tag 标签: 数字电路

相关帖子
相关博文
  • 热度 5
    2020-9-18 21:38
    7430 次阅读|
    0 个评论
    【原创】数字电路_基于Multisim13的数码管电路仿真_Cayden_Blog2
    数字电路_基于Multisim13的数码管电路仿真 一:仿真电路模块 设计电路的时候,先仿真电路模块 首先,搭建好仿真电路后 其次,开始仿真 其次,仿真结束后,查看电路仿真结果,验证设计指标是否达到 元器件1:CD4511 元器件2:共阴极数码管 元器件3:电源 元器件4:GND 二:搭建电路 第一步:搜索 数码管 在器件搜索里找到 HEX_DISPLAY选项,在该子项目里找寻需要的数码管 第二步:判别共阴极/共阳极 CK/CA,是共阳极/共阴极的端点,分别加高低电平,然后在A~H/A~G处,添加不同的电平(如同给二极管两端加不同方向的电压),测试共阴极还是共阳极 经过测试,CK是共阴极数码管,CA是共阳极数码管 第三步:连接数字电路 右侧还有一个LED,是用来判别A~G的电平 CD4511在Multisim里搜索不到,仅仅搜索4511,器件就能够找到,下载datasheet,对比引脚数量和引脚名称,引脚除了~LE不同,其他的引脚一样 CD4511解析: ~LE:latch Enable 锁存使能(如果该引脚为低电平,器件锁存打开); ~BI:Blanking消隐(该引脚,低电平时,消隐)不需要消隐时,该位置‘1’; ~LT:lamp test LED灯测试(该引脚为低电平时,全亮)不需要test测试,该位置‘1’; CD4511输出的数据,是共阴极数码管所需的信息, 第四步:验证仿真结果 嵌入式单片机实现数码管的显示,有些杀鸡用牛刀,单片机的定位是有逻辑有步骤的控制电路,而不是纯粹实现某一功能 数码管电路完全可以集成为功能电路模块,每当使用数码管,只需要提供A3~A0的数据,就可以实现数码管显示,方便快捷,不耽误单片机的运行控制 就分享这么多,谢谢
  • 热度 19
    2015-12-3 20:49
    863 次阅读|
    0 个评论
    与数字技术或软件相比,模拟技术人才的培养和造就仍然需要一定的实践和时间,但无论数字技术发展到任何阶段将永远离不开模拟技术。由于难度系数较大的原因,有时即便投入很多精力,如果缺乏耐心、毅力和必要的条件,投入也并非一定有回报,但一旦在一定程度上掌握了模拟应用技术,那么在未来的职业生涯中并将具有“杀手锏”一样的竞争力。为了学习这些必要的模拟技术,老师的指导是必不可少的,但是在现实中不见得谁都能够找到最合适的老师,庆幸的是我们可以找到许多模拟电路方面的优秀著作,当然要学好硬件可以参考的好图书很多,但是要象在大海中捞针似的轻易选出几本“扛鼎”之作还是很难的,今天在此介绍几本科学出版社的图书给大家作为参考。个人可以根据自己学习愿望、志向和工作需要选用参考,而对于企业来说其实“不差钱”,博主建议收藏在图书室作为新员工的学习参考资料。博主曾经购书时总希望等真正用到时才买,就没有刻意收藏ADI半导体公司在科学出版社出版的全套模拟电路应用设计丛书,无不感到遗憾,此时此刻才真正明白“未到用时方恨早”的切肤之痛啊。 科学出版社引进了很多国外的电子电路方面的图书,大家可以通过网络购买,但有些图书在科学出版社的网站上根本找不到任何信息,更不要说详细的描述了,这是网上购买图书的最大遗憾和不足。面对林林总总的图书,到底那些图书才符合我们目前的需要呢?博主就自己的阅读和理解,在此简单地作一些基本的介绍,但也可能由于博主工作范围的局限性,以至于对图书的评价得出了不恰当的结果。与此同时博主也并非各个技术方面的“全能冠军”,因此本文仅供大家参考。博主写作此文的目是希望能够起到抛砖引玉的作用,有更多的“技术高手”给初学者推荐一些“具体”的优秀佳作。 首先要出场地的是一套六本装的“实用电子电路设计丛书”,它们分别为《晶体管电路设计——放大电路技术的试验解析》(上、下册)、《OP放大电路设计——从重视再现性设计的基础到实际应用》、《振荡电路的设计与应用——RC振荡电路到数字频率合成器的实验解析》、《数字系统设计——从数字技术基础到ASIC设计的解析》、《数字逻辑电路的ASIC设计》。 