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发表于:2008-4-29 9:32:24
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认识差模与共模信号

各处摘抄:

共模干扰与差模干扰(帖子总结)

共模干扰:一般指在两根信号线上产生的幅度相等,相位相同的噪声。

差模干扰:则是幅度相等,相位相反的的噪声。
常用的差分线对共模干扰的抗干扰能力就非常强。

干扰类型通常按干扰产生的原因、噪声干扰模式和噪声的波形性质的不同划分。其中:按噪声产生的原因不同,分为放电噪声、浪涌噪声、高频振荡噪声等;按噪声的波形、性质不同,分为持续噪声、偶发噪声等;按噪声干扰模式不同,分为共模干扰和差模干扰。共模干扰和差模干扰是一种比较常用的分类方法。共模干扰是信号对地的电位差,主要由电网串入、地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态(同方向)电压迭加所形成。共模电压有时较大,特别是采用隔离性能差的配电器供电室,变送器输出信号的共模电压普遍较高,有的可高达130V以上。共模电压通过不对称电路可转换成差模电压,直接影响测控信号,造成元器件损坏(这就是一些系统I/O模件损坏率较高的主要原因),这种共模干扰可为直流、亦可为交流。差模干扰是指作用于信号两极间的干扰电压,主要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换共模干扰所形成的电压,这种让直接叠加在信号上,直接影响测量与控制精度。
差模干扰在两根信号线之间传输,属于对称性干扰。消除差模干扰的方法是在电路中增加一个偏值电阻,并采用双绞线;
共模干扰是在信号线与地之间传输,属于非对称性干扰。消除共模干扰的方法包括:
(1)采用屏蔽双绞线并有效接地
(2)强电场的地方还要考虑采用镀锌管屏蔽
(3)布线时远离高压线,更不能将高压电源线和信号线捆在一起走线
(4)采用线性稳压电源或高品质的开关电源(纹波干扰小于50mV)

在一般情况下,差模信号就是两个信号之差,共模信号是两个信号的算术平均值。
共模抑制比:差模信号电压增益与共模信号电压增益的比值,说明差分放大电路对攻模信号的抑制能力,因此共模抑制比越大越好,说明电路的性能优良传输线的共模状态:当两条耦合传输线上驱动信号的幅度与相位都相同时,称为共模传输模式。此时,传输线的等效电容将随着互容的减少而减少,同时等效电感却因为互感的增加而增加。
传输线的差模状态:当两根耦合的传输线相互之间的驱动信号幅值相同但相位相差180 度的时候,就是一个差模传输的模型。此情况下,传输线的等效电容因为互容的加倍而增加,但是等效电感因为互感的减小而变小。

任何电源线上传导干扰信号,均可用差模和共模干扰信号来表示。差模干扰在两导线之间传输,属于对称性干扰;共模干扰在导线与地(机壳)之间传输,属于非对称性干扰。在一般情况下,差模干扰幅度小、频率低、所造成的干扰较小,共模干扰幅度大、频率高,还可以通过导线产生辐射,所造成的干扰较大。因此,欲削弱传导干扰,把EMI信号控制在有关EMC标准规定的极限电平以下。 除抑制干扰源以外,最有效的方法就是在开关电源输入和输出电路中加装EMI滤波器。开关电源的工作频率约为10~100 kHz。EMC很多标准规定的传导干扰电平的极限值都是从10 kHz算起。对开关电源产生的高频段EMI信号,只要选择相应的去耦电路或网络结构较为简单的EMI滤波器,就不难满足符合EMC标准的滤波效果。

差模传导噪音是电子设备内部噪音电压产生的与信号电流或电源电流相同路径的噪音电流。减小这种噪音的方法是在信号线和电源线上串联差模扼流圈、并联电容或用电容和电感组成低通滤波器,来减小高频的噪音。噪音产生的电场强度与电缆到观测点的距离成反比,与频率的平方成正比,与电流和电流环路的面积成正比。因此,减小这种辐射的方法是在信号输入端加LC低通滤波器阻止噪音电流流进电缆;使用屏蔽电缆或扁平电缆,在相邻的导线中传输回流电流和信号电流,使环路面积减小。
共模传导噪音是在设备内噪音电压的驱动下,经过大地与设备之间的寄生电容,在大地与电缆之间流动的噪音电流产生的。减小共模传导噪音的方法是在信号线或电源线中串联共模扼流圈、在地与导线之间并联电容器、组成LC滤波器进行滤波,滤去共模噪声。噪音辐射的电场强度与电缆到观测点的距离成反比,与频率和电缆的长度成正比。

