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发表于:2007-8-29 13:14:02
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LDO与DC/DC

应当可以这样理解:DCDC的意思是直流变(到)直流(不同直流电源值的转换),只要符合这个定义都可以叫DCDC转换器,包括LDO。但是一般的说法是把直流变(到)直流由开关方式实现的器件叫DCDC。

      LDO是低压降的意思,这有一段说明:低压降(LDO)线性稳压器的成本低,噪音低,静态电流小,这些是它的突出优点。它需要的外接元件也很少,通常只需要一两个旁路电容。新的LDO线性稳压器可达到以下指标:输出噪声30μV,PSRR为60dB,静态电流6μA,电压降只有100mV。LDO线性稳压器的性能之所以能够达到这个水平,主要原因在于其中的调整管是用P沟道MOSFET,而普通的线性稳压器是使用PNP晶体管。P沟道MOSFET是电压驱动的,不需要电流,所以大大降低了器件本身消耗的电流;另一方面,采用PNP晶体管的电路中,为了防止PNP晶体管进入饱和状态而降低输出能力, 输入和输出之间的电压降不可以太低;而P沟道MOSFET上的电压降大致等于输出电流与导通电阻的乘积。由於MOSFET的导通电阻很小,因而它上面的电压降非常低。
     如果输入电压和输出电压很接近,最好是选用LDO稳压器,可达到很高的效率。所以,在把锂离子电池电压转换为3V输出电压的应用中大多选用LDO稳压器。虽说电池的能量最後有百分之十是没有使用,LDO稳压器仍然能够保证电池的工作时间较长,同时噪音较低。

     如果输入电压和输出电压不是很接近,就要考虑用开关型的DCDC了,应为从上面的原理可以知道,LDO的输入电流基本上是等于输出电流的,如果压降太大,耗在LDO上能量太大,效率不高。 DC-DC转换器包括升压、降压、升/降压和反相等电路。DC-DC转换器的优点是效率高、可以输出大电流、静态电流小。随著集成度的提高,许多新型DC-DC转换器仅需要几只外接电感器和滤波电容器。但是,这类电源控制器的输出脉动和开关噪音较大、成本相对较高。
  近几年来,随著半导体技术的发展,表面贴装的电感器、电容器、以及高集成度的电源控制芯片的成本不断降低,体积越来越小。由於出现了导通电阻很小的MOSFET可以输出很大功率,因而不需要外部的大功率FET。例如对于3V的输入电压,利用芯片上的NFET可以得到5V/2A的输出。其次,对于中小功率的应用,可以使用成本低小型封装。另外,如果开关频率提高到1MHz,还能够降低成本、可以使用尺寸较小的电感器和电容器。有些新器件还增加许多新功能,如软启动、限流、PFM或者PWM方式选择等。
总的来说,升压是一定要选DCDC的,降压,是选择DCDC还是LDO,要在成本,效率,噪声和性能上比较。

LDO与DC/DC相比:
首先从效率上说,DC/DC的效率普遍要远高于LDO,这是其工作原理决定的.
其次,DC/DC有Boost,Buck,Boost/Buck,(有人把Charge Pump也归为此类).而LDO只有降压型.再次,也是很重要的一点,DC/DC因为其开关频率的原因导致其电源噪声很大,远比LDO大的多,大家可以关注PSRR这个参数.所以当考虑到比较敏感的模拟电路时候,有可能就要牺牲效率为保证电源的纯净而选择LDO.还有,通常LDO所需要的外围器件简单,占面积小,而DC/DC一般都会要求电感,二极管,大电容,有的还会要MOSFET,特别是Boost电路,需要考虑电感的最大工作电流,二极管的反向恢复时间,大电容的ESR等等,所以从外围器件的选择来说比LDO复杂,而且占面积也相应的会大很多.

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发表于:2006-4-14 10:59:23
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晶振,晶振,晶振真的很重要。

突然被一个销售晶振的朋友问了点问题,发觉大多数不知道,真是羞愧,不过知耻而后勇,马上查资料学习。现在转一些并整理一下:


如果要求系统比较稳定的话,如mpu,cpld,fpga的晶振使用有源晶振示比较的合适的,而且晶振不工作的情况还是有发生的。如果片子根本就不热的话,最好先看看你的晶振是否工作。 

