当前位置:首页 > 设计
  • 国产芯片被“卡脖子”的根本问题到底是什么?

    国产芯片被“卡脖子”的根本问题到底是什么?

    今日,在华为官方发布的《任总在C9高校校长一行来访座谈会上的讲话》一文中,任正非明确表示,我国芯片设计已经步入世界领先,达到世界第一水平的芯片制造技术在台湾。但是大陆芯片产业的最大问题就是制造设备与基础工业,制造没有追上芯片设计的脚步,造成芯片行业的短板效应,因为容易被人卡脖子。 国产芯片设计水平居于领先地位的无疑就是华为海思,任正非说国产芯片在设计方面居于全球领先地位,应该就是说华为海思在芯片设计方面居于领先地位。华为海思研发的高端芯片在性能方面已能与手机芯片老大高通、三星等比肩,从这个方面来说,华为海思确实可以说达到了领先水平。 纵观全球,只有三星、英特尔等少数几家企业能完成芯片全套的程序。海思芯片用到了很多ARM的技术架构,目前海思芯片还无法完全脱离ARM所建立的技术底层。 华为海思研发的手机芯片基本都是采用ARM的公版CPU核心和GPU核心,一旦双方的合作出现障碍,华为就无法跟上世界的脚步,例如去年的麒麟990 5G芯片和今年的麒麟9000芯片都未采用ARM最新的公版核心,导致性能方面落后于高通和三星。 由此可见华为在研发先进芯片方面其实收到ARM的制约,ARM给与它最先进的技术授权,华为海思才能设计出最先进的芯片,一旦ARM与它的合作受阻,它的芯片技术就受到重大的阻碍。当然了,华为目前也在建立自己的底层技术。 华为在手机芯片方面确实具有了较强的技术优势,不过它的这种领先优势其实还是有一定的局限性。如果放到中国整个芯片产业来说,中国在芯片设计方面的技术领先优势就更为有限了。 芯片多种多样,据统计数据指全球芯片市场有大约一半来自美国。美国能在全球芯片行业居于绝对的领先地位,得益于它保持100多年的全球制造业一哥地位,这种深厚的积累才奠定了它如今在芯片行业的领导地位。 对于中国来说,中国仅仅是在手机芯片的某个方面具有一定的技术领先优势,在整体上于海外芯片企业的还是有一定的差距的。如果从各个芯片行业来说,中国落后的地方就更多了。 在存储芯片行业,中国的存储芯片才刚刚起步,长江存储和合肥长鑫去年才投产存储芯片,当然值得高兴的是长江存储今年已研发出于全球主流水平相当的128层NAND flash,但是中国的存储芯片产能占全球的比例还太小,预计到明年才能占有一成多点的市场份额。 在模拟芯片方面的落后更是人所共知,据称中国生产的模拟芯片占全球模拟芯片的比例只有一成左右,而且中国生产的模拟芯片主要是低端芯片,高端的模拟芯片几乎全数进口,华为恰恰在模拟芯片方面几乎完全受制于美国,这个行业恐怕需要十年乃至更长时间才能赶得上。 正如余承东所说,华为一家公司的力量也是有限的,麒麟芯片之所以受限,主要原因就是因为国内找不到一家高端的芯片制程商为麒麟芯片服务。芯片制造的每一台设备、每一项材料都非常尖端、非常难做,没有高端的有经验的专家是做不出来的。 所以,当前国产芯片最大的难题还是在于芯片的制程方面,整个芯片差距要在于制造,芯片制造能力,芯片制造设备研发能力,背后是基础科学、工程科学、应用科学的沉积。 因而,我们国家要重视装备制造业、化学产业。化学就是材料产业,材料就是分子、原子层面的科学。需要出来更多的尖子人才和交叉创新人才,才会有突破的可能。 任正非还表示,望国内顶尖大学不要过度关注眼前工程与应用技术方面的困难,要专注在基础科学研究突破上,“向上捅破天、向下扎下根”,努力在让国家与产业在未来不困难。

    时间:2020-11-10 关键词: 芯片 设计 制造

  • 基于MFRC530的非接触式IC读卡系统设计

    基于MFRC530的非接触式IC读卡系统设计

      1 引言   非接触式IC卡,又称射频IC卡、RFIC卡,是射频识别技术与IC卡技术的结合而出现的一种新型智能卡,自出现以来就成为这两种技术的重要发展方向。由于具有安全性、较大的存储容量、更好的应用环境适应性,读写设备简单,操作速度快等优点,其技术和应用发展十分迅速,当前在国内已大量普及。可以相信,随着大规模集成电路和制造r艺的发展及开发工具的日渐成熟,非接触式IC卡必将在我国各个领域广泛应用。   2 系统工作原理   MFRC530通过发射天线发送一定频率的射频信号,当射频卡进入发射天线工作区域时产生感应电流,射频卡获得能量被激活;射频卡将自身编码等信息通过卡内置发送天线发送出去;系统接收天线接收到从射频卡发送来的载波信号,经天线调节器传送到MFRC530,MFRC530对接收的信号进行解调和解码然后送到微处理器进行相关处理;主系统根据逻辑运算判断该卡的合法性,针对不同的设定做出相应的处理和控制,通过蜂鸣器发出不同提示音。其原理图如图1所示。      图1 系统原理框图   3 系统硬件电路   3.1 MFRC530芯片介绍   MFRC530是应用于13.56 MHz非接触式高集成度IC卡读写模块的一员。该模块利用了先进的调制和解调概念,完全集成了在13.56 MHz下所有类型的被动非接触式通信方式和协议。MFRC530支持Isol4443A所有层的通信方式。   内部的发送器部分不需要增加有源电路就能够直接驱动近距离操作的天线(可达10cm)。   接收器部分提供一个坚同而有效的解调和解码电路用于ISO14443A兼容的应答器信号。   数字部分处理ISO14443A帧和错误检测(奇偶校验和CRC)。此外它还支持快速MIFARE典型安全算法,用于验证MIFARE系列产品。   方便的并行接口可直接连接到任何8 bit微处理器,这样给读卡器终端的设计提供了极大的灵活性。此外,它还具有支持SPI接口等特点。   3.2 MFRC530电路接法   MFRC530是与射频卡实现无线通信的核心模块,也是读卡器读射频卡的关键接口芯片。它根据寄存器的设定对发送缓冲区中的数据进行调制得到发送的信号,通过由TX1,TX2脚驱动的天线以电磁波的形式发出去.射频卡采用电磁场的负载调制进行响应。天线拾取射频卡的响应信号经过天线匹配电路送到RX脚,MFRC530内部接收缓冲器对信号进行检测和解调并根据寄存器的设定进行处理。处理后的数据发送到并行接口由微处理器读取。其电路接法如图2所示。       图2 MFRC530电路接法

    时间:2020-09-08 关键词: 非接触式 读卡系统 mfrc530 设计

  • 自然形态的LED吊灯Bertjan Pot

      达拉谟的Thorn照明公司正在领导一个研发项目,目的实开发新的OLED材料和设备,以提供大面积照明应用,从而取代荧光灯。“我们期望能开发出像阳光那样的高质量光源。”项目负责人GeoffWilliams博士介绍。   OLED面板是有望取代普通荧光灯,以及其他灯泡的两种技术之一,另一种是使用AC电源的场致发光体。   项目的参与者是达拉谟大学以及剑桥显示技术(CDT),他们获得了英国贸易工商部提供的160万英镑资助。总的启动资金高达330万英镑。   “这所大学是聚合物能量等级分析的中心。”Williams说,“我们将能够审视重构过程从而获得帮助开发的反馈信息。”   按照协议,CDT将提供OLED聚合物材料,设备组建和测试,同时负责建模和其他技术支持。   “发光聚合物材料将会是工艺解决方案,从而为大型面板提供潜在的低成本加工,”CDT表示。   项目最初将远离塑胶材料,因为他们防水性能不好。“最初的产品将使用固体基质。栅层(位于塑胶基底上)还没有达到隔绝氧气和潮气的水平。”Williams,他并没有详细解释固体基质的类型。   包括显色性在内的性能指标将超过现有的荧光灯。“光谱中将出现峰值和断层,但是断层不会很。”Williams说。   另一个目标是,经过三年的开发之后,将可以生产1,000cd/m2的发光体,并且在经过20,000小时之后亮度降低到50%,Williams说。他还补充道:“根据我的经验,亮度有可能是80%。”   电效率将和荧光灯类似。“5年内的目标是达到50流明/瓦,”Williams说。“最终目标是150-200流明/瓦。在2015-2016年间,我们将达到这个水平。等到2020年,OLED将成为照明的首选光源。”  

    时间:2020-09-07 关键词: led灯具 led吊灯 设计

  • 苹果iPhone 12再曝光,总算找到一个贴心的设计了,超赞

    苹果iPhone 12再曝光,总算找到一个贴心的设计了,超赞

    根据曝光的消息,苹果2020年全新手机iPhone 12系列手机的上市时间将有所延迟,但是发布时间应该变化不大,只是发布之后要延迟出货,所以距离发布其实没有多少时间了,而到现在iPhone 12系列的细节也曝光了,这次iPhone 12系列手机的无线充电很完美、很随意,没让果粉失望。’ 根据最新曝光的消息,iPhone 12系列手机的无线充电模块就发生改变,消息显示iPhone 12的无线充电模块增加了磁铁,同时无线充电底座同样具备磁吸功能,这样可以实现iPhone 12系列的磁吸式充电,也就是说只要iPhone 12手机放近充电底座就会随意充电,而无需刻意放到准确位置。 另外,从曝光的图片可以看出,相比上一代的iPhone 11 Pro Max手机,iPhone 12手机的手机充电壳有所改变,充电的线圈更加大,这样的设计加大了充电的位置,意思就是只要手机和充电器沾边,就可以实现无线充电了,这样充电更加随意了。 看来,苹果的设计还是比较贴心的,这也算是iPhone 12系列手机没有设计亮点的情况下的一股设计亮点吧。