 

共模信号与差模信号辨析
差模又称串模,指的是两根线之间的信号差值;而共模噪声又称对地噪声,指的是两根线分别对地的噪声。

对于一对信号线A、B,差模干扰相当于在A与B之间加上一个干扰电压,共模干扰相当于分别在A与地、B与地之间加上一个干扰电压;像平常看到的用双绞线传输差分信号就是为了消除共模噪声,原理很简单,两线拧在一起,受到的共模干扰电压很接近, Ua - Ub依然没什么变化,当然这是理想情况。比如说,RS422/485总线就是利用差分传输信号的一种具体应用。

实际应用中,温度的变化各种环境噪声的影响都可以视作为共模噪声信号,但如果在传输过程中,两根线的对地噪声哀减的不一样大,使得两根线之间存在了电压差,这时共模噪声就转变成了差模噪声。差分信号不是一定要相对地来说的,如果一根线是接地的,那他们的差值就是相对地的值了,这就是模拟电路中讲过的差分电路的单端输入情况。
 

差分放大器,差模输入差模是相对共模来说的。。差分是一种方式。。
差模共模信号,差分放大电路

举例来说,假如一个ADC有两个模拟输入端,并且AD转换结果取决于这两个输入端电压之差,那么我们说

这个ADC是差分输入的,并把这两个模拟输入端合在一起叫做差分输入端。但是加在差分输入端上的电压

并不一定总是大小相等方向相反,甚至很多情况下是同符号的。(注:即不一定是一正一负)我们把它们

的差叫做差模输入,而把它们共有的量(即平均值)叫做共模输入。

差分是一种电路形式的叫法....
差模是对信号的定义....(想对来说有共模..)
差动=======差分


回答:差模信号:大小相等,方向相反的交流信号,共模信号:大小相等。方向相同。在差分放大电路

中,经常提到共模信号和差模信号,在差分放大电路中共模信号是不会被放大的,可以理解为三极管的

温漂引起的电流型号,为了形象化温漂而提出了共模信号,差模信号为输入信号,就是Ui,就是放大的对

象。


在差动放大电路中,有两个输入端,当在这两个端子上分别输入大小相等、相位相反的信号,(这是有

用的信号)放大器能产生很大的放大倍数,我们把这种信号叫做差模信号,这时的放大倍数叫做差模放

大倍数。
如果在两个输入端分别输入大小相等,相位相同的信号,(这实际是上一级由于温度变化而产生的信号

,是一种有害的东西),我们把这种信号叫做共模信号,这时的放大倍数叫做共模放大倍数。由于差动

放大电路的构成特点,电路对共模信号有很强的负反馈,所以共模放大倍数很小。(一般都小于1)
计算公式又分为单端输出和双端输出,所以有四个


共模信号和差模信号是指差动放大器双端输入时的输入信号。
共模信号:双端输入时,两个信号相同。
差模信号:双端输入时,两个信号的相位相差180度。
任何两个信号都可以分解为共模信号和差模信号。
设两路的输入信号分别为: A,B.
m,n分别为输入信号A,B的共模信号成分和差模信号成分。
输入信号A,B可分别表示为:A=m+n;B=m-n
则输入信号A,B可以看成一个共模信号 m 和差模信号 n 的合成。
其中m=(A+B)/2;n=(A-B)/2。
差动放大器将两个信号作差,作为输出信号。则输出的信号为A-B,与原先两个信号中的共模信号和差模

信号比较,可以发现:
共模信号m=(A+B)/2不见了,而差模信号n=(A-B)/2得到两倍的放大。
这就是差模放大器的工作原理。


差分信号,有些也称差动信号,用两根完全一样,极性相反的信号传输一路数据,依靠两根信号电平差进行判决。为了保证两根信号完全一致,在布线时要保持并行,线宽、线间距保持不变。
(注:就是差动电路中用到的信号)