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关于晶振的匹配电容问题:
晶振的标称值在测试时有一个“负载电容”的条件,在工作时满足这个条件,振荡频率才与标称值一致。一般来讲,有低负载电容(串联谐振晶体),高负载电容(并联谐振晶体)之分。在电路上的特征为:晶振串一只电容跨接在IC两只脚上的,则为串联谐振型;一只脚接IC,一只脚接地的,则为并联型。如确实没有原型号,需要代用的可采取串联谐振型电路上的电容再并一个电容,并联谐振电路上串一只电容的措施。例如:4.433MHz晶振,并一只3300PF电容或串一只70P的微调电容。


另一种说法是“损耗值”与“激励电平”之说:

其实,上述原因都可以作为选择晶振的条件作为考虑。

常见的晶振大多是二只脚,3脚的晶振是一种集晶振和电容为一体的复合元件。由于在集成电路振荡端子外围电路中总是以一个晶振(或其它谐振元件)和两个电容组成回路,为便于简化电路及工艺,人们便研制生产了这种复合件。其3个引脚中,中间的1个脚通常是2 个电容连接一起的公共端,另外2个引脚即为晶振两端,也是两个电容各自与晶振连接的两端。由此可见,这种复合件可用一个同频率晶振和两个100~200pF的瓷片电容按常规连接后直接予以代换。

晶振和电容的匹配


http://www.oscilent.com/spec_pages/PNDescrpt/Load_Cap.htm


晶振 等效 于 电感/电容/内阻


点击看大图

使用VCXO (压控晶体振荡器)作为时钟(CLK)发生器


测量时可接出一段锡丝,锡丝上紧密缠绕十多匝线,形成天线感应,再用counter频率计用探头(可用示波器探头)测量。



其中 两个电容C1、C2 通过地串联又与晶振并联,并与其他杂散电容并联。


一般选择C1、C2值要比其他杂散电容高8~10倍,来减少杂散电容影响。


一般IC引脚约2~3pF,杂散电容2~3pF


Co(晶振内部电容)3~5pF


所有Cl=C1串C2+IC+杂散+Co


即Load capacitance :Cl 值


fS = (Series) frequency =


*********************************************************************************


怎样选择一款合适的晶体振荡器

本文介绍了一些足以表现出一个晶体振荡器性能高低的技术指标,了解这些指标的含义,将有助于通讯设计工程师顺利完成设计项目,同时也可以大大减少整机的总频差:在规定的时间内,由于规定的工作和非工作参数全部组合而引起的晶体振荡器频率与给定标称频率的最大频差。

---- 说明:总频差包括频率温度稳定度、频率温度准确度、频率老化率、频率电源电压稳定度和频率负载稳定度共同造成的最大频差。一般只在对短期频率稳定度关心,而对其他频率稳定度指标不严格要求的场合采用。例如:精密制导雷达。


---- 频率温度稳定度:在标称电源和负载下,工作在规定温度范围内的不带隐含基准温度或带隐含基准温度的最大允许频偏。


---- fT=±(fmax-fmin)/(fmax+fmin)
---- fTref =±MAX[|(fmax-fref)/fref|,|(fmin-fref)/fref|] fT:频率温度稳定度(不带隐含基准温度)
---- fTref:频率温度稳定度(带隐含基准温度)
---- fmax :规定温度范围内测得的最高频率
---- fmin:规定温度范围内测得的最低频率
---- fref:规定基准温度测得的频率


---- 说明:采用fTref指标的晶体振荡器其生产难度要高于采用fT指标的晶体振荡器,故fTref指标的晶体振荡器售价较高。


---- 几种电子系统使用的晶体振荡器典型频率温度稳定度指标见下表:


---- 表中有一部分频率温度稳定度指标应是带隐含基准温度的频率温度稳定度指标,但没表示出来。 (1ppm=1×10-6;1ppb=1×10-9)。


---- 频率稳定预热时间:以晶体振荡器稳定输出频率为基准,从加电到输出频率小于规定频率允差所需要的时间。


---- 说明:在多数应用中,晶体振荡器是长期加电的,然而在某些应用中晶体振荡器需要频繁的开机和关机,这时频率稳定预热时间指标需要被考虑到(尤其是对于在苛刻环境中使用的军用通讯电台,当要求频率温度稳定度≤±0.3ppm(-45℃~85℃),采用OCXO作为本振,频率稳定预热时间将不少于5分钟,而采用DTCXO只需要十几秒钟)。


---- 频率老化率:在恒定的环境条件下测量振荡器频率时,振荡器频率和时间之间的关系。这种长期频率漂移是由晶体元件和振荡器电路元件的缓慢变化造成的,可用规定时限后的最大变化率(如±10ppb/天,加电72小时后),或规定的时限内最大的总频率变化(如:±1ppm/(第一年)和±5ppm/(十年))来表示。