    时间:2020-08-26 关键词: 苹果 设计

  • 国外设计师晒抱脸虫口罩 紧吸嘴部效果超恐怖

    国外设计师晒抱脸虫口罩 紧吸嘴部效果超恐怖

    疫情期间,口罩成为了全球大流行的产品。不少网友也开动脑筋,展示除了自己个性十足的口罩,最近国外设计师们也展示了自己所制作的《异形》系列中的“抱脸虫(facehugger)”口罩。 随着疫情的不断加剧,国外用户开始对口罩变得不那么抗拒了,甚至美国疾控中心还更改了对口罩的使用指南。 据外媒报道,美国疾病预防与控制中心(CDC)8月7日更新了他们对美国公民在2020年全球新冠大流行期间的指南。此次更新包括几个关键点,例如CDC改变了他们 "如何戴口罩 "指导页面的措辞方式。他们保留了第一句话,即 “当与日常预防行动和公共场合的社会疏导相结合时,口罩是帮助减缓COVID-19传播的额外步骤”。 更新后的指南明确指出,CDC现在“建议人们在公共场合戴口罩 ”是他们的主要信息。该指南还对重点介绍下方的 "正确佩戴口罩 "部分进行了扩充。

    时间:2020-08-24 关键词: 口罩 设计

  • 你知道电源连接器要经历的设计步骤吗?

    你知道电源连接器要经历的设计步骤吗?

    电源连接器要经历的设计步骤,你知道有哪些吗?一款不错的电源连接器要经历过打磨之后,才能呈现在我们的视角。无论是功能上还是应用领域上才能迎合市场的考验。其实电源连接器而言,提升散热性和降低功率损耗是电源连接器的核心,而这实践起来并不容易。应对这样的问题,我们就要好好在设计步骤上下足功夫,才能把这样的问题一锤搞定! 一般来说,电源连接器的设计步骤分为四点,具体如下: 步骤一:高紧凑,现在有的连接器的螺距仅为3.00毫米,可承载高达5.0安的额定电流,其接头由高温LCP材料制成,技术经过长时间考验可确保长期的优异性能与可靠性,适用于包括数据通信设备和重工业在内的几乎任何行业领域。 步骤二:灵活性,除了高紧凑这一设计特点之外,电源连接器在设计环节就必须具有极高的灵活性。设计时可以将紧凑性与绝佳的电流密度结合到一起,为满足高电压与高电流应用采取了超窄式设计,每个刀片上可提供高达34安的电流,最高可耐受+125°C的工作温度。 步骤三:散热性,另外一点,在针对电源系统最为重要的散热性能,连接器的设计对于电源内部气流流通有直接影响,但使用者并不能完全依赖连接器设计来解决散热问题。为了优化系统设计,还必须考虑其它因素,如PCB上铜的多少,铜可以帮助吸收连接器接口的热量。 步骤四:高效率,与此同时,为了满足更高的电源效率需求,可以提供更具有高紧凑和高电流特色的解决方案。因为更高的电流可以提高功率或者安全系数,而高性能的触点设计则可真正实现热插拔功能,低压差设计确保生成的热降至最低程度。 想要更加高效的解决电源连接器效率上的难题,各大厂商只需要在设计产品的时候,参考以上的设计步骤,在结合实际的情况,相信会带来一个较好的效果。以上就是电源连接器要经历的设计步骤解析,希望能给大家帮助。

    时间:2020-08-04 关键词: 电源连接器 步骤 设计

  • 吾辈当自强!一文揭秘芯片之母EDA产业国产路在何方?

    吾辈当自强!一文揭秘芯片之母EDA产业国产路在何方?