对于差分电路,其差分信号的基准电平就是共模电压,基准电压之外的大小相等,方向相反的信号堪称差模信号,比如lvds基准电平为1.2V,差分幅度输出为350mV~400mV,输入阈值为100mV  (http://www.mcublog.com/blog/blog2007/cortexer/archives/2007/25697.html的理解)

 

理解共模信号是怎样产生和怎样抑制的,必须先理解一般电缆结构中遮罩和接地之间的互感作用。以下详细说明了共模信号的特点,回顾了一般电缆的结构特点的相关知识,把遮罩和非遮罩电缆进行了对比,说明了在实际应用中典型的接地方式。讨论了共模信号是怎样产生和怎样抑制的。

主要集中讨论RS485/RS-422电缆和信号,这些内容同时适用於电话、音频、视频和电脑网络信号。

1、共模信号的定义
以局部共通端或者接地为参考,共模信号就在双线电缆的两根线上出现,幅度和相位都相同。很明显,当双线中的一根接到地时共模信号就不会出现。技术上共模电压是平衡电路各导体对地电压的向量和的一半,这种信号可由下面一个或者多个因素引起∶
(a)射频信号同时耦合到双线上 。
(b)驱动电路中信号公共地端的偏置产生。
(c)发射和接收端之间存在地电位差 。
後面我们会更详细介绍。然而在进行更详细的介绍之前有必要先了解不同的电缆结构、信号地的一般情况和遮罩地的实际知识。

2、一般数据发送系统
数据发送系统的主要目的就是把数据从一个地方发送到另外一个地方,不管是在一个机箱内或者在一定范围内,在一定范围内的机箱和机箱之间,特定区域或者建筑内的特定区域之间或者是建筑物之间。图1举例说明了由不同电源电路供电的建筑物内的RS-485信号发射情形。


点击看大图
1、这个普通的系统在两个高度独立的建筑物之间发送数据,可以看出在单相供电系统接地点之间产生的地电流。这种情况也同时发生在3相、Y形连接系统中。


把一个电力用户的中线连接到电力接入点埋在地下的接地棒,从而得到电力线中线作为安全地。用裸线或者绿色绝缘线把安全地引到所有的电出口安装设备。工业底盘一般在底盘的电源输入点接到安全地,这样整个底盘就是安全地。

电路共地经常是以一点或者多点连接到底盘,但是最好每个底盘配备一个单独的接地点。在某些情况下,电路共地可能会跟底盘和机箱地绝缘。漏电电流从机器绕组通过安全地流到机箱,或者更加常见的情况,在电力分配系统中,因为交流初级或者次级中线电流,漏电电流在地和大地之间流动,从而在中线和底盘和机箱地之间产生电位差。

地电位差可在几伏到几十伏之间变化。在单相或者三相Y形连接系统中,地电位差最高,因为在这两种电路中大地流动的中线电流有可能达到主电路流动的总的中线电流的10~70%。从地点到地点测定的电压峰值一般在0.2V到5V之间,在高度隔离的地之间会高达65V,不过这种情况很罕见。

3、电缆和噪声
由於电容对附近电场(E)的耦合、电感对局部磁场的耦合(M)、空间射频信号的电磁耦合(EM)和有意或者无意的电路通道传导(C),就会出现噪声信号。耦合信号以与单根线或者多根线串联的附加信号出现(如图2)。表2按类别列出了电缆中潜在的噪声源。双绞线同时截取耦合信号,因此附加信号仅以共模信号的形式出现。如果各根线连到本地共地端的阻抗是相同的话,我们认为这样的传输线是平衡的。



图2、这些传输电缆的结构说明了可能的噪声源的位置


表1、电缆的种类和应用


描述

通过的回路

典型应用

单线电缆

大地或者底盘框架

早期电话和电报电路,自动配电

单线遮罩电缆

遮罩层

单线遮罩麦克风电缆或者视频或者射频信号同轴电缆

非遮罩并行双线

双线中的第二根线

发信或者交流电力分配

非遮罩双绞线(UTP)