---- 说明:TCXO的频率老化率为:±0.2ppm~±2ppm(第一年)和±1ppm~±5ppm(十年)(除特殊情况,TCXO很少采用每天频率老化率的指标,因为即使在实验室的条件下,温度变化引起的频率变化也将大大超过温度补偿晶体振荡器每天的频率老化,因此这个指标失去了实际的意义)。OCXO的频率老化率为:±0.5ppb~±10ppb/天(加电72小时后),±30ppb~±2ppm(第一年),±0.3ppm~±3ppm(十年)。


---- 频率压控范围:将频率控制电压从基准电压调到规定的终点电压,晶体振荡器频率的最小峰值改变量。


---- 说明:基准电压为+2.5V,规定终点电压为+0.5V和+4.5V,压控晶体振荡器在+0.5V频率控制电压时频率改变量为-110ppm,在+4.5V频率控制电压时频率改变量为+130ppm,则VCXO电压控制频率压控范围表示为:≥±100ppm(2.5V±2V)。


---- 压控频率响应范围:当调制频率变化时,峰值频偏与调制频率之间的关系。通常用规定的调制频率比规定的调制基准频率低若干dB表示。


---- 说明:VCXO频率压控范围频率响应为0~10kHz。


---- 频率压控线性:与理想(直线)函数相比的输出频率-输入控制电压传输特性的一种量度,它以百分数表示整个范围频偏的可容许非线性度。


---- 说明:典型的VCXO频率压控线性为:≤±10%,≤±20%。简单的VCXO频率压控线性计算方法为(当频率压控极性为正极性时):


---- 频率压控线性=±((fmax-fmin)/ f0)×100%
---- fmax:VCXO在最大压控电压时的输出频率
---- fmin:VCXO在最小压控电压时的输出频率
---- f0:压控中心电压频率


---- 单边带相位噪声£(f):偏离载波f处,一个相位调制边带的功率密度与载波功率之比。


*****************************************************************************************
请问单片机晶震旁的2个电容有什么要求吗?


这个是晶体的匹配电容,只有在外部所接电容为匹配电容的情况下,
振荡频率才能保证在标称频率附近的误差范围内。


最好按照所提供的数据来,如果没有,一般是30pF左右。太小了不容易
起振。


在某些情况下,也可以通过调整这两个电容的大小来微调振荡频率,当然
可调范围一般在10ppm量级。

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发表于:2006-2-21 11:48:59
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地线干扰与抑制

地线干扰与抑制
1.地线的定义

什么是地线?大家在教科书上学的地线定义是:地线是作为电路电位基准点的等电位体。这个定义是不符合实际情况的。实际地线上的电位并不是恒定的。如果用仪表测量一下地线上各点之间的电位,会发现地线上各点的电位可能相差很大。正是这些电位差才造成了电路工作的异常。电路是一个等电位体的定义仅是人们对地线电位的期望。 HENRY 给地线了一个更加符合实际的定义,他将地线定义为:信号流回源的低阻抗路径。这个定义中突出了地线中电流的流动。按照这个定义,很容易理解地线中电位差的产生原因。因为地线的阻抗总不会是零,当一个电流通过有限阻抗时,就会产生电压降。 因此,我们应该将地线上的电位想象成象大海中的波浪一样,此起彼伏。
2.地线的阻抗

谈到地线的阻抗引起的地线上各点之间的电位差能够造成电路的误动作,许多人觉得不可思议:我们用欧姆表测量地线的电阻时,地线的电阻往往在毫欧姆级,电流流过这么小的电阻时怎么会产生这么大的电压降,导致电路工作的异常。 要搞清这个问题,首先要区分开导线的电阻与阻抗两个不同的概念。电阻指的是在直流状态下导线对电流呈现的阻抗,而阻抗指的是交流状态下导线对电流的阻抗,这个阻抗主要是由导线的电感引起的。任何导线都有电感,当频率较高时,导线的阻抗远大于直流电阻,表1 给出的数据说明了这个问题。在实际电路中,造成电磁干扰的信号往往是脉冲信号,脉冲信号包含丰富的高频成分,因此会在地线上产生较大的电压。对于数字电路而言,电路的工作频率是很高的,因此地线阻抗对数字电路的影响是十分可观的。
如果将10Hz时的阻抗近似认为是直流电阻,可以看出当频率达到10MHz 时,对于1米长导线,它的阻抗是直流电阻的1000 倍至10万倍。因此对于射频电流,当电流流过地线时,电压降是很大的。 从表上还可以看出,增加导线的直径对于减小直流电阻是十分有效的,但对于减小交流阻抗的作用很有限。但在电磁兼容中,人们最关心的交流阻抗。为了减小交流阻抗,一个有效的办法是多根导线并联。当两根导线并联时,其总电感 L为:L = ( L1 + M ) / 2
式中,L1 是单根导线的电感,M是两根导线之间的互感。 从式中可以看出,当两根导线相距较远时,它们之间的互感很小,总电感相当于单根导线电感的一半。因此我们可以通过多条接地线来减小接地阻抗。但要注意的是,多根导线之间的距离不能过近。
3.地线干扰机理