    芯片之母,EDA了解一下? 在芯片设计领域,EDA软件是不可或缺的,EDA被称为IC设计最上游最高端的软件产品,涵盖了IC设计、布线、验证和仿真等所有方面。起初芯片设计还能使用人工手算,但是现在一颗芯片就有上百亿的晶体管,不使用EDA软件非常容易出错。 在美国EDA领域,Synopsys、Cadence、Mentor Graphics被称为三大巨头,占据了全球市场超过65%的份额,中国市场的90%份额,华为、中兴等等芯片厂商都离不开美国的EDA产品。 但美国一步步紧逼华为,几乎是切断了后路,那么,对于华为以及更多中国企业来说,发展国产EDA产业就变得尤为重要,但要从何发展,怎么发展呢? 近日,方正证券发布了《半导体EDA行业研究与投资报告》(以下简称《报告》),《报告》分析了EDA产业的新机遇以及国内产业发展特点,并据此提出了国产EDA的产业发展方向。 一、国内EDA市场发展概况 EDA是电子设计自动化(Electronic Design Automation)的简称,是从计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助测试(CAT)和计算机辅助工程(CAE)概念发展而来。 芯片产业链包括设计、制造、封装、测试、销售,芯片核心实力重心在芯片设计,而芯片设计离不开芯片设计软件EDA,EDA可谓是芯片产业链“任督二脉”。 EDA是广义CAD的一种,是细分的行业软件。利用EDA工具,电子设计师可以从概念、算法、协议等开始设计电子系统,完成电子产品从电路设计、性能分析到设计出IC版图或PCB版图的整个过程。 国内EDA产业发展从上世纪八十年代中后期开始,国产首套EDA熊猫系统于1986年开始研发并于1993年问世。 之后的国内EDA发展曲折而缓慢,因各种因素影响,国产EDA产业没有取得实质成功,但近十年发展中,华大九天、芯禾科技、广立微、博达微等几个企业从国产EDA阵型中展露生机。 目前全球EDA软件供应商主要是国际三巨头Synopsys、Cadence和Mentor Graphic。 中国市场EDA销售额的95%由以上三家瓜分,剩余的5%还有部分被Ansys等其它外国公司占据,给华大九天、芯禾科技等国产EDA公司留下了极少的份额,且后者在工具的完整性方面与三强相比,有明显的差距。 而在局部取得突破的领域,国内厂商与三巨头也存在着相当的差距,比如在物理验证、综合实力等方面,国内EDA厂商还“没有能力全面支撑产业发展”,总体上还是很难离开三大巨头公司的平台。 究其根本,主要原因就在于两点: 一是国内的EDA工具不全,EDA软件要覆盖IC设计、布线、验证和仿真等所有方面,而国产EDA很多只涉及到其中的一部分环节; 另一个是国产EDA软件和先进工艺的结合较差,毕竟国内制造水平不强,14nm也只是刚刚量产,而华为7nm甚至5nm的芯片已在路上了,自然国产EDA在先进工艺方面是差于国外的。 所以,一旦EDA受制于人,整个芯片软件产业的发展都可能停摆,发展国产EDA迫在眉睫。 从全球科技产业周期的角度来看,目前处于5G应用周期的前夜,物联网,人工智能和虚拟/增强现实领域的新机遇使得整个集成电路生产周期各阶段的半导体公司都能受益。具备AI特性的EDA工具也可以帮助客户设计出更好的芯片,并快速推向市场。 中国半导体的崛起,给发展EDA软件带来了新的希望。截止到2019年,中国大陆光晶圆厂,达到86座。同时还有全球最大的半导体消费市场,达到了60%。这表明中国的EDA企业正在追求快速增长,来满足巨大的国内需求。 二、芯片产业链 一)芯片设计 集成电路作为半导体产业的核心,由于其技术复杂性,产业结构高度产业化。随着产业规模的迅速扩张,产业竞争加剧,分工模式进一步细化,由原来的IDM为主逐渐转变为Fabless+Foundry+OSAT。目前市场产业链为IC设计、IC制造和IC封装测试。 在核心环节中,IC设计处亍产业链上游,IC制造为中游环节,IC封装为下游环节。 芯片设计分为前端设计(也称逻辑设计)和后端设计(也称物理设计),两者并没有统一严格的界限,涉及到与工艺有关的设计就是后端设计。从设计程度上来讲,前端设计的结果就是得到了芯片的门级网表电路。 1、EDA工具:IC设计的最上游产业 在 IC设计中,逻辑合成这个步骤便是将确定无误的HDLcode,放入电子设计自动化工具(EDAtool),让电脑将HDLcode转换成逻辑电路,产生电路图。然后反复的确定此逻辑闸设计图是否符合规格并修改,直到功能正确为止。 EDA是芯片设计最上游、最高端的产业,同时也是国内芯片产业链最为薄弱的环节。 从市场价值来看,整个EDA软件的全球市场规模不足一百亿美元,却撬动了5000亿美元的半导体产业。如果没有了这颗基石,全球所有的芯片设计公司都会直接停摆,半导体金字塔就会坍塌。 根据加州大学Kahng教授的计算分析,在2011年一片芯上系统SoC的设计费大约是4000万美元。如果没有EDA技术进步,这笔费用会上升至77亿美元,EDA软件让设计费用整整降低了200倍。 2、TCAD:集成电路EDA核心技术 TCAD(TechnologyComputerAidedDesign)全称是半寻体工艺和器件仿真软件。整个EDA软件中,TCAD在器件设计和工艺开发环节中发挥着至关重要的作用,是集成电路设计和制造中不可缺少的重要组成部分,是EDA软件系统中的核心底层。 目前全球TCAD(传统TCAD)仿真工具主要被两家美国公司Synopsys和Silvaco垄断,两者市场份额总和超过90%。但是随着集成电路技术的发展,其先进制造技术逐渐逼近3-5nm技术节点,传统的TCAD将面临巨大的困难和挑战。 主要的困难有3点: 当器件到达深纳米尺度甚至原子尺度时,量子效应将起重要作用,而传统的模型没有完备地包含量子效应。 当器件达到纳米尺度后,通过实验手段获得可靠的参数变得越来越困难和费时费力。 诸多新型电子器件和电子材料的不断问世,完全超出了传统TCAD方法的应用范畴。 AtomisticTCAD是目前全球最先进和最准确的从原子尺度迚行仿真,用来设计原子尺度电子器件的TCAD工具,完美的解决了传统TCAD面临的三大问题,包括量子效应、实验参数和新型器件。与传统的工艺建模技术相比,AtomisticTCAD是原子级的计算机辅助设计软件,通过对纳米级半导体电子器件进行建模和仿真,无需进行大量实验测量便可以准确地获得过程技术参数。它可以有效地缓解纳米级半导体行业设计不制造中常见的难题,并有助于半导体制造商加快半导体工艺的开发,提高良率。此外,AtomisticTCAD可以扩展到对任何新型材料进行仿真,并具有广泛的行业应用。 3、EDA工具分类 EDA工具分为三部分:前端(Verilog数字描述、以及数模混合);后端(Place&Routing布局与布线);验证(DRC/LVS 等)。 具体来说,在芯片的前端设计中,包含了芯片规格的制定和详细设计、HDL编码、真仿验证、逻辑综合、静态时序分析(SAT)以及形式验证;而后端设计中,包含了可测性设计(DFT)、布局规划(FloorPlan)、时钟树综合(CTS)、布线(Place& Route)、寄生参数提取以及版图物理验证等等。 4、发展历程 EDA作为集成电路设计的基础工具,大致经历了以下几个发展阶段: 二)IP核 1、定义 IP核(IntellectualPropertyCore)是指在半导体集成电路设计中那些可以重复使用的、具有自主知识产权功能的设计模块,设计公司无需对芯片每个细节进行设计,通过购买成熟可靠的IP方案,实现某个特定功能,这种类似搭积木的开发模式,缩短了芯片开发的时间,提高了芯片的可靠性。 多数SoC厂商依赖IP设计SoC芯片的过程,其本质就是寻找验证及整合IP核的过程。IP核变成了SoC设计的基础,深刻的影响着SoC的设计。随着需求端的快速变化,上市时间越来越短,SoC设计公司对成熟IP的依赖程度日益增加。 2、类别 主要分为3个类别,即软核、固核、硬核。 3、半导体行业IP的竞争格局 半导体IP行业的客户积累,是一个较长期的过程,且客户黏性较强,其原因主要包括以下三点: IP技术护城河的形成,无论硬件、基础软件和应用软件,都需要长时间研发投入的积累。 由于IP模块和芯片设计企业客户的研发体系是深度耦合的,IC设计企业的技术积累,全都基于所采用的IP,因此迁移成本较高。 上下游生态网络的建立,对于IP授权企业来说,本身就是护城河。这是由于客户在选择芯片设计提供商时,极为谨慎,会重点关注其是否有相应的成功案例。 以上三点,决定了IP授权行业,往往形成赢家通吃的竞争栺局,新竞厂家,较难在短时间内超越竞争对手。 4、IP设计的新技术:自动IP生成 常规的IP设计过程费时费力,而自动IP生成则是希望能通过直接把顶层架构设计(对于数字IP)戒模块指标(模拟IP)映射到电路。这样一来,就能大大节省设计的时间和成本,同时可以做更多的设计探索,最终收敛到最优设计。 自动IP生成领域对亍中国的半导体行业有重要价值,中国距离全球先进的差距也并不大,因此,如果得到足够支持的话有机会能在未来数年内达到全球领先水平。对于模拟IP自动生成来说,发展时间还不长,中国和国外巨头尚处于同一起跑线。而拥有下一代的自动模拟IP生成工具,也有利于巩固中国模拟IP设计强国的地位。 三、产业发展特点 一)全球市场格局 全球EDA市场现状:行业规模增大,整体增速较低。 随着EDA行业的发展,相关软件产品逐渐增多,再加上全球芯片制造中对EDA产品的需求加大,使得EDA行业市场规模不断提高,但整体增速不高。据统计,2018年全球EDA行业市场规模为97.04亿美元,较2017年同比增长4.30%。预计2019年年收入为105亿美元,同比增长8.25%。经过不断的市场洗牌,EDA行业已经从上世纪的百家争鸣缩减到目前三大巨头,成为一个高度垄断的行业。 2019年第一季度资料显示,SIP市场规模约为8.66亿美元,占行业总收入约33.36%;CAE市场约为规模8.41亿元,占比约为32.38%;PCB&MCM(印刷电路板和多芯片模块)市场规模2.24亿美元,占比约为8.63%。 从区域来看,北美地区是EDA软件行业发展最好的地区,在全球市场占比高达42.7%;其次是APAC地区(亚太地区),近年来需求上升较快,占据了34.6%的市场份额;最后是EMEA地区(欧洲、中东和非洲地匙)和日本地区,占比相对较小,分别占据13.3%和9.4%的市场份额。 目前,全球EDA软件供应者主要是国际三巨头Synopsys、Cadence和Mentor Graphic,三大EDA企业占全球市场的仹额超过60%。2018年,Synopsys全球市场份额领先,占比达到32.10%;Cadence次之,占比为22.00%;Mentor Graphic占比为10.00%。 二)五大行业特点 1、寡头垄断 国际三巨头所占国际市场份额超过60%,在国内市场寡头垄断的现象更加严重,三巨头所占比例高达95%,可以看出EDA产业为寡头垄断的状态。 2、并购频繁 EDA国际三巨头在过去的30多年里,经过了60+次数的并购,才最终奠定了如今正在行业内的寡头垄断地位,其中Synopsys的并购次数高达80次,这说明EDA产业的发展是离不开并购扩张的。 3、产业投资周期长 EDA行业的产品和服务需要长时间的技术积累,内容攮括了众多基础科学,是整个工业软件的智慧结晶。 4、需建立产业生态圈,产业链上下游联动支持 EDA作为半导体行业的第一个环节,是制造和设计的纽带。EDA与工艺设计强相关,既要跟着工艺跑,又需要用户的信任去验证,所以必须获得产业链上下游支持,建立产业生态圈,才能更好的发展。 5、对人才需求强烈 EDA行业需求的人才主要是工具软件开发人才,工艺及器件背景的工程师、熟悉IC设计流程的工程师、数学与业人才、应用及技术支持人和销售类人才,就业面相对窄。 四、国产EDA路在何方 一)发展困局 中国EDA产业一路走来,屡屡碰壁。破土之初遭遇“巴统”禁运,禁止向中国销售先进电子CAD软件。虽然随后中国做成第一版ICCAD—;—;熊猫系统,但马上迎来了国外EDA公司的激烈竞争和抢占市场,中国的EDA产业陷入长久的沉寂。 2008年,国家“核高基”重大科技与项正式迚入实施阶段,EDA领域 也迎来了新一轮的国家支持。微弱的产业火种诞生出了华大九天、芯愿景、广立微、芯禾科技、概伦电子等一批优质企业。 1、国外巨头垄断 从全球市场来看,2018年,中国以华大九天、广立微、芯禾科技为首的10余家EDA公司销售额约3.5亿元,只占到全球市场份额的0.8%。 从国内市场来看,2018年,我国EDA软件市场份额约为5亿美元左右,中国EDA企业仅占5%左右,竞争力较弱,而国际三巨头Synopsys、Cadence和Mentor占了其中95%。 行业内的高度垄断,导致了国内公司(华为、联想等)在使用EDA软件时不得不依赖国外厂商。 2、需要的长期技术积累和资金投入 EDA企业的发展离不开长期的技术积累和高额的研发资金投入,国产EDA公司和国外龙头相比仍有较大发展差距。 3、本国EDA人才需求严重不足 国内做EDA研发的人大约有1500人,其中约有1200人在国际EDA公司的中国研发中心工作,真正为本国EDA做研发的人员,只有300人左右。 4、EDA产业上下游的支撑 EDA是链接设计与制造之间的关键部分。国际三巨头与世界领先的晶圆厂合作已久,代工厂找不到理由和新的EDA厂商合作,于是EDA软件不能为IC设计公司提供足够的工艺信息,因而IC设计公司也没必要购买EDA软件。 5、产业并购 EDA行业在过去的十五年从自由竞争走向寡头垄断。中国EDA企业由于信奉“造不如买”的理念,错失了在激烈竞争中以战养战的机会。 二)发展机会 2018年我国EDA软件市场规模约为5亿美元,仅占全球的5.15%左右。2017年中国EDA市场增速较快,为11.63%,之后两年增速有所下降,为4.17%、8%。由于意识到国产替代的重要性,预计2020年EDA的市场规模将迎来新的一轮增长。 过去十年,中国大陆半寻体产业呈现出上升趋势。正在与其他地区的半导体产业竞争。其中大陆的竞争主力军为Fabless企业,中国大陆的Fabless公司已经占全球的四分之一。这给了EDA工具和服务足够的发展空间。这也是我国未来几年不断发展和壮大国内EDA产业的基础。 建议应和中国顶级芯片设计公司以及晶圆代工公司展开紧密的合作,对于先进的技术工艺应该重点攻克,实现早日突破。 此外,IP的重要性需要受到国内EDA企业的重规,提供与IP相关的服务和工具是可以考虑的发展方向之一。 国产EDA的机会在于以点工具为突破口,由点及面逐步发展。 二十多年前,在EDA软件上,中国抄了一条近路—;—;直接采用国外的EDA工具,然而,沉痛的现实告诉我们,曾经落下的课都要补回来。现在中国已开始在一定程度上支持EDA工具的开发,对一些EDA公司给予必要的资金支持。政府投资,加上庞大的国内市场,意味着它们有发展和改善环境的潜力。未来EDA发展之路,还得靠脚踏实地、一步一个脚印地走出来。 视频会员活动汇总>> 爱奇艺视频会员限时优惠5折 优酷视频会员年卡5折购(99元) 腾讯视频会员年费99元/京东plus联合年卡128元 芒果TV 13个月 98元(6.16-6.22)

