。因此对外界的电磁干扰也小。3、时序定位准确。差分信号的接受端是两根线上的信号幅值之差发生正负跳变的点,作为判断逻辑0/1跳变的点的。而普通单端信号以阈值电压作为信号逻辑0/1的跳变点,受阈值电压与信号幅值电压之比的影响较大,不适合低幅度的信号。 缺点若电路板的面积非常紧张,单端信号可以只有一根信号线,地线走地平面,而差分信号一定要走两根等长、等宽、紧密靠近、且在同一层面的线。这样的情况常常发生在芯片的管脚间距很小,以至于只能穿过一根走线的情况下。 牛人关于差分信号与单端信号的精辟点评 一、基本区别不说理论上的定义,说实际的。 单端信号指的是用一个线传输的信号,一根线没参考点怎么会有信号呢?easy,参考点就是地啊。也就是说,单端信号是在一跟导线上传输的与地之间的电平差。那么当你把信号从A点传递到B点的时候,有一个前提就是A点和B点的地电势应该差不多是一样的,为啥说差不多呢,后面再详细说。     差分信号指的是用两根线传输的信号,传输的是两根信号之间的电平差。当你把信号从A点传递到B点的时候,A点和B点的地电势可以一样也可以不一样,但是A点和B点的地电势差有一个范围,超过这个范围就会出问题了。 二、传输上的差别单端信号的优点是,省钱~方便~大部分的低频电平信号都是使用单端信号进行传输的。一个信号一根线,最后,把两边的地用一根线一连,完事。缺点在不同应用领域暴露的不一样,归结起来,最主要的一个方面就是,抗干扰能力差。首先说最大的一个问题,地电势差以及地一致性。大家都认为地是0V,实际上,真正的应用中地是千奇百怪变化莫测的一个东西,我想我会专门写一些地方面的趣事。比如A点到B点之间,有那么一根线,用来连接两个系统之间的地,那么如果这根线上的电流很大时,两点间的地电势可能就不可忽略了,这样一个信号,从A的角度看起来是1V,从B的角度看起来可能只有0.8V了,这可不是一个什么好事情,这就是地电势差对单端信号的影响。接着说地一致性。实际上很多时候这个地上由于电流忽大忽小,布局结构远远近近,  地上会产生一定的电压波动,这也会影响单端信号的质量。差分信号在这一点有优势,由于两个信号都是相对于地的 ,当地电势发生变化时,两个信号同时上下浮动(当然是理想状态下), 差分两根线之间的电压差却很少发生变化,这样信号质量不久高了吗?其次就是传输过程中的干扰,当一根导线穿过某个线圈时,且这根线圈上通着交流电时,这根导线上会产生感应电动势~~好简单的道理,实际上工业现场遇到的大部分。问题就是这么简单,可是你无法抗拒~ 如果是单端信号,产生多少,就是多少,这就是噪声你毫无办法。但是如果是差分信号,你就可以考虑拉,为啥呢,两根导线是平行传输的, 每根导线上产生的感应电动势不是一样吗,两个一减,他不久没了吗~ 确实,同样的情况下,传输距离较长时,差分信号具有更强的驱动能力、更强的抗干扰能力,同样的,当你传输的信号会对其他设备有干扰时,差分信号也比单端信号产生的信号相对小,也就是常说的EMI特性。 三、使用时需要注意的由于差分比单端有不少好处,在模拟信号传输中很多人愿意使用差分信号,比如桥式应变片式力传感器,其输出信号满量程时有的也只有2mV,如果使用单端信号传输,那么这个信号只要电源的纹波就能把他吃光。所以实际上,都是用仪表运方进行放大后,再进行处理。而仪表运方正是处理差分信号最有力的几个工具之一。但是,使用差分信号时,一定要注意一个问题,共模电压范围。也就是说,这两根线上的电压,相对于系统的地,还是不能太大。你传输0.1V的信号没问题,但是如果一根是 1000.0 另外一根是 1000.1,那就不好玩了,问题在于,在很多场合下使用差分信号都是为了不让两个系统的地简单的共在一起,更不能把差分信号中的一根直接接在本地系统的地上,那不白费劲吗--又成单端了,那么如何抑制共模电压呢?其实也挺简单的,将两根线都通过一个足够大的电阻,连接到系统的地上。