双线中的第二根线

单线电话,发信或者数据电缆

遮罩双绞线(STP)

双线中的第二根线

平衡麦克风电缆,双轴射频电缆或者遮罩数据发送电缆

多股非遮罩双绞线

每对双绞线中的第二根线

26对电话电缆和4对EIA/TIA指定种类1到6

多股遮罩双绞线

每对双绞线中的第二根线

内部通信电缆和EIA/TIA CAT5 D类或者CAT7

表2、上面列出的电缆的噪声源


描述

En1

En2

En3

En4

说明

单线电缆,大地或者底盘框架回流

辐射E、EM或者M

 

地电流

 

 

接收电路必须对负载的en1+en2的和不敏感

 

 

单线遮罩电缆

 

如果辐射或者传导噪声进入主导导体非遮罩部分或者在电缆末端信号源公共端和接地点间出现

 

沿著遮罩层辐射、E、EM或者 M

如果遮罩层两端都接地会被外部接地通道中流动的电流传导

铜遮罩层对电感耦合噪声无效。如果不存在电感耦合en1无关紧要,从信号源到负载都有遮罩,信号源和负载接地点直接连接到电路公共端

 

非遮罩并行双线

 

辐射E 、EM或者 M

辐射E 、EM或者 M

如果线是平行的并且靠的很近,en1和en2可以部分消除

非遮罩双绞线(UTP)或者多股非遮罩双绞线

 

辐射E 、EM或者 M

辐射E 、EM或者 M

双线使en1和en2在幅度和相位上相等。接收电路必须能够抑制VCM信号。

 

 

遮罩双绞线(STP)或者多股遮罩双绞线

 

 

辐射M

 

 

辐射M

 

沿著遮罩层辐射E、 EM或者 M

如果遮罩层两端都接地会被外部接地通道中流动的电流传导

en3和en4均不会出现在信号通道,但是如果遮罩层两端都接地的话可能会导致环流出现。如果存在en1和en2,接收电路必须抑制VCM信号。

4、电路和遮罩接地
靠大地实现回路的信号线∶信号公共线在信号源端和负载端被大地(底盘)连接到大地地线。电路公共端也必须连接到大地(底盘)接地。

单线遮罩∶信号电流通常通过遮罩层,因此在信号源端和负载端都必须连到电路公共端。表3列出了多种情况下的遮罩接地。
表3、单线遮罩电缆遮罩接地


形式

遮罩接地

条件

信号源浮接

仅在负载端

信号源用电池供电或者是不用供电的变换器,例如麦克风,虽然麦克风外壳可能连接到遮罩层

负载浮接

仅在信号源端

负载是绝缘的,例如用电池供电的设备。这种线路可能用来向遥控的非接地负载发送信号,例如有单独接地面的天线。

信号源和负载都接地

 

两端都要

信号源和负载地等电位。另外遮罩层中的环流成为信号通道上的一个噪声源。这样使用的双接地仅用在单机箱或者一个小范围内,或者在几个小区域之间共用等电位接地公共端,或者根本就没有底盘接地。家用娱乐系统中的音频和视频电缆是本应用的一个例子。

双线并行:每根导体上的信号电流相等,但是电流方向相反。表4列出不同条件下的线接地连接。
表4、双线并行电缆的线接地


状态

接地

条件

信号源浮接

仅在负载端

信号源用电池供电

负载浮接

仅在信号源端

信号源是电子信号源而负载是无源负载或者非电子负载(麦克风或者扬声器)。一般在电力进入企业用户的交流电力分配系统中见到。

信号源和负载均接地

两端都要

例如RS-232电子发信系统。注意RS232一般使用双绞线电缆

信号源和负载浮接

两端都不

变压器耦合发信系统(门铃或者其他呼叫系统)。这些系统一般不会受到可能出现的低电平噪声信号影响。

非遮罩双绞线∶任何驱动或者接收电路都可能连接到本地公共端或者底盘接地,但是把发送线本身连接到底盘接地是不必要的和不合理的。一个差动信号或者平衡信号源(例如非遮罩RS-422或者RS485数据传输电路)传输数据到一个遥控区域,该区域中信号源和负载电路都是以局部接地或者公共端为参考的。变压器耦合应用包括10/100M基T乙太网电缆。