    时间:2020-07-03 关键词: 国产 EDA 芯片之母 芯片 设计

  • 极飞科技发布无人机新产品

    极飞科技发布无人机新产品

      极飞科技举办年度大会,并在年度大会上举办新品牌和全球新产品系列发布。极飞科技成立于2017年,致力于智慧农业技术的研发和推广,是一家无人机研发制造公司。据了解,经过产品迭代的新品P20和P39两款农业植保无人机,在工业设计、飞行控制和精准喷洒三方面都有所进步。   在现场,极飞科技更发布了“极飞教育”新品牌,极飞教育是一个专注服务于产教融合的一体化平台,致力于新兴产业人才创新研发与实践,以服务农业现代化为责任使命,将极飞科技先进技术,丰富农业生产经验,无人机平台等资源,与国内一流教育资质平台对接,建立起无人机平台人才培养,创新实践和创业孵化三位一体的教育模式。   据了解,截至2018年11月底,极飞全球在运营的植保无人机数量为21731架,认证的植保无人机操作员已经超过28000人。

    时间:2020-06-17 关键词: 无人机 控制 设计

  • 华为轮值董事长:集成电路设计之外的能力还不具备 主题词是求生存

    华为轮值董事长:集成电路设计之外的能力还不具备 主题词是求生存

    5月18日消息,华为第17届全球分析师大会今日举办。华为轮值董事长郭平在会后接受采访时表示,华为进入美国实体清单后,对业务影响很大,去年营收差120亿美元。目前对后续影响还未有更清晰的判断。华为除了集成电路设计之外的能力还不具备,求生存是华为现在的主题词。 郭平称,去年美国把华为放到实体清单以后,对华为的业务还是有很大影响,去年并没有实现我们的业务计划,大概差120亿美金。 “去年每个季度的增长也在不断下滑,应该说也能看出这方面的影响。特别是华为获取的每个合同,应该说跟以往相比有更多的困难。今年的话,两天前新的直接产品规则(美国禁令升级)以后,很多的情况还不太清楚,我们还在做进一步地评估过程中。所以对具体我们后续业务的发展,现在还没有一个清楚的判断”。 郭平说,华为作为一个ICT设备和终端公司,能够到产品的设计、集成电路的设计,但是超出这个之外的很多能力并不具备。我们其实是努力地寻找怎么能够存活,求生存是华为现在的主题词。 郭平表示,面对美国实体清单,过去一年华为增加了30%的研发投入,包括重新设计超过6000万行代码、开发1000多块新的单板、对新的供应物料进行选择。我们付出了很多的努力和代价,面对长期规则不确定的制裁,相信能够努力找到解决方案。

    时间:2020-06-08 关键词: 华为 集成电路 设计

  • 汽车齿轮加工工艺流程和设计改进后的特点分析

    汽车齿轮加工工艺流程和设计改进后的特点分析

    通常汽车齿轮加工工艺流程为:锻造→粗车→精车→滚齿→剃齿→热处理→磨棱→磨内孔→入库。热处理以后磨内孔是最重要的加工工序,直接决定汽车齿轮的加工质量和使用寿命。 在斜齿圆柱齿轮(见图1)磨内孔时,一般先找三个直径相同的量棒,然后依次把三个尺寸一致的节圆棒放置在三爪卡盘夹紧对应齿轮齿槽中,最后通过百分表校正加工齿轮端面,用三爪夹紧齿轮。每次通过放置不同节圆棒,完成不同汽车零件内孔的磨削。 图1 斜齿轮圆柱 齿轮加工问题分析 在日常生产加工中,热后磨内孔往往会碰到一些齿圈径向圆跳动达不到图样要求的情况。这些特殊的零件主要是直齿薄壁件、斜齿轮和斜齿轮焊接件等几类零件。对于直齿圆柱齿轮薄壁件,可以通过调节夹紧压力减小薄膜夹盘夹紧留量来改善。但是斜齿圆柱齿轮磨内孔一直影响着现场加工,如果采用三个节圆棒夹持定位磨削加工内孔的原有加工方式,存在以下问题: 1)这种加工原理应用在斜齿上理论设计是错误的,因为斜齿轮只有当齿面上剖面角等于与之相应的螺旋角时,其齿面剖面上的每个点至齿轮中心距离才是相等的。也就是说,只有当夹具主体的剖面角等于与之相应的螺旋角时,该剖面上的每点至夹具中心距离才相等。 2)采用这种加工方法,每个节圆棒与三爪仅有一个接触点工作。三点确定一个夹持平面,但由于是斜齿轮,受到螺旋角的影响。要保证这个平面与齿轮中心的距离相等,每次加工夹紧时必须校正齿轮端面后再加工,完全体现不出节圆棒夹持的优势。造成加工时间长、效率低、齿轮径向圆跳动超差等问题。 3)随着螺旋角的不断增大,加工难度也不断提高。对于齿轮螺旋角比较大的零件或者斜齿轮焊接件,采用节圆棒定位的方法无法正常加工。 齿轮加工误差解决思路 装配完成后为了保证齿圈圆跳动误差,在热处理后必须磨削内孔。通常以斜齿圆柱齿轮节圆定位,这样互为基准。斜齿圆柱齿轮和直齿圆柱轮最主要的区别在于:直齿圆柱齿轮的接触线是一条条平行于轴线的直线;斜齿圆柱齿轮有螺旋角β,斜齿圆柱齿轮的接触线是一条条与轴线有一定夹角(等于β)的斜直线。 图 2 斜圆柱齿轮沿分度圆展开的平面图如图2所示,如果节圆夹的本体有一定的螺旋角,夹具主体沿螺旋线方向剖面上任意一点至中心的距离相等,加工原理就演变成直齿圆柱齿轮的加工原理,接触线也就转换成平行于本体轴线的直线。 斜齿轮加工夹具应用实例 节圆夹保持架(主体见图3)是该夹具的难点和重点。为了保证夹具主体螺旋线方向面上的任意一点至中心的距离相等,铣削加工时保持架基准定位面具有一个倾斜角度,该倾斜角度=螺旋角β,并且铣削倾斜角的份数=齿数=Z=19。 图3 节圆夹保持架主体 节圆夹装配如图4所示,该节圆夹的定位滚子通过钢丝固定在节圆夹保持架上,保持架倾斜角β=25.93°,这样固定在保持架上的滚子就有一定的倾斜角,间接地保证了滚子在螺旋线方向面上的任意一点至中心的距离相等。和直齿圆柱齿轮一样,新型节圆夹在加工斜齿圆柱齿轮(见图5)时,斜齿圆柱齿轮在螺旋线方向剖面上的任意一点至中心的距离都相等,接触线是条平行于轴线的直线。 图4 节圆夹装配 1.钢丝 2.滚子 3.衬套 4.节圆夹保持架 具体使用过程如下:先将斜齿圆柱齿轮放入新型节圆夹,用带有倾斜的滚子对齿槽进行定位,然后再用三爪把新型节圆夹夹紧。同时,该新型节圆夹采用多段式设计,增加了节圆夹的柔性,接触面积更大,接触更充分。可以更好地消除斜齿圆柱齿轮轴向圆跳动、热处理变形、加工操作和接触点不稳定等误差。 图5 新型节圆夹对斜齿圆柱齿的加工 虽然是一个小小的设计改进,但是这个新型节圆夹根据斜齿圆柱齿轮的特点而设计,可以实际的运用于斜齿圆柱齿轮的加工,解决工艺问题,也正说明了优秀的设计方案都是不断从细节改进得来的。

    时间:2020-05-15 关键词: 汽车电子 设计

  • 无线充电成为主流的主要原因,你知道吗?

    无线充电成为主流的主要原因,你知道吗?