这就像一根拴在风筝上的线,我在地上跑跑跳跳,不会影响风筝的高度     但是你永远逃不出我的视线,而我的视线,在电子行业,叫共模电压范围~~嘿嘿 ,最后,回答一个网友的问题:单端转差分怎么转。单单将单端信号用反向跟随器跟随并不是不行,但是差分信号被平白的放大了2倍~~ 常见的用仪表运方+普通运方搭建的单端转差分是个很好的例子。 关于差分的五个常见误区 1、认为差分信号不需要地平面作为回流路径,或者认为差分走线彼此为对方提供回流途径。造成这种误区的原因是被表面现象迷惑,或者对高速信号传输的机理认识还不够深入。差分电路对于类似地弹以及其它可能存在于电源和地平面上的噪音信号是不敏感的。地平面的部分回流抵消并不代表差分电路就不以参考平面作为信号返回路径,其实在信号回流分析上,差分走线和普通的单端走线的机理是一致的,即高频信号总是沿着电感最小的回路进行回流,最大的区别在于差分线除了有对地的耦合之外,还存在相互之间的耦合,哪一种耦合强,那一种就成为主要的回流通路.在PCB电路设计中,一般差分走线之间的耦合较小,往往只占 10~20%的耦合度,更多的还是对地的耦合,所以差分走线的主要回流路径还是存在于地平面。当地平面发生不连续的时候,无参考平面的区域,差分走线之间的耦合才会提供主要的回流通路,尽管参考平面的不连续对差分走线的影响没有对普通的单端走线来的严重,但还是会降低差分信号的质量,增加 EMI,要尽量避免。也有些设计人员认为,可以去掉差分走线下方的参考平面,以抑制差分传输中的部分共模信号,但从理论上看这种做法是不可取的,阻抗如何控制?不给共模信号提供地阻抗回路,势必会造成 EMI 辐射,这种做法弊大于利。 2、认为保持等间距比匹配线长更重要。在实际的PCB布线中,往往不能同时满足差分设计的要求。由于管脚分布,过孔,以及走线空间等因素存在,必须通过适当的绕线才能达到线长匹配的目的,但带来的结果必然是差分对的部分区域无法平行。PCB 差分走线的设计中最重要的规则就是匹配线长,其它的规则都可以根据设计要求和实际应用进行灵活处理。 3、认为差分走线一定要靠的很近。让差分走线靠近无非是为了增强他们的耦合,既可以提高对噪声的免疫力,还能充分利用磁场的相反极性来抵消对外界的电磁干扰。虽说这种做法在大多数情况下是非常有利的,但不是绝对的,如果能保证让它们得到充分的屏蔽,不受外界干扰,那么我们也就不需要再让通过彼此的强耦合达到抗干扰和抑制 EMI 的目的了。如何才能保证差分走线具有良好的隔离和屏蔽呢?增大与其它信号走线的间距是最基本的途径之一,电磁场能量是随着距离呈平方关系递减的,一般线间距超过4 倍线宽时,它们之间的干扰就极其微弱了,基本可以忽略。此外,通过地平面的隔离也可以起到很好的屏蔽作用,这种结构在高频的(10G 以上)IC封装PCB 设计中经常会用采用,被称为CPW结构,可以保证严格的差分阻抗控制(2Z0)。差分走线也可以走在不同的信号层中,但一般不建议这种走法,因为不同的层产生的诸如阻抗、过孔的差别会破坏差模传输的效果,引入共模噪声。此外,如果相邻两层耦合不够紧密的话,会降低差分走线抵抗噪声的能力,但如果能保持和周围走线适当的间距,串扰就不是个问题。在一般频率(GHz 以下),EMI 也不会是很严重的问题,实验表明,相距 500Mils 的差分走线,在3 米之外的辐射能量衰减已经达到 60dB,足以满足 FCC的电磁辐射标准,所以设计者根本不用过分担心差分线耦合不够而造成电磁不兼容问题。 4、差分曼切斯特编码并不是差分信号的一种,它指的是用在每一位开始时的电平跳变来表示逻辑状态“0”,不跳变来表示逻辑状态“1”。但每一位中间的跳变是用来做同步时钟,没有逻辑意义。 5、双绞线上面走的不一定是差分信号,单端信号在双绞线上的电磁辐射也比平行走线的辐射小。 版权归原作者所有,如有侵权,请联系删除。 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:2020-12-11 关键词: 数字信号 模拟电路

  • MOSFET的驱动技术有哪些?图文并茂告诉你真相!