遮罩双绞线∶把遮罩双绞线的遮罩层接地通过遮罩层避开了任何不需要的信号或者噪声。典型的遮罩材料(铜和铝)可以使内部导体遮罩掉通过电容耦合或者电磁耦合的信号,但是对电感耦合的信号则无能为力。
使用遮罩双绞线传输平衡信号应该把遮罩层一端接地——通常在接收端。如果发送端接地携带有与接收端不同的噪声信号,两端接地会使电流沿著遮罩层流动。如果两个接地端不存在电位差则双端接地也是可以的。这样配置的电路包括RS-422和RS-485数据发送电路。RS-485应用向导建议把遮罩层接到大地 ——直接接或者通过一个保险电阻在电缆遮罩层的一端接或者两端都接。

5、信号模式定义
电缆中的电信号可以分为一般信号、差模信号和共模信号。
一般信号是在两根线之间出现的一种信号(不同於共模信号),或者是一根单线以大地、机箱或者遮罩层为参考(或者通过它形成回路)的信号。一般信号可通过一个平衡或者不平衡发送通道中的两根线之间读出。(对平衡双线通道,一根线是驱动正信号而另外一根线驱动大小一样的负信号,两个信号都跟一个静态或者没有信号的条件相关,这个条件中两根线对电路公共端的电压都是一样的。)

差模信号以差分的形式出现在未接地的双线电缆结构中。

共模信号以相同的形式出现在没有接大地、遮罩层或者局部公共端的双线电缆的两根线中,它通常但不总是一种不期望出现的接收电路应该抑制的信号。共模电压用两个信号电压对局部接地或者公共端的平均值来表示∶

图3是一个3V差动信号叠加在一个2.5V共模电压上的情况。直流分量是单电源差动数据发送操作的典型。共模电压可能是交流、直流或者交流和直流的叠加。(图3描述的是最简单的情况——一个没有交流分量的直流共模电压。)



图3、典型RS-485发送器产生的一个共模直流偏置电压


当电缆很长时(RS-485数据电缆可能很长),原始信号的公共端或者地端可能不像接收端一样具有相同的电压。RS-485规范建议把驱动电路公共端接到外壳地,直接接地或者经过100Ω电阻接地。结果如图4。

信号共模可以看成是一个等於地电压差、驱动偏置电压和任何在发射机和接收机之间的信号通道上产生的纵向耦合噪声电压的向量和的共模电压。



点击看大图
图4、可能在双线数据发送系统中出现的3种典型的共模信号(eGD, eLC, 和 EOS)

6、共模信号的起源
共模电压的3个起源是图4中所说的eGD, eLC和 EOS。
EOS是由图3所示单电压供电的差动驱动电路引入的一个典型的直流偏移量。
eGD是一个描述发送端和接收端的地电位差的噪声信号。它通常是一个包含电力线频率基波和可能的几个谐波的交流信号。

eLC是一个同时在两根发送线上产生的纵向耦合噪声信号,产生的主要原因是外部信号源的电容耦合、电磁耦合或者电感耦合。

7、尽量减小共模信号
使用双电源供电的差模驱动器可以把 EOS 减小到很小甚至把它消除。相比起来,eGD 仅可以通过尽量保证发送端和接收端相对近的距离来减小。eLC 可以通过使用双绞线来使它最小化∶电缆引人的噪声在两根紧绕的线上都会产生。另外,相对干扰电场来说因为线的非对称性,所以会存在一般信号。负载必须是对称的,意思是双绞线的两根线上的电阻性或者电容性负载阻抗必须匹配。电感耦合信号只有通过电磁遮罩才能防止。(注意任何载流导线都是电磁辐射的信号源。)

8、抑制共模信号
在接收电路中必须抑制共模信号VCM。当接收电路是无源的(耳机或者扬声器)、变压器耦合、隔离的并且用电池供电或者其他不以任何方式以发送电路公共端为参考(不管是容性或者是电阻性连接)的时候是非常容易实现的。这些结构天生对共模信号具有免疫能力,但是以发送电路公共端作为参考的接收电路必须按能接收在它们上面出现的所有共模信号设计。这样的设计需要具有高共模抑制比(CMR)的差动接收机。如果VCM 的幅度相对较低,用一个单独的高共模抑制比接收机就足够了。