3.1地环路干扰

 由于地线阻抗的存在,当电流流过地线时,就会在地线上产生电压。当电流较大时,这个电压可以很大。例如附近有大功率用电器启动时,会在地线在中流过很强的电流。这个电流会在两个设备的连接电缆上产生电流。由于电路的不平衡性,每根导线上的电流不同,因此会产生差模电压,对电路造成影响。由于这种干扰是由电缆与地线构成的环路电流产生的,因此成为地环路干扰。地环路中的电流还可以由外界电磁场感应出来。
3.2公共阻抗干扰

当两个电路共用一段地线时,由于地线的阻抗,一个电路的地电位会受另一个电路工作电流的调制。这样一个电路中的信号会耦合进另一个电路,这种耦合称为公共阻抗耦合。
在数字电路中,由于信号的频率较高,地线往往呈现较大的阻抗。这时,如果存在不同的电路共用一段地线,就可能出现公共阻抗耦合的问题。

4.地线干扰对策

4.1地环路对策

从地环路干扰的机理可知,只要减小地环路中的电流就能减小地环路干扰。如果能彻底消除地环路中的电流,则可以彻底解决地环路干扰的问题。因此我们提出以下几种解决地环路干扰的方案。
A. 将一端的设备浮地 如果将一端电路浮地,就切断了地环路,因此可以消除地环路电流。但有两个问题需要注意,一个是出于安全的考虑,往往不允许电路浮地。这时可以考虑将设备通过一个电感接地。这样对于50Hz的交流电流设备接地阻抗很小,而对于频率较高的干扰信号,设备接地阻抗较大,减小了地环路电流。但这样做只能减小高频干扰的地环路干扰。 另一个问题是,尽管设备浮地,但设备与地之间还是有寄生电容,这个电容在频率较高时会提供较低的阻抗,因此并不能有效地减小高频地环路电流。
B. 使用变压器实现设备之间的连接 利用磁路将两个设备连接起来,可以切断地环路电流。 但要注意,变压器初次级之间的寄生电容仍然能够为频率较高的地环路电流提供通路,因此变压器隔离的方法对高频地环路电流的抑制效果较差。提高变压器高频隔离效果的一个办法是在变压器的初次级之间设置屏蔽层。但一定要注意隔离变压器屏蔽层的接地端必须在接受电路一端。否则,不仅不能改善高频隔离效果,还可能使高频耦合更加严重。因此,变压器要安装在信号接收设备的一侧。 经过良好屏蔽的变压器可以在1MHz以下的频率提供有效的隔离。
C. 使用光隔离器 另一个切断地环路的方法是用光实现信号的传输。这可以说是解决地环路干扰问题的最理想方法。用光连接有两种方法,一种是光耦器件,另一种是用光纤连接。光耦的寄生电容一般为2pf,能够在很高的频率提供良好的隔离。光纤几乎没有寄生电容,但安装、维护、成本等方面都不如光耦器件。
D. 使用共模扼流圈 在连接电缆上使用共模扼流圈相当于增加了地环路的阻抗,这样在一定的地线电压作用下,地环
路电流会减小。但要注意控制共模扼流圈的寄生电容,否则对高频干扰的隔离效果很差。共模扼流圈的匝数越多,则寄生电容越大,高频隔离的效果越差。
4.2消除公共阻抗耦合