    一、MOSFET简介 ■MOSFET的全称为:metal oxide semiconductor field-effect transistor,中文通常称之为,金属-氧化层-半导体-场效晶体管。 ■MOSFET最早出现在大概上世纪60年代,首先出现在模拟电路的应用。 ■功率MOSFET在上世纪80年代开始兴起,在如今电力电子功率器件中,无疑成为了最重要的主角器件。 二、MOSFET的简单模型 三、MOSFET的一些主要参数 ■耐压:通常所说的VDS,或者说是击穿电压。那么一般MOS厂家是如何来定义这个参数的呢? ■上面这个例子显示,当驱动电压为0,Vds达到200V的时候,Id这个电流达到了250uA,这个时候认为已经达到击穿电压。 ■不同的厂家对此定义略有不同,但是基本上来说,当电压超过击穿电压,MOS的漏电流就会急剧上升。 ■导通电阻: ■MOSFET在导通之后,其特性可以近似认为是一个电阻 ■上面这个例子表示,在驱动电压为10V的时候,导通电阻为0.18欧姆 ■导通电阻的温度关系: ■MOS的导通电阻随温度上升而上升,下图显示该MOS的导通电阻在结温为140度的时候,为20度时候的2倍。 ■导通阀值电压:就是当驱动电压到达该值之后,可认为MOS已经开通。 ■上面这个例子,可以看到当Vgs达到2-4V的时候,MOS电流就上升到250uA。这时候可认为MOS已经开始开通。 ■驱动电压和导通电阻,最大导通电流之间的关系 ■从下图可以看到,驱动电压越高,实际上导通电阻越小,而且最大导通电流也越大 ■导通阀值电压随温度上升而下降 ■MOSFET的寄生二极管 ■寄生二极管比较重要的特性,就是反向恢复特性。这个在ZVS,同步整流等应用中显得尤为重要。 ■MOSFET的寄生电容 ■这三个电容的定义如下: ■MOS的寄生电容都是非线性电容,其容值和加在上面的电压有关。所以一般的MOS厂家还会用另外一个参数来描述这个特性: ■用电荷来描述 四、MOSFET的驱动技术 ■MOS虽然是电压型驱动,但是由于寄生电容的存在,必须要求驱动电路提供一定的驱动电流。 ■较小的驱动电流,会导致MOS的GS电压上升缓慢,降低了开关速度,提高了开关损耗。 ■米勒电容Cgd ■米勒电容虽然看起来很小,但是对驱动的影响很大,特别在VDS比较高的场合。但是在ZVS和同步整流等应用中,由于VDS会在驱动上来之前,下降到零,就不存在这个问题。 ■上面的例子定义驱动能力为峰值电流(在特定条件下) ■有些厂商就用内阻来定义驱动能力。 ■当IC本身的驱动能力不足的时候,就需要外加驱动电路来增强驱动能力,以达到快速开关MOS的需求 ■1.采用分立器件,比如图腾柱。 ■2.采用集成的驱动IC. ■MOSFET的低端(low side)驱动: ■所谓低端驱动,就是驱动电路的参考地,就是MOS的S端。 ■低端驱动,电路往往比较简单,除了驱动能力之外,还是需要注意一些细节。 ■MOSFET的高端(High Side)驱动 ■很多情况下,MOSFET的S极并不是IC的参考地,比如BUCK开关管,桥式电路的上管…… ■自举驱动,利用自举电路,自动抬升供电电压。自举的驱动芯片种类很多,但是需要注意其耐压。 ■对于二极管整流的buck,自举驱动需要注意的问题。 ■利用变压器隔离驱动: ■对于浮地的MOS,或者和IC隔离的MOS,通常可以采用变压器隔离驱动 ■变压器隔离驱动的关键: ■变压器隔离驱动关键考虑的问题,就是变压器的复位,比较常用是利用隔直电容来复位,但是需要注意的是,采用隔直电容之后,有可能变压器传递的电压幅度和占空比有关。需要考虑变压器的变比。 ■对于跨初次级的驱动变压器,还需要考虑其耐压的问题。 ■利用简单倍压电路来抬升驱动电压。 ■下图的驱动电路,可以传递大占空比的驱动信号,而且可以让驱动电压不下降。 ■隔直电容带来的问题: ■由于隔直电容会储存能量,所以在驱动消失之后,隔直电容会和变压器产生谐振,导致驱动电路传递错误的驱动信号。 ■为了降低这个问题的影响。可以利用这些电阻来阻尼这个震荡。 ■对具有隔直电容的驱动电路,有些IC会植入soft stop的功能:在关机时候,让驱动的占空比逐渐降低到0. ■为了避免这个隔直电容带来的问题,可以采用无电容的变压器驱动电路。 ■如果用IC直接驱动变压器,那么需要注意: ■同步整流驱动,需要注意逻辑的问题 ■同步整流2个管子的驱动关系为互补,但是当主管长时间关断的时候,整流管就会出现长时间导通的情况。 ■所以在关机的时候,不能简单的把主管驱动信号置低,而要同时把整流管的驱动信号也置低。 ■MOS的并联驱动,并联驱动要尽量保证每个管子的驱动线对称。 END 版权归原作者所有,如有侵权,请联系删除。 ▍ 推荐阅读 太美了!PCB布线怎么可以这么美? 对于PCB厂的工程师来说,Layout就是硬件的艺术 图文并茂解析变压器各种绕线工艺!(包含各种拓扑) 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:2020-12-08 关键词: 功率元器件 模拟电路

  • 音频功放电路大全,硬件工程师必看!

    作为硬件工程师,特别是做纯粹模拟电路、应用于音频功放的工程师,对于A类,B类,AB类,D类,G类,H类,T类功放应该特别熟悉。大多数工程师或许只知道其中的一部分、或者知道大概,为了让更多的工程师掌握更加详尽的音频功放知识,下文对以上说的音频功放做详细的说明。   功放,顾名思义,就是功率放大的缩写。与电压或者电流放大来说,功放要求获得一定的、不失真的功率,一般在大信号状态下工作,因此,功放电路一般包含电压放大或者电流放大电路没有的特殊问题,具体表现在:①输出功率尽可能大;②通常在大信号状态下工作;③非线性失真突出;④提高效率是重要的关注点;⑤功率器件的安全问题。而对于音频功放电路,也需要注意以上的问题。   根据放大电路的导电方式不同,音频功放电路按照模拟和数字两种类型进行分类,模拟音频功放通常有A类,B类,AB类, G类,H类 TD功放,数字电路功放分为D类,T类。下文对以上的功放电路做详细的介绍和分析。 01 A类功放(又称甲类功放) A类功放如上图所示,在信号的整个周期内都不会出现电流截止(即停止输出)的一类放大器。但是A类放大器工作时会产生高热,效率很低。尽管A类功放有以上的弊端,但固有的优点是不存在交越失真,并且内部原理存在着一些先天优势,是重播音乐的理想选择,它能提供非常平滑的音质,音色圆润温暖,高频透明开扬,中频饱满通透的优点。单端放大器都是甲类工作方式,推挽放大器可以是甲类,也可以是乙类或甲乙类。 02 B类功放(又称乙类功放) B类功放是指正弦信号的正负两个半周分别由推挽输出级的两个晶体管轮流放大输出的一类放大器,每一晶体管的导电时间为信号的半个周期,通常会产生我们所说的交越失真。通过模拟电路的调整可以将该失真尽量的减小甚至消失。B类放大器的效率明显高于A类功放。 03 AB类功放(又称甲乙类)   AB类功放界于甲类和乙类之间,推挽放大的每一个晶体管导通时间大于信号的半个周期而小于一个周期。因此AB类功放有效解决了乙类放大器的交越失真问题,效率又比甲类放大器高,因此获得了极为广泛的应用。 