标签: 模拟电子

在现代电子技术的广袤版图中，模拟电子技术占据着举足轻重的地位。它不仅是电子技术发展的基础，更是众多高科技领域得以实现的关键支撑。从我们日常使用的电子产品，到复杂的工业控制系统，模拟电子技术无处不在，默默发挥着作用。 一、模拟电子技术的基本概念 模拟电子技术主要研究连续变化的模拟信号，如电压、电流等。与数字信号不同，模拟信号是随时间连续变化的物理量，它能够精确地表示自然界中的各种物理现象，如声音、光线、温度等。通过对模拟信号的处理，我们可以实现信号的放大、滤波、调制等功能，为后续的信号分析和应用提供支持。 二、模拟电子技术的应用领域 模拟电子技术的应用极为广泛。在通信领域，它是实现信号调制和解调的核心技术，确保了信息在传输过程中的准确性和稳定性。在音频领域，模拟电子技术可用于音频信号的放大、混音和滤波，让我们能够享受到高品质的音乐和清晰的语音通话。在工业控制领域，它可用于传感器信号的处理和执行器的驱动，实现对生产过程的精确控制。此外，在医疗设备、航空航天等领域，模拟电子技术也发挥着不可或缺的作用。 三、模拟电子技术的发展趋势 随着科技的不断进步，模拟电子技术也在持续发展。一方面，为了满足日益增长的低功耗、高性能需求，新型的模拟集成电路不断涌现，其集成度越来越高，性能也越来越优越。另一方面，模拟电子技术与数字技术的融合趋势日益明显，这种融合使得电子系统的功能更加强大，应用范围更加广泛。此外，随着物联网、人工智能等新兴技术的兴起，模拟电子技术也将在这些领域发挥重要作用，为其发展提供有力支持。 模拟电子技术作为电子世界的基石，在过去、现在和未来都将持续发挥重要作用。它不仅推动了电子技术的发展，也为我们的生活带来了诸多便利。相信在未来，随着技术的不断创新和突破，模拟电子技术将在更多领域展现出它的独特魅力，为人类的科技进步和社会发展做出更大的贡献

第一次写博文，给《手绘揭秘基本功能电路》写一份到手试读报告系列。 这本书有 几个小细节处理的蛮好 ，外观素雅，牛皮纸造型，挺合我胃口，整本书，没有用一般的正楷或者宋体字，是那种小清新的字体，插图也是模拟手画的样式，给人感觉看书很放松，说实话，如果是那种教科书形式的，我不太感兴趣，相比之下，读起来肯定感觉不一样的，从这点来说，出版社是花了心思的。 除了学校教科书，我额外买的关于电子基础知识的书不多，原因是，这种类型的书，市场上能看上眼的很少，很多看目录就知道是相互抄袭的，或者是网上找的，有些书给我甚至感觉，作者本人只会照本宣科，对电子行业的了解，还停留在七八十年代，所以能让人从入门开始，有兴趣钻研下去的书，市场上太少了。 算是挺幸运，抽中了试读的名额，这本书作者是一位美国人，按简介说法，已经写了 69 本书，我搜了一下，按网上的说法，这位老先生确实了不起，甚至还有一个个人网站： http://forrestmims.org/ ，感兴趣的各位可以去瞧瞧，上面详细介绍了老先生已经出版的 69 本书书名，还有其他老先生进行的科研项目介绍。这位老先生主页上介绍说，内容涉及了电路基础元件，科学项目，激光使用前沿等众多的科学学科。非常了不起的一位学者。 这本书主要分为几部分： 555 常用电路，运放常用电路，一些光电器件的使用和介绍，以及一些科普项目和常见的传感器介绍，整本书的内容很多，翻译的到位，没有常见的课本式介绍，比较适合已经有电子电路入门基础的，需要加深了解科普的这类人群，或者甚至就作为一本科普读物来了解电子产品，也是很适合的。 在555电路和运放这块，语言介绍简单明了 目前还在读这本书，接下来读到好玩的部分会继续更新。

1 作为前置放大电路放大小信号， 2 是用于扩展通频带 , 并且进一步放大输入信号 , 同时提供合适功放电路的输入电流 . 3 是 OTL 甲乙类互补对称式功率放大电路 ,Q3 式 NPN 管 ,Q4 是 PNP 管 . 前置放大电路 直流等效电路 使用了电流串联负反馈来稳定工作点 . 由 Rb3 ， Re1 ， Rw 组成。 Rb3 和 RF4 把 UBQ 基电极的电位钳住。 ，当 IE 上升， UBQ 不变则 UBEQ 的电位下降。若 UBEQ 下降，则 IBQ 下降。由 ICQ=IBQ*β ，则 ICQ 下降而 ICQ≈IEQ 。所以这个负反馈电路会抑制 IEQ ， IBQ 的变化。 交流等效电路 C1,C2 可看作短路当成导线 ,Rw 被 c1 短路 , 其中 rb 是三极管的等效内阻 rb=rb’+re 交流等效模型 扩展通频带 2. C5 容量非常小所以只允许中频 , 高频通过 , 也就是说 RF 反馈网络只在低频式作用 , 负反馈类型是电压并联负反馈 , 等效电路如图 在深度负反馈下 ,Ii=If Rb3 压降≈ 0 节点处相当于虚地 R1 是上一级的输出内阻 功放电路 C6 和 R1 和 C7 组成了 Rc 选频网络 , 蓝线是功放电路的电压并联负反馈 , 通过改变 Rw 的压降 , 影响 e 处电位 , 进而影响 Uo1 和后级输入 选频网络决定负反馈的产生频率区间 由中频 高频时反馈网络短路 , 信号直接在 Uo 输出 低频时断路 , 反馈不起作用