 消除公共阻抗耦合的途径有两个,一个是减小公共地线部分的阻抗,这样公共地线上的电压也随之减小,从而控制公共阻抗耦合。另一个方法是通过适当的接地方式避免容易相互干扰的电路共用地线,一般要避免强电电路和弱电电路共用地线,数字电路和模拟电路共用地线。 如前所述,减小地线阻抗的核心问题是减小地线的电感。这包括使用扁平导体做地线,用多条相距较远的并联导体作接地线。对于印刷线路板,在双层板上布地线网格能够有效地减小地线阻抗,在多层板中专门用一层做地线虽然具有很小的阻抗,但这会增加线路板的成本。 通过适当接地方式避免公共阻抗的接地方法是并联单点接地。并联接地的缺点是接地的导线过多。因此在实际中,没有必要所有电路都并联单点接地,对于相互干扰较少的电路,可以采用串联单点接地。例如,可以将电路按照强信号,弱信号,模拟信号,数字信号等分类,然后在同类电路内部用串联单点接地,不同类型的电路采用并联单点接地,

5.小结

地线造成电磁干扰的主要原因是地线存在阻抗,当电流流过地线时,会在地线上产生电压,这就是地线噪声。在这个电压的驱动下,会产生地线环路电流,形成地环路干扰。当两个电路共用一段地线时,会形成公共阻抗耦合。 解决地环路干扰的方法有切断地环路,增加地环路的阻抗,使用平衡电路等。解决公共阻抗耦合的方法是减小公共地线部分的阻抗,或采用并联单点接地,彻底消除公共阻抗。

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发表于:2006-2-20 15:20:48
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电感与磁珠(2)-应用

磁珠有很高的电阻率和磁导率,他等效于电阻和电感串联,但电阻值和电感值都随频率变化。 他比普通的电感有更好的高频滤波特性,在高频时呈现阻性,所以能在相当宽的频率范围内保持较高的阻抗,从而提高调频滤波效果。


 


l        作为电源滤波,可以使用电感。磁珠的电路符号就是电感但是型号上可以看出使用的是磁珠在电路功能上,磁珠和电感是原理相同的,只是频率特性不同罢了


l        磁珠由氧磁体组成,电感由磁心和线圈组成,磁珠把交流信号转化为热能,电感把交流存储起来,缓慢的释放出去。


l        磁珠对高频信号才有较大阻碍作用,一般规格有100/100mMHZ ,它在低频时电阻比电感小得多。


铁氧体磁珠 (Ferrite Bead) 是目前应用发展很快的一种抗干扰组件,廉价、易用,滤除高频噪声效果显着。


 


在电路中只要导线穿过它即可(我用的都是象普通电阻模样的,导线已穿过并胶合,也有表面贴装的形式,但很少见到卖的)。当导线中电流穿过时,铁氧体对低频电流几乎没有什么阻抗,而对较高频率的电流会产生较大衰减作用。高频电流在其中以热量形式散发,其等效电路为一个电感和一个电阻串联,两个组件的值都与磁珠的长度成比例。磁珠种类很多,制造商应提供技术指标说明,特别是磁珠的阻抗与频率关系的曲线。


    有的磁珠上有多个孔洞,用导线穿过可增加组件阻抗(穿过磁珠次数的平方),不过在高频时所增加的抑制噪声能力不可能如预期的多,而用多串联几个磁珠的办法会好些。


    铁氧体是磁性材料,会因通过电流过大而产生磁饱和,导磁率急剧下降。大电流滤波应采用结构上专门设计的磁珠,还要注意其散热措施。


铁氧体磁珠不仅可用于电源电路中滤除高频噪声(可用于直流和交流输出),还可广泛应用于其它电路,其体积可以做得很小。特别是在数字电路中,由于脉冲信号含有频率很高的高次谐波,也是电路高频辐射的主要根源,所以可在这种场合发挥磁珠的作用。


铁氧体磁珠还广泛应用于信号电缆的噪声滤除。


以常用于电源滤波的HH-1H3216-500为例,其型号各字段含义依次为:


HH 是其一个系列,主要用于电源滤波,用于信号线是HB系列;


1 表示一个组件封装了一个磁珠,若为4则是并排封装四个的;


H 表示组成物质,HCM为中频应用(50200MHz),


T低频应用(<50MHz),S高频应用(>200MHz);


3216 封装尺寸,长3.2mm,宽1.6mm,即1206封装;


500 阻抗(一般为100MHz时),50 ohm


其产品参数主要有三项:


阻抗[Z]@100MHz (ohm) : Typical 50, Minimum 37;


直流电阻DC Resistance (m ohm): Maximum 20;


额定电流Rated Current (mA): 2500.