    你真滴为什么无线充电成为主流吗?我们生活在一个极其移动化、而实际又受束缚的世界。从智能手机、智能手表、健康追踪器、蓝牙耳机、助听器,到其他可穿戴设备或智能耳穿戴设备,我们当中的许多人从头到脚都配备了移动设备。但这些移动设备需要充电,而且是频繁充电。根据我们使用这些设备的频率,以及使用的目的,这些设备甚至可能每天要充好几次电。这意味着无论去哪,我们随时都要带充电器,或者我们去的地方都备有充电器。 这也是为什么我们说受束缚的原因,电子设备的移动范围受到充电线长度的限制。这也使无线充电成为了必然的发展趋势。无线充电对于我们每天面临的充电困扰来说,是一个非常明显的解决方案。这就提出了一个问题:是什么阻碍了无线充电成为主流? 这里面有两个因素:一个是实际的,一个是意识观念上的。 设计障碍 首先从实际的因素来说,就是设计本身。 无线充电的设计挑战因不同的设备而有所差异。对于较大的设备来说,比如手机,它的挑战包括充电效率,以及设备(使用者)移动的自由性对无线充电过程有什么影响。对于较小的设备来说,比如助听器和智能耳穿戴设备,它的设计挑战包括设备在无线充电过程中的摆放位置和方向,这对较传统的基于线圈的无线充电方案来说是个问题。 还有另外一个挑战是无线充电解决方案本身的尺寸。毕竟,线圈设计起来体积不是很小。这对设备的设计带来了另一重难度,如何在小型设备中腾出空间来安装一个体积不小的线圈呢? 为了满足无线充电的需求,工程师需要对照几个指标: ·有没有设备摆放方向上的自由度? ·有没有灵活性? ·充电机制效率高吗? ·设备是否需要摆放在非常精确的位置才能充电? 这里要满足的条件有点多,但这个挑战其实是可以解决的。 有一种可以一次性解决以上各项挑战的解决方案,就是来自Energous公司的WattUp技术。它是一项基于RF的无线充电解决方案,工作原理类似Wi-Fi。 改变文化上的观念 无线充电最大的障碍并不是设计困难。工程师总是可以找到解决办法,而且他们也正在着手做。实际上,最大的挑战是用户的观念,以及需要回答消费者的这个不可避免的问题:无线充电和我有什么关系? 试想一下过去几十年中最主要的技术成就:计算机、互联网、手机、智能手机、iPod等。在这些产品出现在市场之前,大众有呼吁说想要这些产品吗?对大多数人来说,答案是,没有。因为在人们不知道或者没亲眼见过一件东西之前,是不知道自己想要什么的。那么对于无线充电来说,其实也是一样:大多数人并不知道自己想要无线充电,或者不知道无线充电对他们来说有什么好处,因为这个概念大众并没有了解过。只有大众的观念转变了,无线充电才能真正成为主流。 一个没有充电器的世界 想象在未来,你不需要去哪儿都带着充电器,只需要带设备就行了。 无线充电传感器可以安装在家里的各个房间、办公桌上、会议室的电话上、当地的咖啡店或便利店、电影院、火车站、公车站、机场等。 换句话说,你要去的每个有Wi-Fi的地方都可以有无线充电传感器,它可以自动检测到你的设备(如果进到距离范围内),并远距离的进行充电。 无线充电是一个双赢的技术,对于设备制造商来说,他们可以确保客户在使用时数据获取不中断,从而获得更好的用户体验。毕竟,健康可穿戴设备的供应商并不希望消费者需要摘下设备进行充电,导致健康数据的获取中断。对于消费者来说,就不再需要担心电池没电了,以及附近哪里能找到充电器。 关于WattUp®无线充电解决方案 WattUp®是一项革命性的基于RF的无线充电解决方案,通过无线频段智能地提供可调节的功率,与Wi-Fi路由器类似。与较早的无线充电系统不同,这项解决方案可以在一定距离内向多台设备提供无线充电。 该技术支持近场(几毫米)、中场(0.6米到0.9米)、远场(长达4.5米)的无线充电。通过使用基于RF的天线而不是较传统的基于线圈的解决方案,可以实现超小型接收器。WattUp®技术由Energous公司授权,Dialog公司生产并销售。以上就是无线充电成为主流的主要原因,希望能给大家帮助。

    时间:2020-05-14 关键词: 无线充电 观念 设计

  • T型外导体上高精度零件的加工工艺介绍

    T型外导体上高精度零件的加工工艺介绍

    T型外导体旋转关节的关键零件。材料为H62黄铜,毛坯件经焊接而成。其外形复杂,尺寸精度和形位精度要求较高,为了保证零件的加工质量,确定合理的加工工艺,设计装夹可靠和定位精度高的工装夹具至关重要。 合理的加工工艺和有效的工艺装备是保证零件加工精度的关键。在制定零件加工工艺、设计夹具时,必须结合零件的技术要求和生产批量的大小。仔细分析研究,才能设计出合理的工艺方案。组合夹具在T型外导体上的应用使零件定位精度高,装夹可靠,在实际生产中效果良好。