9、高共模抑制比接收机是怎样工作的
所有高共模抑制比接收机或者由差动对管构成或者由三级放大器组成的传统仪器放大器构成,如图5所示。在共模电压到来时,每个放大器接收一个差动输入,这些放大器都具有比电源电压稍小的共模抑制。这种电路对模拟信号和数字信号都有效。



图5、差动放大器具有很高的共模抑制比


如果VCM超过接收机的共模抑制范围就必须使用额外的隔离措施。大多数这样的电路都需要使用变压器耦合的隔离电源,再配合下面任何一项措施∶
光耦合电路
电容耦合差动电路
电感耦合电路
电阻耦合差动电路
图6所示的措施可以在幅度很大的共模信号出现时将信号通过隔离物体耦合,它们靠的就是采用变压器耦合的隔离电源。隔离电压的极限由变压器和所选用的隔离方法决定,要隔离2500V或者更高的电压,采用变压器耦合、光耦合和电容耦合技术比较实际。电阻耦合通常局限於50V到100V的范围。



图6、获得高共模抑制比的隔离措施和典型元件


电阻耦合要求传送数据经过一个对数据和共模信号均具有衰减作用的电阻衰减器,因此当接收小信号的原始信号时,电阻隔离受到接收电路可容纳的共模信号大小的限制。图6中,不同隔离驱动器对隔离电源的需求不同。由於现在的电源不采用电感耦合器件,因此需要使用外部隔离电源。

因此,一旦知道入侵共模信号的信号源和幅度,你就可以灵活选择电缆的型号和隔离措施。你仅需测量和计算干扰信号的幅度,接著选择元件来满足系统的需求。


 

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发表于:2008-4-6 16:51:15
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智慧之花---把握方向

1.由于手机与PDA可以作为未来的便携遥控装置,当家电、灯光和门禁都已陆续具备ZigBee功能后,手机与PDA上也会装上ZigBee模块,对这些装置进行遥控。目前大的手机企业已经推出了带有ZigBee技术的
样机,一旦市场上各种电子设备安装上ZigBee功能,手机企业就可以推广带ZigBee的手机。(手机已经已经成为人们必不可少的习惯与工具了,在它的基础上更新以前的老习惯--遥控器,再开发些新的习惯应该是一个发展趋势啊!)

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发表于:2008-2-27 13:04:17
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养生

1. 春饮花茶,夏饮绿茶,秋饮青茶,冬饮红茶。

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红外遥控模拟

红外遥控模拟,从http://www.proteus.com.cn/下载来的rar,感谢作者

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发表于:2008-1-27 10:12:35
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单片机游戏

http://www.proteus.crarrarom.cn/下载来的资料,一块共享吧

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发表于:2008-1-15 16:56:21
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上拉电阻,下拉电阻及其作用

上拉电阻,下拉电阻及其作用


如下图的两个 Bias Resaitor 电阻就是上拉电阻和下拉电阻。图中,上部的一个Bias Resaitor 电阻因为是接地,因而叫做下拉电阻,意思是将电路节点A的电平向低方向(地)拉;同样,图中,下部的一个Bias Resaitor 电阻因为是电源(正),因而叫做上拉电阻,意思是将电路节点A的电平向高方向(电源正)拉。当然,许多电路中上拉下拉电阻中间的那个12k电阻是没有的或者看不到的。我找来这个图是RS485/RS422总线上的,可以一下子认识上拉下拉的意思。但许多电路只有一个上拉或下拉电阻,而且实际中,还是上拉电阻的为多。上拉下拉电阻的主要作用是在电路驱动器关闭时给线路(节点)以一个固定的电平。

1 RS485总线中,它们的主要作用就是在线路所有驱动器都释放总线时让所有节点的AB端电压在200mV200mV以上(不考虑极性)。不然,如果接收器输入端AB间的电平低于±200mV(绝对值小于200mV),接收器输出的逻辑电平将被当作所传输数据的末位而被接收起来,这样显然是极容易产生通讯错误的。