 

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发表于:2006-2-15 20:26:27
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电感与磁珠(1)

电感和磁珠的什么联系与区别(1)


1.      磁珠主要用于高频隔离,抑制差模噪声等。 

2.      电感是储能组件,而磁珠是能量转换(消耗)器件


电感多用于电源滤波回路,磁珠多用于信号回路,用于EMC对策磁珠主要用于抑制电磁辐射干扰,而电感用于这方面则侧重于抑制传导性干扰。两者都可用于处理EMCEMI问题。磁珠是用来吸收超高频信号,象一些RF电路,PLL,振荡电路,含超高频存储器电路(DDR SDRAMRAMBUS等)都需要在电源输入部分加磁珠,而电感是一种蓄能组件,用在LC振荡电路,中低频的滤波电路等,其应用频率范围很少超过错50MHZ。地的连接一般用电感,电源的连接也用电感,而对信号线则采用磁珠。


3.     详细论述:


在电子设备的PCB板电路中会大量使用感性组件和EMI滤波器组件。这些组件包括片式电感和片式磁珠,以下就这两种器述并分析他们的普通应用场合以及特殊应用场合。表面贴装组件的好处在于小的封装尺寸和能够满足实际空间的要求。除力以及其它类似物理特性不同外,通孔接插件和表面贴装器件的其它性能特点基本相同。


1.      片式电感: 在需要使用片式电感的实现以下两个基本功能:电路谐振和扼流电抗。谐振电路包括谐振发生电路,振荡电路,时钟电路,脉冲电路,波形发生电路还包括高Q带通滤波器电路。 要使电路产生谐振,必须有电容和电感同时存在于电路中。在电感的两端存在寄生电容,这是由于电极之间的铁氧体本体相当于电容介质而产生的。在谐振电路中,电感必须具有高Q,窄的电感偏差,稳定的温度系数,才能达到谐振电路窄带,低的频率温度漂移的要求。 高Q电路具有尖锐的谐振峰值。窄的电感偏置保证谐振频率偏差尽量小。稳定的温度系数保证谐振电路稳定的温度变化特性。


*        电感构造:标准的径向引出电感和轴向引出电感以及片式电感的差异仅仅在于封装不一样。电感结构包括介质材料(一般为氧化铝陶瓷材料)上绕制线圈,或者空心线圈以及铁磁性材料上绕制线圈。  


*        应用:


l        在功率应用场合,作为扼流圈使用时,电感的主要关注参数是直流电阻(DCR,额定电流,和低Q值。


l        当作为滤波器使用时,希望宽带宽特性,因此,并不需要电感的高Q特性。低的DCR可以保证最小的电压降。


l        DCR定义为组件在没有交流信号下的直流电阻。


2.      片式磁珠 :片式磁珠的功能主要是消除存在于传输线结构(PCB电路)中的RF噪声,RF能量是叠加在直流传输电平上的交流正弦波成分,直流成分是需要的有用信号,而射频RF能量却是无用的电磁干扰沿着线路传输和辐射,这些不需要的信号能量,使用片式磁珠扮演高频电阻的角色(衰减器),该器件允许直流信号通过,而滤除交流信号。通常高频信号为30Mhz以上,然而,低频信号也会受到片式磁珠的影响。


*        磁珠构造:片式磁珠由软磁铁氧体材料组成,构成高体积电阻率的独石结构。涡流损耗同铁氧体材料的电阻率成反比。涡流损耗随信号频率的平方成正比。使用片式磁珠的好处: 小型化和轻量化 在射频噪声频率范围内具有高阻抗,消除传输线中的电磁干扰。 闭合磁路结构,更好的消除信号的串绕。 极好的磁屏蔽结构。 降低直流电阻,以免对有用信号产生过大的衰减。显着的高频特性和阻抗特性(更好的消除RF能量)。在高频放大电路中消除寄生振荡。 有效的工作在几个MHz到几百MHz的频率范围内。


*         要正确的选择磁珠,必须注意以下几点:


1)      不需要的信號的频率范围为多少。 噪声源是谁。 需要多大的噪声衰减。 环境条件是什么(温度,直流电压,结构强度)。

2)      电路和负载阻抗是多少。

3)      是否有空间在PCB板上放置磁珠。

前三条通过观察厂家提供的阻抗频率曲线就可以判断。在阻抗曲线中三条曲线都非常重要。


总阻抗:总阻抗通过Z=R+2πfL来描述。典型的阻抗曲线如下图所示:

点击看大图


通过这一曲线,选择在希望衰减噪声的频率范围内具有最大阻抗而在低频和直流下信号衰减尽量小的磁珠型号。


片式磁珠在过大的直流电压下,阻抗特性会受到影响,另外,如果工作温升过高,或者外部磁场过大,磁珠的阻抗都会受到不利的影响。


使用片式磁珠还是片式电感主要还在于应用。在谐振电路中需要使用片式电感。而需要消除不需要的EMI噪声时,使用片式磁珠是最佳的选择。


*        片式磁珠和片式电感的应用场合:


l        片式电感:射频(RF)和无线通讯,信息技术设备,雷达检波器,汽车电子,蜂窝电话,寻呼机,音频设备,PDA(个人数字助理),无线遥控系统以及低压供电模块等。


l        片式磁珠:时钟发生电路,模拟电路和数字电路之间的滤波,I/O输入/输出内部连接器(比如串口,并口,键盘,鼠标,长途电信,本地局域网),射频(RF)电路和易受干扰的逻辑设备之间,供电电路中滤除高频传导干扰,计算机,打印机,录像机(VCRS,电视系统和手提电话中的EMI噪声抑止。

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系统分类: 模拟技术   |    用户分类: 无分类    |    来源: 整理

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发表于:2006-2-14 15:40:18
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自己的电容滤波的一些论点

查了比较多的书籍去理解电容滤波(本人理解能力比较差),发觉到最后自己都搞晕了。还是不搞复杂的了,从基本公式开始,一点点的仔细分析一下。我个人现在的理解是,作为经过桥式整流以后的输出端,此时应该是已经直流了,那么那些大的电容(如坦电)我们一般用来滤波是用来降低文波系数的,而降低文波系数的方法就是利用电容的充放电特性。而不是完全利用Xc=1/2∏fc,使得交流电流从地回流。另外我理解的是电容交流短路的原理是正负半周分别对电容两边充放电,所以是等同于有电流流过,而不是真的短路,这样看来,高频时容抗很小也应该是如此推断而来。那么之前说得不是完全利用Xc=1/2∏fc,为什么呢?我的理解是因为电源上除了本身的直流电源,肯定有外部受到的高频信号干扰,此时才会利用Xc=1/2∏fc,使得交流电流从地回流,那么那些并联的小电容是做什么的呢?因为在高频下,大容值得高频特性比较差,当频率达到一定程度的时候,其阻抗甚至大于容抗。而小容值的电容高频特性就比较好,所以并联。不知道我的理解对不对,哪位高手看后请多多指教。谢谢。

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发表于:2006-2-13 14:47:10
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CMOS和TTL

1.TTL电平:
   输出高电平>2.4V,输出低电平<0.4V。在室温下,一般输出高电平是3.5V,输出低电平是0.2V。最小输入高电平和低电平:输入高电平>=2.0V,输入低电平<=0.8V,噪声容限是0.4V。
2.CMOS电平:
   '1'逻辑电平电压接近于电源电压,'0'逻辑电平接近于0V。而且具有很宽的噪声容限。

3.电平转换电路:
   因为TTL和COMS的高低电平的值不一样(ttl 5v<==>cmos 3.3v),所以互相连接时需要电平的转换:就是用两个电阻对电平分压,没有什么高深的东西。哈哈

4.OC门,即集电极开路门电路,OD门,即漏极开路门电路,必须外界上拉电阻和电源才能将开关电平作为高低电平用。否则它一般只作为开关大电压和大电流负载,所以又叫做驱动门电路。

5.TTL和COMS电路比较:
 1)TTL电路是电流控制器件,而coms电路是电压控制器件。
 2)TTL电路的速度快,传输延迟时间短(5-10ns),但是功耗大。
    COMS电路的速度慢,传输延迟时间长(25-50ns),但功耗低。
    COMS电路本身的功耗与输入信号的脉冲频率有关,频率越高,芯片集越热,这是正常现象。
 3)COMS电路的锁定效应:
   COMS电路由于输入太大的电流,内部的电流急剧增大,除非切断电源,电流一直在增大。这种效应就是锁定效应。当产生锁定效应时,COMS的内部电流能达到40mA以上,很容易烧毁芯片。
  防御措施:
   1)在输入端和输出端加钳位电路,使输入和输出不超过不超过规定电压。
   2)芯片的电源输入端加去耦电路,防止VDD端出现瞬间的高压。
   3)在VDD和外电源之间加线流电阻,即使有大的电流也不让它进去。
   4)当系统由几个电源分别供电时,开关要按下列顺序:开启时,先开启COMS电路得电源,再开启输入信号和负载的电源;关闭时,先关闭输入信号和负载的电源,再关闭COMS
电路的电源。