    时间:2020-05-12 关键词: 质量 定位 设计

  • 正激变压器设计的一些常见问题解决方法

    正激变压器设计的一些常见问题解决方法

    什么是正激变压器?它有什么作用?正激变压器由于储能装置在后面的BUCK电感上,所以没有Flyback变压器那么复杂,其作用主要是电压、电流变换,电气隔离,能量传递等。所以,我们计算正激变压器的时候,一般都是首先以变压次级后端的BUCK电感为研究对象的,BUCK电感的输入电压就是正激变压器次级输出电压减去整流二极管的正向压降,所以我们又称正激电源是BUCK的隔离版本。 Q1:初次级匝数的选择 以第三绕组复位正激变压器为例,一旦匝比确定之后,接下来就是计算初次级的匝数,论坛里有个帖子里的工程师认为,正激变压器在满足满负载不饱和的情况下,匝数越小越好。 其实这是个误区,匝数的多少决定了初级的电感量(在不开气隙,或开同样的气隙情况下),而电感量的大小就决定了初级的励磁电流大小,这个励磁电流虽不参与能量的传递,但也是需要消耗能量的,所以这个励磁电流越小电源的效率越高;再说了,过少的匝数会导致deltB变大,不加气隙来平衡的话,变压器容易饱和。 Q2:无论是单管正激还是双管正激,都存在磁复位的问题 且都可以看成是被动方式的复位。复位的电流很重要,如果太小了复位效果会被变压器自身分布参数(主要是不可控的电容,漏感)的影响。复位电流是因为电感电流不能突变,初级MOSFET关断之后,初级绕组的反激作用,又复位绕组跟初级绕组的相位相反,所以在复位绕组中有复位电流产生复位电流关系到磁芯能否可靠的退磁复位,其重要性不言自喻;当变压器不加气隙时,其初级电感量较大,复位电流自然就小。 但在大功率的单管正激和双管正激的实际应用中,往往需要增加一点小小的气隙,否则设计极不可靠,大功率的电源,一次侧电流很大,漏感引起的磁感应强度变化,B=I*Llik/nAe,就大,加气隙是为了减小漏感Llik。 Q3:正激的占空比主要是取决于次级续流电感的输入与输出 次级则就是一个BUCK电路,而CCM的BUCK线路Vo=Vin*D,跟次级的电流无关 Vo=Vin*D Vo:输出电压,Vin:BUCK的输入电压,即正激变压器的输出电压减去整流管的正向压降,D:占空比在此,输出电压是已知的我们只要确定一个合适的占空比,就可以计算出BUCK电感的Vin,也就是说变压器的输出电压基本就定下来了。在这特别要提醒大家,占空比D的取值跟复位方式有很大的关系,建议D的取值不要超过0.5。 知道变压器的输出电压Vs之后,那么就可以根据输入的电压来计算出变压器的匝比了,这里要用最低输入直流电压来计算匝比,因为最低输入的直流电压对应最大的占空比。此Vs的电压对于选择次级整流二极管的耐压也是一个很重要的数据。 选择匝比的时候请大家注意因为计算出来的值一般都是小数点后有一位甚至几位的值,而我们在实际绕制变压器的时候,零点几匝的绕法非常困难,所以尽量取整数倍的匝比;当然,如果计算变压器的时候,变压器的初次级匝数比也不排除刚好是小数的情况。 正激变压器加少量气隙能将电-磁转换中的剩磁清空,磁芯的实际利用率增加,同时增加的一点空载电流在大功率电流中所占比例较小,效率不会受到太大影响,这样可以让变压器不容易饱和,电源的可靠性增加,同时可以减少初级匝数,变压器内阻降低,能小体积出大功率.加气隙也相当于增大了变压器磁芯,但实际好处(特别是抗饱和能力)是胜于加大磁芯的。加气隙后,减小的电感量会被增加的磁芯利用率补回来,而且有余,是合算的不用担心。 Q4:复位绕组的位置问题 是跟初级绕组近好呢,还是夹在初次级之间好?如果并绕,当然跟初级的耦合是最好的,但对漆包线的耐压是个考验!当然这不至于直接击穿。 无论从EMC角度还是工艺角度来说,复位绕组放在最内层比较好,实际量产中这是这样绕的占多数。 单管正激,如果是市电或有PFC输出电压作为输入的话,MOSFET的最低耐压是2倍直流母线电压,再加上漏感的因素,MOSFET建议选800V甚至900V的管子。 Q5:大功率的电源中,考虑到可靠性 一般变压器的余量较大,为避免变压器饱和,一般将deltB选得较小,一般取0.2以下;由于EMC与MOSFET的开关损耗考虑,将频率设得较低,一般为40KHz以下;大功率电源一般都会带主动式PFC电路,所以单管或双管正激拓扑的母线电压大概是400V左右。 由于上面三个原因,根据变压器匝数计算公式Np=Vin*Ton/(deltB*Ae),可知变压器的初次级匝数较多,而较多的匝数会使分布参数(漏感,分布电容)变大,从而使绕组的交流损耗,特别是直流损耗都变大,在加上大功率变压器内部绕组的散热特性很差,故绕组温升相当可观,再加之大功率变压器的铁芯散热面积小,中柱发热比两个边柱更严重,而散热更差,所以铁芯的损耗导致的温升也较可观。较大的铁损与铜损导致磁芯的温度上升,从而导致变压器的磁通密度饱和点下降,如果设计的余量不够,当变压器在高温大负载的冲击下,可能立即饱和从而导致炸管!而加点小气隙可以减少变压器的剩磁,从而使避免变压器在高温大负载的冲击下饱和。 Q6:为什么有的变压器不加复位绕组,也能正常复位? 可以利用外部复位 RCD,LCD,有源钳位等方式。 Q7:正激的占空比主要是取决于次级续流电感的输入与输出 它是利用变压器激磁电感与MOSFET结电容进行谐振复位的,但是所需的电感量和电容量是需要详细计算的,通常需要对正激变压器开气隙才行。复位电流一般都比较小,所以复位绕组的发热也较小,放在内层一般一层就可以绕完便于工艺的控制。我做的变压器一般是复位,初级,次级,辅助。 次级绕组如果在里面,这绕组所用铜线的单匝长度小,直流损耗低,但散热就差了一点,如果在外面的话,则情况相反。 对于正激电源来说,匝比影响的是占空比,初次级的峰值电流,匝数以及次级储能电感的电感量。 正激没有偏磁和直通的毛病,主要优点就是可靠性高.同样频率下,正激变压器磁芯的发热量只有桥式的1/3。200W-500W的正激变压器,可加0.05-0.1MM的气隙,这样可以减少初级匝数,还可适当提高频率,进一步减少匝数,以降低导线发热量。 正激电源开通、关断瞬间,初、次级电流包含哪些成分?稳态之后呢?双管正激的那两个钳位二极管是在复位的时候导通,从而钳位MOSFET两端的电压近似等于直流母线电压,复位二极管最好用超快回复的,最理想的选择是BYV26C之类的管子,UF系列也可以。 Q8:硬开关电路 从理论上分析,提高频率的益处:可以允许使用更少的匝数或者使用更小型号的变压器(同样型号的变压器输出同样功率,铁损将明显减少),减少电源的体积,增大电源的功率密度。当然也有不好的一面:提高频率将使MOSFET的开关损耗加大,变压器绕线的趋肤深度降低,分布参数的振荡将更加剧烈,EMI变差。所以,可靠性跟频率没有必然的联系,只要将电路处理好,特别是热设计做好了,一般可靠性还是比较高的。 匝比的大小跟输入的电压范围以及占空比有关。正激与反激不一样,反激的“电感”变压器之前,而正激的电感在变压器之后,所以同样的占空比下,正、反激的变压器次级输出电压是不一样的。次级完全可以看成一个BUCK电路,那么这个BUCK电路的输入电压就是变压器次级输出电压减去整流管的压降,只要确定好占空比,就可以计算出电感前端的输入电压,即变压器次级的电压,然后通过占空比凡推出匝比,选好变压器之后就可以计算出初级的匝数,通过匝比计算出次级匝数。 在算变压器的时候经常会因为匝比或匝数的小数而有所调整,这样先计算的输出电感余量不是要再留大些?是的,一般在实际电路设计的时候,跟计算值相比都会留有一定的余量,而且当发生取值使用近似值的时候,都需要进行反推验证,这样才能保证电路的工作状态在我们的控制之中。正激变压器在开关管导通时存在三个电流,1.励磁电流,I1=VIN*Ton/Lp;也就是Ip中的斜坡电流。这部分电流不传递能量,只维持变压器的电动势。2.Ip中的平台电流I2,这一部分是传递能量的。3.次级感应电流I3=n*I2。因为I3=n*I2,I2,I3产生的磁场相互抵消,所以在正激变压器计算中不考虑。 开关损耗是硬开关电路的硬伤,除非上软开关,则可以明显降低开关损耗。硬开关要降低开关损耗的方法有降低开关频率,加快开通与关断的速度(使波形上升与下降沿更陡峭),但会使EMI更差,采用输入电容小的MOSFET,提升电路的驱动能力等。 双管正激与单管正激变压器的计算方法完全一样。其实正激变压器稳态时的初级电流可以通过变压器的等效模型得到的,用文字表述下,Ton时,整流管导通,续流管关断(忽略反向恢复时间与漏感的影响等因素的影响),次级储能电感电流线性上升,di(L)/dt=(Us-Uo)/L,而这个电流会通过匝比反馈到变压器初级的电流波形中去。当然,变压器的初级励磁电感在输入电压Uin的作用下,也会有一个线性上升的励磁电流,di(m)/dt=Uin/Lm,这两个电流都是要流经变压器初级线圈的,所以我们测试的电流就是这两个电流的叠加。这也解释了为何复位线圈的线径比初级线圈的线径小得多的原因。 的取值大小限制变压器铁芯的损耗大小,小的B值变压器越不容易饱和,但相反需要更多的绕线匝数,有时甚至因为窗口面积饶不下,所以铜损在增加。 Q9:正激一般都是工作在CCM模式 有较大的直流分量,如果要用较大的deltB的话,就需要加入一点气隙以降低剩磁,来平衡直流分量带来的影响,不过这会让励磁电流增大,变压器的铜损增加,开关管的电流应力相应的也会增大。 因为正激的占空比一般都会小于0.5,所以次级续流二极管的导通时间要更长。除开电容的影响,整流二极管跟续流二极管的平均电流应该是一样的。正激很少用在全电压的范围,是因为占空比变化过大吗?是的,占空比的变化太大就会使次级的电感设计变得麻烦。正激有个最小占空比的问题。 下面开始说变压器。第一个需要面对的就是变压器骨架与磁芯的选择,其需要考虑的因素实在太多,我们列举其中一部分来讨论下: 首先用Ap法(磁芯面积乘积法)来计算变压器的AP值: AP=AW*Ae=(Ps*10^4)/(2ΔB*fs*J*Ku) AW: core之窗口面积. ( cm^2);Ae: core有效截面积 . ( cm^2);Ps :变压器传递视在功率 ( W ) Ps=Po/η+Po (正激式);ΔB: 磁感应增量 ( T ); fs : 变压器工作频率 ( HZ ); J : 电流密度 ( A ) .根据散热方式不同可取300~1000 A/cm^2;Ku: 磁芯窗口系数. 可取0.2-0.4。 对于上式Ap算法得到的值,跟实际使用的变压器AP值相差较远,所以被人广泛诟病。其实产生误差的根本原因是,上式基本上都是在工程应用中才有优化近似而得到的,所以有些参数是较为理想,而实际使用中很多的参数是变化的,甚至还有些分布参数在“捣乱”,所以造成了偏差,在实际使用在还要考虑到余量,所以对于计算得到的Ap值乘上一个1.5-2的系数比较合理。 其实这里的ΔB( 磁感应增量)是个比较重要的物理量,需要大家注意。ΔB表征磁芯的在电源工作时,磁感应强度的变化范围,ΔB=Bmax-Br,Bmax是最大磁感应强度,Br剩余磁感应强度。在输入电压与工作频率不变的前提条件下,对于同一幅磁芯,ΔB取得越大,磁感应强度的变化范围越宽,磁芯的铁损越大,但所需要的匝数就越少,相应的铜损就小。选用磁芯的时候,需要选择饱和磁通密度尽量高,剩余磁通密度尽量小的磁芯,这样可以实现小磁芯出大功率的目的。 得到AP值之后,可能有非常多的变压器都符合需要,这是首先需要考虑结构尺寸的限制,特别是高度与宽度的限制。比如EFD30与EI28的AP值同样都是0.6cm4左右,但EFD30的高度小很多,更适合与扁平化的电源中,而EI28对于紧凑型电源则显得更重要。 其次,从降低漏感与分布电容的角度出发,应该选择骨架宽度较宽的变压器磁芯跟骨架,这样单层绕线的匝数会更多,有利于降低绕线层数,从而降低漏感与分布电容,关于漏感的问题,我们在后面再展开讨论。再次,还要从通用性与经济性的角度来考虑,这是工程设计中无法回避的现实问题。当然还有安规,EMI,温升,绕法等一些问题需要考虑。 计算好匝比之后,一般会综合考虑次级整流管的电压应力,将计算的匝比调整或将匝比取整,接着我们就可以通过匝比来反推电路的真实占空比范围 Dmax=n(Vo+Vf)/Vin(min) Dmin=n(Vo+Vf)/Vin(max) 后面的就是要根据真实的占空比范围来计算,这样得到的参数才是比较合理的。接着就可以计算最大与最小的导通时间, tonmax= Dmax/ fs tonmin= Dmin/ fs 接着就能计算初级绕组的匝数了 Np =Vin(min) ×tonmax/(ΔB×Ae) Np:初级绕组的最少匝数 Vin(min):初级绕组的最低输入直流电压 tonmax:初级MOSFET的最大导通时间 ΔB:磁感应强度的变化量,正激类电源根据散热条件,一般可以取0.2-0.3 Ae:所选磁芯的横截面积,一般在磁芯手册上可以查到 接下来计算次级匝数,次级匝数Ns = Np / n,当然得到的数值不一定是整数,一般都是要四舍五入取整数匝,因为小数匝在绕线的时候工艺不好控制。 此时又会带来一个问题,要想保持匝比不变,那么势必要根据四舍五入之后的次级匝数,反过来计算初级的最终匝数,否则占空比就会发生改变, Np= Ns * n 计算的NP如果不是整数的话,也需要近似的取值,当然会带来匝比与占空比的轻微变化,但由于影响较小,所以一般都不需要再次去反推占空比。同样的,确定最终的初级匝数之后,可以反过来推算变压器磁芯的磁感应强度变化范围,验证ΔB是否在合理的范围之内,ΔB=[Vin(min) ×Dmax×Ts] / (Np×Ae) 得到Np之后,就可以计算出复位绕组匝数Nr,并计算出励磁电流以及复位绕组的线径,考虑到MOSFET的电压应力与变压器的可靠复位,一般都是设Np=Nr,然后根据所选磁芯的AL值,计算出复位绕组的电感量Lr=AL*N^2,继而计算出复位绕组的复位电流Ir=Vin(min) ×tonmax/Lr,相应的绕组线径也就能计算出来了。 接下来的工作就是计算初次级绕组的线径。有一点需要大家注意的就是,计算线径要以电流有效值来计算,而非电流峰值或平均值! 要计算初级绕组的线径,首先要计算初级的峰值电流Ip = Pi / VL = Po / (η×Dmax×Vin) ,然后再计算峰值电流Iprms= Ip×√D ,最后在根据电流密度来计算需要的绕组线的横截面积,最后要根据频率,趋肤深度与临近效应,变压器骨架宽度跟深度等因素来计算单根线径的外径。同理次级绕组的计算方法一样的,不同点就是用电流平均值来计算,Isrms=Io×√D,然后要考虑单根线径的值,考虑因素同上。以上就是正激变压器的解析,希望能给大家帮助。

    时间:2020-05-05 关键词: 变压器 正激 设计

  • 常见的电源中磁性元件设计中错误概念,你知道吗?