04 D类功放(又称丁类功放) D类功放也称数字式放大器,利用极高频率的转换开关电路来放大音频信号,具体工作原理如下:D类功放采用异步调制的方式,在音频信号周期发生变化时,高频载波信号仍然保持不变,因此,在音频频率比较低的时候,PWM的载波个数仍然较高,因此对抑制高频载波和减少失真非常有利,而载波的变频带原理音频信号频率,因此也不存在与基波之间的相互干扰问题。许多功率高达1000W的丁类放大器,体积只不过像VHS录像带那么大。这类放大器不适宜于用作宽频带的放大器,但在有源超低音音箱中有较多的应用。 05 G类功放   G类功放为一种多电源的AB类功放的改进形式。G类功放充分利用了音频都具有极高峰值因数 (10-20dB) 的这一有利条件。大多数时候,音频信号都处在较低的幅值,极少时间会表现出更高的峰值。下图是G类功放集成IC的一个典型功能框图。 G类放大器使用自适应电源轨,并利用一个内置降压转换器来产生耳机放大器正电源电压。充电泵对放大器正电源电压进行反相,并产生放大器负电源电压。这样便让耳机放大器输出可以集中于0V。音频信号幅值较低时,降压转换器产生一个低放大器负电源电压。这样便在播放低噪声、高保真音频的同时最小化了G类放大器的功耗,相比传统的AB类耳机放大器,G类放大器拥有更高的效率。   该类功放的放大原理与AB类功放放大相同,一个重要特点是供电部分采用两组或者多组电压,低功率运行使用低电压,高功率自动切换到高电压。 06 H类功放   该类功放的放大电路部分与AB类功放的原理相同,但是供电部分采用可调节多级输出电压的开关电源,自动检测输出功率进行供电电压的选择。   07 K类功放   K类功放是集成了内部自举升压电路和各种功放电路,大家都知道D类功放只是众多功放电路中其中一种效率比较高的数字功放,而K类功放只是根据需要将内部集成的自举升压电路和所需求的功放电路,如果需求效率高就加D类功放,要音质好就加AB类功放。   08 T类功放   该类功放的原理与D类功放的原理相同,但是信号部分采用DDP技术(核心是小信号的适应算法和预测算法)。工作原理如下:音频信号进入扬声器的电流全部经过DDP进行运算处理后控制大功率高频晶体管的导通或者关闭,从而达到音频信号的高保真线性放大。该类功放具有效率高、失真小,音质可以与AB类功放媲美的一类功放。 上图是TA2020的内部模块构造,从上图上可以看出,该芯片内部主要集中了处理和调制模块,从而实现高品质音频的特性。   09 TD类功放   该类音频功放的放大部分与AB类功放原理相同,但是供电部分采用完全独立的高精度可调节无级输出的可调节数字电源,电压递进值为0.1V,自动检测功率来调节电压的升高或者降低。该类功放由于需要高精度可调节的数字电源,需要对电源有专门的设计,而不能集中在一个芯片上,因此,该类功放主要使用在高级音响上,而电路也比较复杂。   对于后面6、7、9类功放需要特殊的电源,因此不能将功能集中在一片IC上。而对于经典的A类,B类,AB类和D类功放有专门的IC。再实际的设计中,需要各种类型的,应用在不同领域的功放电路,只需要以此为基础,外加相应的电源或者处理模块。 版权归原作者所有,如有侵权,请联系删除。 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:2020-12-08 关键词: 音频功放 模拟电路

  • 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

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