《晶体管电路设计》最大的特点,在说明或设计晶体管电路时,并没有采用等效电路、负载线等过去常考虑的方法。等效电路和负载线是从事电子电路设计的前辈们为了有助于理解电路的工作原理进行简单的设计而提出来的方法。但以本书作者的经验,即便不采用这些方法,也能掌握电路的工作原理,而且在电路的设计中也没有感到不便之处。在本书上册的结束语中,作者谈到了自己学习的体会,“回想起当年自己初学电子学的情景,那时读过的书大部分都是使用等效电路、负载线以及对理论公式进行说明用的。自己想进行设计时,苦于对电子学本质上不懂,不能进行任何方面的设计,只能跟随着数学式子,仅用头脑来学,而没有真正地掌握。” OP放大技术既是模拟技术的基础,又是模拟技术的核心,OP放大器就像一个黑匣子,使人摸不到头脑,但一旦掌握了其中的技术,就会对设计的帮助很大。对于初学者来说,本书的作者建议初学者亲自动手完成书中的实验。作者认为或许再高深的理论也会由于一根电线的连接错误,一个数字的计算错误导致前功尽弃。通过自己动手实践,理解零点偏移以及因用手去摸电路而导致的振荡变化,对将来面对更加复杂的电路和故障有很大的帮助。面对繁杂的OP 放大器,作为解决问题的方法,应将重点放在“理解电路,直到可以应用为止”,只要理解了,应用就不难了。从能够掌握原理的基本点出发,书中的200多个电路就可以与数万个实例相媲美了。 如果只是“振荡”,那是个简单的问题,但是振荡电路若要满足频率稳定度、波形纯正度(谐波失真、寄生振荡等)、温度特性、电源电压特性等,需要掌握的技术范围就很广。在现实中,还很难找到一本真正简单易懂、容易理解振荡原理的可作为振荡电路的入门教材,而本书可能正是初学者想要的。建议初学者根据需要有选择地阅读其中对自己有用的部分内容,事实上其中的很多内容博主在工作就难以用上,关键要看你将来所从事的工作而定了。 有关数字电路的参考图书很多,博主在此不再介绍《数字系统设计——从数字技术基础到ASIC设计的解析》了,但本书对于初学者来说,作为参考书还有一定的价值的。 由于博主仔细读过这套丛书,因此根据工作的需要,在2004年10月就将前面的5本书纳入了公司常备的参考书目之中,基于此我认为这套书很适合本科生、研究生和开发工程师有选择地阅读,特此推荐。 另外两本佳作的名字就是《测量电子电路设计——滤波器篇》与《测量电子电路设计——模拟篇》,它们互为姊妹篇,它们都隶属于“图解实用电子技术丛书”套装图书,由科学出版社2006年出版的图书。这是作者远坂俊昭利用休息日,为进行计算机模拟而敲键盘,握着电烙铁做实验花费5年时间完成的难得一见的两本大作,而《锁相环(PLL)电路设计与应用》则是远坂俊写作昭的另外一本由科学出版社出版的专著。其中的“滤波器篇”主要介绍“从滤波器设计到锁相放大器的应用”,本书的主题则是从放大了的信号中除去有害噪声,提取有用信号的滤波技术。无论是简单的阻容滤波器还是复杂的频谱分析器其实都统称为滤波器,由此可见其包含的种类和技术是非常庞杂的。构成前置放大器和滤波器的电路看起来简单,但关于滤波器的理论却非常复杂,而本书的重点则放在实用设计所必需的技术上。与《测量电子电路设计——滤波器篇》遥相呼应的还有一本专著那就是《LC滤波器设计与制作》,LC滤波器在难以使用运算放大器的高频领域中起到极为重要的作用,但在设计高频LC滤波器时,经常会遇到按照这样的问题,按照理论计算辛辛苦苦设计出来的滤波器,一经实际测试却发现其特性完全不符合要求。本书以测试实例为依据,对于什么样的参数会带来多大的影响的问题作了深入的说明,并在基础上给出了最合适的实际装配方法。对于初学者来说,这两本书的内容在设计中暂时还用不上,待将来需要或有余力之后,再回过头来阅读也不晚,千万不要一口吃一个胖子。 《测量电子电路设计——模拟篇》主要介绍“从OP放大器实践电路到微弱信号的处理”,检测微弱信号的过程中最关键的部分就是传感器,而要充分发挥传感器的功效,并将检测信号放大为易于处理的信号电平,需要前置放大器完成此任务,这就是本书第一章介绍的“前置放大器的低噪声技术”。任何事情都是这样,为了更深入地理解它,最有效的方法就是亲自进行实验和制作。如果要得到低噪声电路,必须掌握有关OP放大器的选择、参数的设定及评价技术等方面的知识,这就是本书第二章介绍的“低噪声前置放大器的设计、制作及评价”。