    常见的电源中磁性元件设计中错误概念,你知道吗?

    你知道电源中磁性元件设计中的8个常见错误概念吗?为了使电源设计者在设计过程中,避免犯同样的错误,为此,我们针对在学习和研发中遇到的一些概念性的问题进行了总结,希望能给大家提供一个借鉴。 1、填满磁芯窗口——优化的设计 很多电源设计人员认为在高频磁性元件设计中,填满磁芯窗口可以获得最优设计,其实不然。在多例高频变压器和电感的设计中,我们可以发现多增加一层或几层绕组,或采用更大线径的漆包线,不但不能获得优化的效果,反而会因为绕线中的邻近效应而增大绕组总损耗。因此在高频磁性元件设计中,即使绕线没把铁芯窗口绕满,只绕满了窗口面积的25%,也没有关系。不必非得想法设法填满整个窗口面积。 这种错误概念主要是受工频磁性元件设计的影响。在工频变压器设计中,强调铁芯和绕组的整体性,因而不希望铁芯与绕组中间有间隙,一般都设计成绕组填满整个窗口,从而保证其机械稳定性。但高频磁性元件设计并没有这个要求。 2、“铁损=铜损”——优化的变压器设计 很多电源设计者,甚至在很多磁性元件设计参考书中都把“铁损=铜损”列为高频变压器优化设计的标准之一,其实不然。在高频变压器的设计中,铁损和铜损可以相差较大,有时两者差别甚至可以达到一个数量级之大,但这并不代表该高频变压器设计不好。 这种错误概念也是受工频变压器设计的影响。工频变压器往往因为绕组匝数较多,所占面积较大,因而从热稳定、热均匀角度出发,得出“铁损=铜损”这一经验设计规则。但对于高频变压器,采用非常细的漆包线作为绕组,这一经验法则并不成立。在开关电源高频变压器设计中,确定优化设计有很多因素,而“铁损=铜损”其实是最少受关注的一个方面。 3、漏感=1%的磁化电感 很多电源设计者在设计好磁性元件后,把相关的技术要求提交给变压器制作厂家时,往往要对漏感大小要求进行说明。在很多技术单上,标注着“漏感=1%的磁化电感”或“漏感<2%的磁化电感”等类似的技术要求。其实这种写法或设计标准很不专业。电源设计者应当根据电路正常工作要求,对所能接受的漏感值作一个数值限制。在制作变压器的过程中,应在不使变压器的其它参数(如匝间电容等)变差的情况下尽可能地减小漏感值,而非给出漏感与磁化电感的比例关系作为技术要求。因为漏感与磁化电感的关系随变压器有无气隙变化很大。无气隙时,漏感可能小于磁化电感的0.1%,而在有气隙时,即使变压器绕组耦合得很紧密,漏感与磁化电感的比例关系却可能达到10% 因此,不要把漏感与磁化电感的比例关系作为变压器设计指标提供给磁性元件生产商。否则,这将表明你不理解漏感知识或并不真正关心实际的漏感值。正确的做法是规定清楚可以接受的漏感绝对数值,当然可以加上或减去一定的比例,这个比例的典型值为20%。 4、漏感与磁芯磁导率有关系 有些电源设计者认为,给绕组加上磁芯,会使绕组耦合更紧密,可降低绕组间的漏感;也有些电源设计者认为,绕组加上磁芯后,磁芯会与绕组间的场相互耦合,可增加漏感量。 而事实是,在开关电源设计中,两个同轴绕组变压器的漏感与有无磁芯存在并无关系。这一结果可能令人无法理解,这是因为,一种相对磁导率为几千的材料靠近线圈后,对漏感的影响很小。通过几百组变压器的实测结果表明,有无磁芯存在,漏感变化值基本上不会超过10%,很多变化只有2%左右。 5、变压器绕组电流密度的优化值为2A/mm²~3.1A/mm² 很多电源设计者在设计高频磁性元件时,往往把绕组中的电流密度大小视为优化设计的标准。其实优化设计与绕组电流密度大小并没有关系。真正有关系的是绕组中有多少损耗,以及散热措施是否足够保证温升在允许的范围之内。 我们可以设想一下开关电源中散热措施的两种极限情况。当散热分别采用液浸和真空时,绕线中相应的电流密度会相差较大。 在开关电源的实际研制中,我们并不关心电流密度是多大,而关心的只是线包有多热?温升是否可以接受? 这种错误概念,是设计人员为了避免繁琐的反复试算,而人为所加的限制,来简化变量数,从而简化计算过程,但这一简化并未说明应用条件。 6、原边绕组损耗=副边绕组损耗”——优化的变压器设计 很多电源设计者认为优化的变压器设计对应着变压器的原边绕组损耗与副边绕组损耗相等。甚至在很多磁性元件的设计书中也把此作为一个优化设计的标准。其实这并非什么优化设计的标准。在某些情况下变压器的铁损和铜损可能相近。但如果原边绕组损耗与副边绕组损耗相差较大也没有多大关系。必须再次强调的是,对于高频磁性元件设计我们所关心的是在所使用的散热方式下,绕组有多热?原边绕组损耗=副边绕组损耗只是工频变压器设计的一种经验规则。 7、绕组直径小于穿透深度——高频损耗就会很小 绕组直径小于穿透深度并不能代表就没有很大的高频损耗。如果变压器绕组中有很多层,即使绕线采用线径比穿透深度细得多的漆包线,也可能会因为有很强的邻近效应而产生很大的高频损耗。因此在考虑绕组损耗时,不能仅仅从漆包线的粗细来判断损耗大小,要综合考虑整个绕组结构的安排,包括绕组绕制方式、绕组层数、绕线粗细等。 8、正激式电路中变压器的开路谐振频率必须比开关频率高得多 很多电源设计人员在设计和检测变压器时认为变压器的开路谐振频率必须比变换器的开关频率高得多。其实不然,变压器的开路谐振频率与开关频率的大小并无关系。我们可以设想一下极限情况:对于理想磁芯,其电感量无穷大,但也会有一个相对很小的匝间电容,其谐振频率近似为零,比开关频率小得多。 真正与电路有关系的是变压器的短路谐振频率。一般情况下,变压器的短路谐振频率都应当在开关频率的两个数量级以上。以上就是电源中磁性元件设计中的8个常见错误概念,希望能给大家帮助。

    时间:2020-05-03 关键词: 开关电源 磁性元件 设计

  • CPU大牛:Intel重整处理器研发流程 设计速度提升三倍

    CPU大牛:Intel重整处理器研发流程 设计速度提升三倍

    去年初Intel将临时CEO、时任CFO司睿博扶正,成为Intel正式CEO,执掌51岁的半导体巨头。司睿博是Intel CEO中少有的非技术出身的,他对这个以技术擅长的公司带来了什么改变? 日前美国媒体也采访了司睿博,这次的重点是51岁的半导体巨头如何重整研发的。司睿博提到了Intel近年来采取的多项改革措施及重点产品,比如10nm产能提升、小芯片设计的Lakefield处理器等等。 其中一件事又涉及到了著名CPU架构师Jim Keller,他现在担任Intel TSCG高级副总裁、硅工程总经理,主要工作任务偏向于CPU工艺集成,也就是继续寻求摩尔定律指导下的提升。 Jim Keller到了Intel之后,改变了以往的CPU开发流程,之前架构设计师与与工艺工程师很少直接交流,而且习惯于为每个CPU项目成立大型团队,不够灵活。 现在Keller推动Intel成立多个小团队,还有一些新团队专注于开发能够在不同芯片中重复使用的标准集成电路模块,所以他们可以独立工作,不用等待其他人的配合。 Jim Keller表示,这些流程上的改进使得Intel研发、测试芯片更改所需的时间从数周减少到了数天,现在创建一个新的完整芯片设计速度快了三倍。 总之,从Jim Keller的表态来看,Intel改革CPU开发测试流程之后,效率是大大提升了,研发新CPU的时间可以只用原来的1/3即可。 不过对下游的用户来说,Intel的这些改变看起来还没发挥出来,因为大部分人看到的依然是14nm++处理器大行其道,10nm桌面处理器杳无音讯,不免要对Intel的慢动作不满了。

    时间:2020-04-21 关键词: CPU 速度 Intel jim keller 设计

  • Facebook简化Messenger应用设计 并取消发现标签页

    北京时间3月2日早间消息,据国外媒体报道,几年前Facebook开始在其Messenger应用中推广聊天机器人,并且在该应用中加入了一个名叫“发现”的标签页,供用户找到这些聊天机器人。除了聊天机器人外,用户还可以通过发现标签页找到附近的商户或地点。但是该公司最新版的Messenger却取消了这个标签页。 Facebook在其开发人员网站上对新的设计进行了说明。该公司表示,他们取消这个标签页,是为了“给用户提供更简洁的使用体验。”该公司称:“我们将会继续进行投资,帮助企业与客户进行联系,无论他们身处何处。”(永妍)

    时间:2020-04-20 关键词: 标签 facebook 应用 messenger 设计

  • LG官方宣布全新设计语言:你用过吗?

    LG官方宣布全新设计语言:你用过吗?