该文将讨论晶振电路设计方案，并解释电路中的各个元器件的具体作用，并且在元器件数值的选择上提供指导。最后，就消除晶振不稳定和起振问题，最后文章还将给出了一些建议措施。 1 晶振的等效电气特性 (1) 概念 晶片，石英晶体或晶体、晶振、石英晶体谐振器 从一块石英晶体上按一定方位角切下薄片。 晶体振荡器 在封装内部添加IC组成振荡电路的晶体元件称为晶体振荡器。 (2) 晶振等效电路 图1. 晶振的等效电路 图1 展示了晶振等效的电路。R是ESR串联等效阻抗，L和C分别是晶振等效电感和等效电容。Cp是晶振的伴身电容，其极性取决于晶振的极性。 图2 是晶振的电抗频谱线。 图2. 晶振的电抗频谱线 根据图 2，当晶振工作在串联谐振状态下时，电路就似一个纯电阻电路，感抗等于容抗(XL=XC)。串联谐振的频率为： 当晶振工作在并联谐振模式时，晶振表现为感性。该模式的工作频率由晶振的负载决定。对于并联谐振状态的晶振，晶振制造商应该指定负载电容CL。在这种模式下，振动频率由下式给出 在并联谐振模式下，电抗线中fs到fa的斜线区域内，通过调整晶振的负载，如图2，晶振都可以振荡起来。 2 晶振电路的设计 图3所示为推荐的晶振振荡电路图。这样的组成可以使晶振处于并联谐振模式。反相器在芯片内体现为一个AB型放大器，它将输入的电量相移大约180°后输出；并且由晶振，R1，C1和C2组成的π型网络产生另外180°的相移。所以整个环路的相移为360°。这满足了保持振荡的一个条件。其它的条件，比如正确起振和保持振荡，则要求闭环增益应≥1。 图3. 晶振振荡器设计电路 反相器附近的电阻Rf产生负反馈，它将反相器设定在中间补偿区附近，使反相器工作在高增益线性区域。电阻值很高，范围通常在500KΩ ~2MΩ内。 图示的C1，C2就是为晶振工作在并联谐振状态下得到加载电容CL的电容。关于最优的加载电容CL的计算公式为： 这里CS是PCB的漂移电容（stray capacitance），用于计算目的时，典型值为5pf。现在C1和C2选择出来满足上面等式。通常选择的C1和C2是大致相等的。C1和/或C2的数值较大，这提高了频率的稳定性，但减小了环路增益，可能引发起振问题。 R1是驱动限流电阻，主要功能是限制反相器输出，这样晶振不会被过驱动（over driven）。R1、C1组构成分压电路，这些元器件的数值是以这样的方式进行计算的：反相器的输出接近rail-to-rail值，输入到晶振的信号是rail-to-rail的60%，通常实际是令R1的电阻值和的C1容抗值相等，即R1 ≈ XC1。这使晶振只取得反相器输出信号的一半。要一直保证晶振消耗的功率在厂商说明书规定范围内。过驱动会损坏晶振。 理想情况下，反相器提供180°相移。但是，反相器的内在延迟会产生额外相移，而这个额外相移与内在延迟成比例。为保证环路全相移为n360°，π 型网络应根据反相器的延迟情况，提供小于180°的相移。R1的调整可以满足这一点。使用固定大小的C1和C2，闭环增益和相位可随R1变化。如果上述两个条件均得到了满足，在一些应用中，R1可以忽略掉。 一些芯片内置了全部这些外部器件(Rf, R1, C1, and C2)，因此消除了电路设计师的烦恼。这种情况下，只要把晶振连接在XTAL和XTAL引脚上即可。 提示: 选择ESR小的晶振，有利于解决起振问题。较小的ESR可以增加环路增益。 在PCB板上缩短线路可以减小漂移电容。这也有利于解决晶振起振和振荡频率的问题。 在工作的温度下和工作的电压范围内经常性测试一下电路，以确保晶振起振和持续振荡。必要的时候调整元器件的数值。 为了取得最好效果，晶振的设计，用至少0.4 Vdd（峰峰值）的电平驱动时钟反相器。调节晶振不能满足要求。为了获得进一步的设计协助，请联系晶振制造商。 为了优化R1，我们推荐先计算C1和C2（前面已经解释过如何计算）。将R1替换成电位计，将其初始值设置到大约XC1。如果需要，调节电位计的设置，直到晶振起振并在稳态条件下保持振荡。

      春节假期，看了本思维导图宝典（东尼.博赞），感觉不错，推荐大家看一看。无论是项目管理还是知识体系的构建，甚至思维的表达及引导，都能发挥出很好的效果。特别是在自己思维的小火花忽现的时候，拿起手机就能把“瞬间”记录到“体系”中来。利用假期我也整理了一份自己的电学体系知识构架，仅仅是针对电学相关联的构架，所以各分支不慎详细和全面，并且末梢之间其实有交叉互联的内容，以后会慢慢补上，不过目前还是能看得出点眉目的，分享给大家。       工程师朋友们，看着这份思维导图，寻找下有没有自己的“技术关注点”，或者如果没有，这个“点”该添加到哪个位置？思考着自己还可以有哪些可以去扩展的？反问自己有哪些已经成为自己设计中的拦路虎了呢？       分享与讨论，可以使之更完善！