放大器的作用是将微弱信号放大到某种电平,一般来说,几乎都是放大电压信号。但是对于传感器等来讲,也有处理电流信号的情况,这就是本书第三章介绍的“电流输入放大器的设计”。在模拟电路中,OP放大器是不可缺少的,使用OP放大器的电路几乎都是在负反馈技术的基础之上形成的,电路模拟技术近年来已经发展成为电路设计的潮流,这就是本书第四章介绍的“负反馈电路的解析与电路模拟”,作为负反馈技术的一个要点,本章还将介绍抑制电路振荡的技术。有的噪声容易消除,有的噪声难以消除。从噪声或共态电压中提取信号成分并进行放大的放大器叫做差动放大器,在高精度测量中差动放大器技术是必不可少的,这就是本书第五章介绍的“差动放大器技术的应用”。信号并不总是相对于地线发生的,也有在大的共态电压上加载信号成分的情况,或者出于安全的考虑,希望将信号离地浮置起来,这时需要使用隔离放大器,这就是本书第六章介绍的“隔离放大器的使用”,这是一种特殊的放大器,在工业设备、医疗电子设备等领域应用非常广泛。 接下来介绍一本好书,那就是《高速数字电路设计与安装技巧》,它同样隶属于《图解实用电子技术丛书》套装图书之一,主要介绍“准确传输高速信号的印刷电路板设计与噪声解决方法”。随着大规模集成电路的发展,PCB的设计变得越来越难,这就要求在技术上对高速信号回路和电源的获取方法给予足够的重视。无论是初学者还是经验丰富的电路设计工程师,只要你未曾设计高速信号的PCB,那么大家在这方面应该都是初学者,那么可以说本书的价值是非常之大的。 最后介绍一本《实用电源电路设计——从整流电路到开关稳压器》方面的专著,本书的一个特点是注重基础,为了帮助读者设计动手,作者用了大量的篇幅介绍相关的基础知识,甚至包括一些复杂的公式推导,同时作者还介绍了很多设计过程中的技巧,避免读者走弯路。好,那就按照书上说的动手试一试吧! “图解实用电子技术丛书”丛书还包括《传感器应用技巧141例》、《模拟技术应用技巧101例》、《OP放大器应用技巧100例》、《数字电路设计》、《高频电路设计与制作》、《晶体管电路设计与制作》、《高低频电路设计与制作》、《直流电动机实际应用技巧》、《开关稳压电路的设计与制作》等重要的专著,大家可以根据工作的需要,有选择地阅读和学习。 可以这样说,模拟电路技术应用范围广泛,其技术深度、难度和广度博大精深,一个人的精力和能力确实有限,只能结合实际的需要有选择地学习、研究和应用,因此博主对模拟技术的熟悉程度也仅仅局限于自己工作的范围,对很多实际的应用也是一知半解。过去由于条件的限制,博主对自己工作领域所用到的模拟技术的很多细节,也同样缺乏理论与实践相结合的深入研究与验证,目前正在不断地投入仪器和人力资源逐步完善和总结,期望在下一步能够写出新的著作,为发展嵌入式系统应用技术作出新的贡献。尽管我们已经有将近30位模拟技术开发工程师,但从发展的角度来看,无论是从人才的数量,还是人才的质量,这方面的人才还远远不够,欢迎更多的模拟技术人才加盟。 有一位博友发表评论说,“感叹!ZLG(周立功)的商业模式非常好,技术与市场的定位与配合做得非常到位,有很多值得借鉴之处。”其实我们的一切行为都全部曝光于阳光之下,绝无任何创新之处,甚至没有任何秘密可言,那就是“内容为王”。每日每月每年不断地强化它,将这一理念灌输到每一个员工的血液之中,只要利用细微的力量并通过不断地聚焦、聚焦、再聚焦,最后才能真正地推动伟大理想的实现。其实只要人人肯下笨功夫,经得起“煎熬”愿意将成功放在将来,那么你同样可以取得你想要的成功。 近期博主将撰写专题文章“内容为王:专注的力量成就梦想”,介绍博主在创业过程中的躁动、痛苦与坚持“内容为王”自我斗争的奋斗经历。 《电子设计技术》网站版权所有,谢绝转载
  • 热度 8
    2015-6-4 15:14
    2425 次阅读|
    4 个评论