    今天,LG官方宣布了全新的设计语言,暗示会应用到下一代LG G系列旗舰上,尽管相比较前几代在设计风格上有较为明显的改变,但相比较当前的主流设计并没有太出彩的地方, 自2013年推出LG G2以来,几乎所有LG的高端手机都有一个共通点:后置摄像头组件无论是垂直还是水平排列均是居中,而且几乎所有的LG手机都采用了平面设计,虽然当前的趋势是曲面屏。 首先机身背面摄像头会按照从大到小挪到设备左侧垂直排列。LG将其称之为“Raindrop”(雨滴)设计。而除了主摄之外,所有摄像头都会平移到背部玻璃下方,不会凸起。 机身正面也进行了改造装备了曲面屏,LG称之为“3D Arc Design”。不仅仅是屏幕,背部的玻璃也将对称地弯曲,让用户的手感更加舒适。多年来,LG一直是 “硬边”设计的拥护者,这让它的变化相当大。 在下一个LG旗舰中将会迎来改变,在官方新闻稿中称其为全新的设计语言。尽期待新机能够给我们带来不一样的感觉。

    时间:2020-04-09 关键词: lg 3d手机 设计

  • LED模块化设计原因

    LED模块化设计原因

    随着科学技术的发展,LED技术也在不断发展,为我们的生活带来各种便利,为我们提供各种各样生活信息,造福着我们人类。目前中国已成为LED灯具的最大生产国,现在大街上随处可见的LED显示屏,装饰用的LED彩灯以及LED车灯,处处可见LED灯的身影,LED已经融入到我们生活中的每一个角落。在过去的几年里,企业想进军LED照明业,必须跨过两大难关:一是千万元计的投资,一是技术关和质量关。 相对而言,后者比前者更难跨越。这让不少传统照明企业视之为“畏途”,但这个圈子如果少了传统照明企业的参与,必将难以做大、做强。对于它们来说,近几年来的LED照明行业是一个既不能远之又无法近之的领域。在某种程度上,现在的LED照明业是由一群技术工程师主导规则,而传统照明业则是由一群职业营销人操控市场,看起来这是两个不同的江湖。如果有新的商业模式让传统的照明业不费吹灰之力就能制造质优价廉的LED灯具,世界将会怎样? 5年前,手机行业的话语权掌握在既有技术又有资金的少数企业手中,它们享受着技术领先所带来的巨额利润。然而它们的好日子被一家名为“联发科”的公司搅合了,它以“Turnkey solution”模式对整个行业进行了一次大洗牌。“Turnkey solution”直译为“交钥匙方案”,也就是说将产业链的上游与中游环节整合,形成一个解决方案,手机厂商只要购买一些简单的零部件就可以出品手机。一家手机厂商理论上只要有三个人就可以运转:一人负责采购模块,一人负责找代工厂,一人负责销售和回款。2009年,联发科凭借这一模式,带领着中国众多的山寨手机厂商生产出了1.45亿部手机。如今LED照明业的市场格局与5年前的手机市场如出一辙:少数企业控制着市场,多数企业不得其门而入。在强烈的剪刀差对比下,一旦有联发科式的商业模式出现,势必颠覆和改写整个行业的规则。 许多专家认为,LED照明企业的发展模式已经违背了产业发展规律,每个企业都是全产业链的做法,只有垂直整合,没有横向分工,因而无法形成规模化制造,成本一直居高不下。而传统照明企业要从封装环节开始到最终的成品,投资至少千万元,而且往往很难解决电路散热的技术难题。如果引入模块化一揽子解决方案,这两个难关就迎刃而解。 所谓模块化,就是让原来的LED照明研发制造的工作傻瓜化、标准化,将光源、散热部件、驱动电源集成在统一的模块里,灯具企业只需购买模块,然后添加一些简单的零件和造型设计,就可以制造外观精美、价格低廉的LED灯具。这打破了以往LED灯具的制造模式,使LED照明的游戏规则不再掌握在少数几个玩家手里,很多中小企业甚至个人都能参与进来,一旦它们聚合起来,将形成一股强大的颠覆性力量。这些中小企业不必再为制造的事情而烦恼,更不需为千万元的准入门槛而担忧,每天只需搜集最新的市场资讯,建立广泛的商业人脉,即可在最短的时间内将市场需求变成产品。届时,山寨手机创造的销售神话极有可能在LED照明业诞生。 这种新的产业分工模式是对原有市场权力的再分配,最具话语权的无疑是一个个分散在终端、具有敏锐触角的企业和个人,它们将最终决定LED照明商业模式的走向。当模块成为大多数照明企业所采用的标准时,也就离LED灯具的普及时代不远了。经过大量细致的采访,《新营销》在分析LED照明产业走向时,发现模块化的变革力量正给照明产业带来极富想象力的市场格局: 其一,芯片价格控制权不一定继续掌控在上游的芯片商手中,下游产品应用商形成的大规模的集中采购,将比以往零散式的采购更多一些话语权;其二,投资进入门槛的大幅降低,使得在中国任何一个区域,都极有可能出现一个个类同于“中国灯都-古镇”的“中国LED灯都”。 在科学技术发展的未来,LED技术也会迅速发展,虽然LED在生活中处处可见,但LED也还有一些不足需要我们设计人员拥有更加专业的知识储备,这样才能设计出更加符合生活所需的产品,让我们拭目以待吧。相信在未来的科学技术更加发达的时候,LED会以更加多种类的方式为我们的生活带来更大的方便,这就需要我们的科研人员更加努力学习知识,这样才能为科技的发展贡献自己的力量。

    时间:2020-03-27 关键词: LED 模块化 设计

  • 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 模拟电路 设计

  • 射频电路的电源设计技术

    射频电路的电源设计技术

    大家都认识射频电路的电源,那么应该如何设计呢?无论是开关电源设计还是射频电路设计都是比较难掌握的,但是要找到射频电路的设计突破口,才能有效的攻破防线!下面是专家总结一些关于射频电路的设计要点,我们一起涨知识吧! (1)电源线是EMI出入电路的重要途径。通过电源线,外界的干扰可以传入内部电路,影响RF电路指标。为了减少电磁辐射和耦合,要求DC-DC模块的一次侧、二次侧、负载侧环路面积最小。电源电路不管形式有多复杂,其大电流环路都要尽可能小。电源线和地线总是要靠近放置。 (2)如果电路中使用了开关电源,开关电源的外围器件布局要符合各功率回流路径最短的原则。滤波电容要靠近开关电源相关引脚。共模电感要靠近开关电源模块。 (3)单板上长距离的电源线不能同时接近或穿过级联放大器(增益大于45dB)的输出和输入端,避免电源线成为RF信号传输途径,进而引起自激或降低扇区隔离度。长距离电源线的两端都需要加上高频滤波电容,甚至中间也要加上高频滤波电容。 (4)RF PCB的电源入口处组合并联三个滤波电容,利用这三种电容的各自优点分别滤除电源线上的低、中、高频信号,例如:10uf,0.1uf,100pf。并且按照从大到小的顺序依次靠近电源的输入管脚。 (5)用同一组电源给小信号级联放大器馈电,应当先从末级开始,依次向前级供电,使末级电路产生的EMI对前级的影响较小。且每一级的电源滤波至少有两个电容:0.1uf,100pf。当信号频率高于1GHz时,要增加10pf滤波电容。 (6)常用到小功率电子滤波器,滤波电容要靠近三极管管脚,高频滤波电容更靠近管脚。三极管选用截止频率较低的。如果电子滤波器中的三极管是高频管,工作在放大区,外围器件布局又不合理,在电源输出端很容易产生高频振荡。 线性稳压模块也可能存在同样的问题,原因是芯片内存在反馈回路,且内部三极管工作在放大区。在布局时要求高频滤波电容靠近管脚,减小分布电感,破坏振荡条件。 (7)PCB的POWER部分的铜箔尺寸应满足其流过的最大电流要求,并应考虑余量(一般参考为1A/mm线宽)。 (8)电源线的输入输出不能交叉。 (9)注意电源去耦、滤波,防止不同单元通过电源线产生干扰,电源布线时电源线之间应相互隔离。电源线与其它强干扰线(如CLK)用地线隔离。 (10)小信号放大器的电源布线需要地铜皮及接地过孔隔离,避免其它EMI干扰窜入,进而恶化本级信号质量。 (11)不同电源层在空间上要避免重叠。主要是为了减少不同电源之间的干扰,特别是一些电压相差很大的电源之间,电源平面的重叠问题一定要设法避免,难以避免时可考虑中间隔地层。 (12)PCB板层分配便于简化后续的布线处理,对于一个四层PCB板(WLAN中常用的电路板),在大多数应用中用电路板的顶层放置元器件和RF引线,第二层作为系统地,电源部分放置在第三层,任何信号线都可以分布在第四层。 第二层采用连续的地平面布局对于建立阻抗受控的RF信号通路非常必要,它还便于获得尽可能短的地环路,为第一层和第三层提供高度的电气隔离,使得两层之间的耦合最小。当然,也可以采用其它板层定义的方式(特别是在电路板具有不同的层数时),但上述结构是经过验证的一个成功范例。 (13)大面积的电源层能够使Vcc布线变得轻松,但是,这种结构常常是引发系统性能恶化的导火索,在一个较大平面上把所有电源引线接在一起将无法避免引脚之间的噪声传输。反之,如果使用星型拓扑,则会减轻不同电源引脚之间的耦合。 良好的电源去耦技术与严谨的PCB布局、Vcc引线(星型拓扑)相结合,能够为任何RF系统设计奠定稳固的基础。尽管实际设计中还会存在降低系统性能指标的其它因素,但是,拥有一个“无噪声”的电源是优化系统性能的基本要素。以上就是关于射频电路的电源设计需要注意的那些细节。

    时间:2020-03-24 关键词: 电源 射频电路 设计

首页  上一页  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 下一页 尾页
发布文章

技术子站