2 最容易见到的上拉电阻应当是NE555电路7脚作为输出用的时候。实际上,它和一个三极管的C极或MOS管的D极有一个电阻接到电源+上是一样道理的。它的作用就是:当管子(晶体管或MOS管)输入关断电平时,C极或D极有一个高电平(空载时约等于电源电压);当管子(晶体管或MOS管)输入导通电平时,C极或D极将与电源地接通,因而有一个低电平。理想的应为0V,但因为管子有导通电阻,因而有一定的电压,不同的管子可能不一样,相同的管子也可能因参数差异而小有差别,即便是真正的金属接触的电源开关,也是有接触电阻/导通压降(虽然不同电流下压降不同)的;仅仅就导通而言,对于不同系列的集成电路来说,因为应用对象不同,导通后的输出电压有不同的规定,典型是TTL电平和CMOS电平的不同

上拉电阻:

1、当TTL电路驱动COMS电路时,如果TTL电路输出的高电平低于COMS电路的最低高电平(一般为3.5V),这时就需要在TTL的输出端接上拉电阻,以提高输出高电平的值。

2OC门电路必须加上拉电阻,才能使用。

3、为加大输出引脚的驱动能力,有的单片机管脚上也常使用上拉电阻。

4、在COMS芯片上,为了防止静电造成损坏,不用的管脚不能悬空,一般接上拉电阻产生降低输入阻抗,提供泄荷通路。

5芯片的管脚加上拉电阻来提高输出电平,从而提高芯片输入信号的噪声容限增强抗干扰能力。

6提高总线的抗电磁干扰能力。管脚悬空就比较容易接受外界的电磁干扰。

7长线传输中电阻不匹配容易引起反射波干扰,加上下拉电阻是电阻匹配,有效的抑制反射波干扰。

上拉电阻阻值的选择原则包括:

1、从节约功耗及芯片的灌电流能力考虑应当足够大;电阻大,电流小。

2、从确保足够的驱动电流考虑应当足够小;电阻小,电流大。

3、对于高速电路,过大的上拉电阻可能边沿变平缓。综合考虑。

以上三点通常在1k10k之间选取。对下拉电阻也有类似道理。

对上拉电阻和下拉电阻的选择应结合开关管特性和下级电路的输入特性进行设定,主要需要考虑以下几个因素:

1 驱动能力与功耗的平衡。以上拉电阻为例,一般地说,上拉电阻越小,驱动能力越强,但功耗越大,设计是应注意两者之间的均衡。

2 下级电路的驱动需求。同样以上拉电阻为例,当输出高电平时,开关管断开,上拉电阻应适当选择以能够向下级电路提供足够的电流。

3 高低电平的设定。不同电路的高低电平的门槛电平会有不同,电阻应适当设定以确保能输出正确的电平。以上拉电阻为例,当输出低电平时,开关管导通,上拉电阻和开关管导通电阻分压值应确保在零电平门槛之下。

4 频率特性。以上拉电阻为例,上拉电阻和开关管漏源级之间的电容和下级电路之间的输入电容会形成RC延迟,电阻越大,延迟越大。上拉电阻的设定应考虑电路在这方面的需求。
下拉电阻的设定的原则和上拉电阻是一样的。

OC门输出高电平时是一个高阻态,其上拉电流要由上拉电阻来提供,设输入端每端口不大于100uA,设输出口驱动电流约500uA,标准工作电压是5V,输入口的高低电平门限为0.8V(低于此值为低电平)2V(高电平门限值)

选上拉电阻时:

500uA x 8.4K= 4.2即选大于8.4K时输出端能下拉至0.8V以下,此为最小阻值,再小就拉不下来了。如果输出口驱动电流较大,则阻值可减小,保证下拉时能低于0.8V即可。当输出高电平时,忽略管子的漏电流,两输入口需200uA.200uA x15K=3V即上拉电阻压降为3V,输出口可达到2V,此阻值为最大阻值,再大就拉不到2V了。选10K可用。COMS门的可参考74HC系列设计时管子的漏电流不可忽略,IO口实际电流在不同电平下也是不同的,上述仅仅是原理,一句话概括为:输出高电平时要喂饱后面的输入口,输出低电平不要把输出口喂撑了(否则多余的电流喂给了级联的输入口,高于低电平门限值就不可靠了),在数字电路中不用的输入脚都要接固定电平,通过1k电阻接高电平或接地。