6.COMS电路的使用注意事项
   1)COMS电路时电压控制器件,它的输入总抗很大,对干扰信号的捕捉能力很强。所以,不用的管脚不要悬空,要接上拉电阻或者下拉电阻,给它一个恒定的电平。
   2)输入端接低内组的信号源时,要在输入端和信号源之间要串联限流电阻,使输入的电流限制在1mA之内。
   3)当接长信号传输线时,在COMS电路端接匹配电阻。
   4)当输入端接大电容时,应该在输入端和电容间接保护电阻。电阻值为R=V0/1mA.V0是外界电容上的电压。
   5)COMS的输入电流超过1mA,就有可能烧坏COMS。 
   
7.TTL门电路中输入端负载特性(输入端带电阻特殊情况的处理):
   1)悬空时相当于输入端接高电平。因为这时可以看作是输入端接一个无穷大的电阻。
   2)在门电路输入端串联10K电阻后再输入低电平,输入端出呈现的是高电平而不是低电平。因为由TTL门电路的输入端负载特性可知,只有在输入端接的串联电阻小于910欧时,
它输入来的低电平信号才能被门电路识别出来,串联电阻再大的话输入端就一直呈现高电平。这个一定要注意。COMS门电路就不用考虑这些了。

8.TTL电路有集电极开路OC门,MOS管也有和集电极对应的漏极开路的OD门,它的输出就叫做开漏输出。
   OC门在截止时有漏电流输出,那就是漏电流,为什么有漏电流呢?那是因为当三机管截止的时候,它的基极电流约等于0,但是并不是真正的为0,经过三极管的集电极的电流也就不是真正的0,而是约0。而这个就是漏电流。开漏输出:OC门的输出就是开漏输出;OD门的输出也是开漏输出。它可以吸收很大的电流,但是不能向外输出的电流。所以,为了能输入和输出电流,它使用的时候要跟电源和上拉电阻一齐用。OD门一般作为输出缓冲/驱动器、电平转换器以及满足吸收大负载电流的需要。
9.什么叫做图腾柱,它与开漏电路有什么区别?
   TTL集成电路中,输出有接上拉三极管的输出叫做图腾柱输出,没有的叫做OC门。因为TTL就是一个三级关,图腾柱也就是两个三级管推挽相连。所以推挽就是图腾。一般图腾式输出,高电平400UA,低电平8MA

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发表于:2006-2-13 14:24:28
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摘抄的关于开漏级的原理及应用







开漏电路特点及应用 精华

       在电路设计时我们常常遇到开漏(open drain)和开集(open collector)的概念。本人虽然在念书时就知道其基本的用法,而且在设计中并未遇的过问题。但是前两天有位同事向我问起了这个概念。我忽然觉得自己对其概念了解的并不系统。近日,忙里偷闲对其进行了下总结。
  所谓开漏电路概念中提到的“漏”就是指MOS FET的漏极。同理,开集电路中的“集”就是指三极管的集电极。开漏电路就是指以MOS FET的漏极为输出的电路。一般的用法是会在漏极外部的电路添加上拉电阻。完整的开漏电路应该由开漏器件和开漏上拉电阻组成。如图1所示:    
   


组成开漏形式的电路有以下几个特点:
1. 利用外部电路的驱动能力,减少IC内部的驱动。当IC内部MOSFET导通时,驱动电流是从外部的VCC流经R pull-up ,MOSFET到GND。IC内部仅需很下的栅极驱动电流。如图1。
2. 可以将多个开漏输出的Pin,连接到一条线上。形成“与逻辑”关系。如图1,当PIN_A、PIN_B、PIN_C任意一个变低后,开漏线上的逻辑就为0了。这也是I2C,SMBus等总线判断总线占用状态的原理。
3. 可以利用改变上拉电源的电压,改变传输电平。如图2, IC的逻辑电平由电源Vcc1决定,而输出高电平则由Vcc2决定。这样我们就可以用低电平逻辑控制输出高电平逻辑了。
4. 开漏Pin不连接外部的上拉电阻,则只能输出低电平。
5. 标准的开漏脚一般只有输出的能力。添加其它的判断电路,才能具备双向输入、输出的能力。





应用中需注意:
1.   开漏和开集的原理类似,在许多应用中我们利用开集电路代替开漏电路。例如,某输入Pin要求由开漏电路驱动。则我们常见的驱动方式是利用一个三极管组成开集电路来驱动它,即方便又节省成本。如图3。
2.  上拉电阻R pull-up的阻值决定了逻辑电平转换的沿的速度。阻值越大,速度越低功耗越小。反之亦然。




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