3、为什么要使用拉电阻:

a 一般作单键触发使用时,如果IC本身没有内接电阻,为了使单键维持在不被触发的状态或是触发后回到原状态,必须在IC外部另接一电阻。
b
数字电路有三种状态:高电平、低电平、和高阻状态,有些应用场合不希望出现高阻状态,可以通过上拉电阻或下拉电阻的方式使处于稳定状态,具体视设计要求而定!
c
一般说的是I/O端口,有的可以设置,有的不可以设置,有的是内置,有的是需要外接,I/O端口的输出类似与一个三极管的C,当C接通过一个电阻和电源连接在一起的时候,该电阻成为上C拉电阻,也就是说,如果该端口正常时为高电平C通过一个电阻和地连接在一起的时候,该电阻称为下拉电阻,使该端口平时为低电平作用吗: 比如:当一个接有上拉电阻的端口设为输如状态时,他的常态就为高电平,用于检测低电平的输入。

上拉电阻是指:将某电位点采用电阻与电源VDD相连的电阻。比如,LM339比较器的输出端在输出高电平时,输出端是悬空的(集电极输出),采用上拉电阻可以将电源电压通过该电阻向负载输出电流,而输出端低电平时,输出端对地短接。

下拉电阻就是在某电位点用电阻与地相连的电阻。如果某电位点有下拉和上拉电阻就组成了分压电路,此时,电阻又叫分压电阻。

 

P0为什么要上拉电阻原因有:

1. P0口片内无上拉电阻

2. P0I/O口工作状态时,上方FET被关断,从而输出脚浮空,因此P0用于输出线时为开漏输出。

3. 由于片内无上拉电阻,上方FET又被关断,P0输出1时无法拉升端口电平。
P0
是双向口,其它P1P2P3是准双向口。

不错准双向口是因为在读外部数据时要先准备一下,为什么要准备一下呢? 单片机在读准双向口的端口时,现应给端口锁存器赋1,目的是使FET关断,不至于因片内FET导通使端口钳制在低电平。

上下拉一般选10k

芯片的上拉/下拉电阻的作用

1.最常见的用途是,假如有一个三态的门带下一级门.如果直接把三态的输出接在下一级的输入上,当三态的门为高阻态时,下一级的输入就如同漂空一样.可能引起逻辑的错误,MOS电路也许是有破坏性的.所以用电阻将下一级的输入拉高或拉低,既不影响逻辑又保正输入不会漂空.

2.改变电平的电位,常用在TTL-CMOS匹配;

3.在引脚悬空时有确定的状态;

4.OC门的输出提供电流;

5.作为端接电阻;

6.在试验板上等于多了一个测试点,特别对板上表贴芯片多的更好,免得割线;

上、下拉电阻的作用很多,比如抬高信号峰峰值,增强信号传输能力, 防止信号远距离传输时的线上反射,调节信号电平级别等等!当然还有其他的作用了具体的应用方法要看在什么场合,什么目的,至于参数更不能一概而定,要看电路其他参数而定,比如通常用在输入脚上的上拉电阻如果是为了抬高峰峰值,就要参考该引脚的内阻来定电阻值的!另外,没有说输入加下拉,输出加上拉的,有时候没了某个目的也可能同时既有上拉又有下拉电阻的!

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数字电子技术实验大纲-1

数字电子技术实验大纲-1,从网上下来,放到这个地方,给用的朋友rar

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单片机应用案例

收集的些单片机论文,下来大家共享rarrarrarrar

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给初学单片机的40个实验(下)

EDN上传资料有些麻烦,限制大小为1M以下,所以分两次传!
希望EDN这点能不能考虑下,好东西方便大家共享rar
给初学单片机的40个实验---每一个实验分别由C言语和汇编编制。好东西下来后,大家共享

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