    本文就旁路电容、电源、地线设计、电压误差和由PCB布线引起的电磁干扰(EMI)等几个方面,讨论模拟和数字布线的基本相似之处及差别。 工程领域中的数字设计人员和数字电路板设计专家在不断增加,这反映了行业的发展趋势。尽管对数字设计的重视带来了电子产品的重大发展,但仍然存在,而且还会一直存在一部分与模拟或现实环境接口的电路设计。模拟和数字领域的布线策略有一些类似之处,但要获得更好的结果时,由于其布线策略不同,简单电路布线设计就不再是最优方案了。本文就旁路电容、电源、地线设计、电压误差和由PCB布线引起的电磁干扰(EMI)等几个方面,讨论模拟和数字布线的基本相似之处及差别。 模拟和数字布线策略的相似之处 旁路或去耦电容 在布线时,模拟器件和数字器件都需要这些类型的电容,都需要靠近其电源引脚连接一个电容,此电容值通常为0.1uF。系统供电电源侧需要另一类电容,通常此电容值大约为10uF。 这些电容的位置如图1所示。电容取值范围为推荐值的1/10至10倍之间。但引脚须较短,且要尽量靠近器件(对于0.1uF电容)或供电电源(对于10uF电容)。 在电路板上加旁路或去耦电容,以及这些电容在板上的位置,对于数字和模拟设计来说都属于常识。但有趣的是,其原因却有所不同。在模拟布线设计中,旁路电容通常用于旁路电源上的高频信号,如果不加旁路电容,这些高频信号可能通过电源引脚进入敏感的模拟芯片。一般来说,这些高频信号的频率超出模拟器件抑制高频信号的能力。如果在模拟电路中不使用旁路电容的话,就可能在信号路径上引入噪声,更严重的情况甚至会引起振动。 图1 在模拟和数字PCB设计中,旁路或去耦电容(0.1uF)应尽量靠近器件放置。供电电源去耦电容(10uF)应放置在电路板的电源线入口处。所有情况下,这些电容的引脚都应较短 图2 在此电路板上,使用不同的路线来布电源线和地线,由于这种不恰当的配合,电路板的电子元器件和线路受电磁干扰的可能性比较大 图3 在此单面板中,到电路板上器件的电源线和地线彼此靠近。此电路板中电源线和地线的配合比图2中恰当。电路板中电子元器件和线路受电磁干扰(EMI)的可能性降低了679/12.8倍或约54倍 对于控制器和处理器这样的数字器件,同样需要去耦电容,但原因不同。这些电容的一个功能是用作“微型”电荷库。在数字电路中,执行门状态的切换通常需要很大的电流。由于开关时芯片上产生开关瞬态电流并流经电路板,有额外的“备用”电荷是有利的。如果执行开关动作时没有足够的电荷,会造成电源电压发生很大变化。电压变化太大,会导致数字信号电平进入不确定状态,并很可能引起数字器件中的状态机错误运行。流经电路板走线的开关电流将引起电压发生变化,电路板走线存在寄生电感,可采用如下公式计算电压的变化:V = LdI/dt 其中,V = 电压的变化;L = 电路板走线感抗;dI = 流经走线的电流变化;dt =电流变化的时间。 因此,基于多种原因,在供电电源处或有源器件的电源引脚处施加旁路(或去耦)电容是较好的做法。 电源线和地线要布在一起 电源线和地线的位置良好配合,可以降低电磁干扰的可能性。如果电源线和地线配合不当,会设计出系统环路,并很可能会产生噪声。电源线和地线配合不当的PCB设计示例如图2所示。 此电路板上,设计出的环路面积为697cm2。采用图3所示的方法,电路板上或电路板外的辐射噪声在环路中感应电压的可能性可大为降低。 模拟和数字领域布线策略的不同之处 地平面是个难题 电路板布线的基本知识既适用于模拟电路,也适用于数字电路。一个基本的经验准则是使用不间断的地平面,这一常识降低了数字电路中的dI/dt(电流随时间的变化)效应,这一效应会改变地的电势并会使噪声进入模拟电路。数字和模拟电路的布线技巧基本相同,但有一点除外。对于模拟电路,还有另外一点需要注意,就是要将数字信号线和地平面中的回路尽量远离模拟电路。这一点可以通过如下做法来实现:将模拟地平面单独连接到系统地连接端,或者将模拟电路放置在电路板的最远端,也就是线路的末端。这样做是为了保持信号路径所受到的外部干扰最小。对于数字电路就不需要这样做,数字电路可容忍地平面上的大量噪声,而不会出现问题。 图4 (左)将数字开关动作和模拟电路隔离,将电路的数字和模拟部分分开。 (右) 要尽可能将高频和低频分开,高频元件要靠近电路板的接插件 图5 在PCB上布两条靠近的走线,很容易形成寄生电容。由于这种电容的存在,在一条走线上的快速电压变化,可在另一条走线上产生电流信号 图6 如果不注意走线的放置,PCB中的走线可能产生线路感抗和互感。这种寄生电感对于包含数字开关电路的电路运行是非常有害的 元件的位置 如上所述,在每个PCB设计中,电路的噪声部分和“安静”部分(非噪声部分)要分隔开。一般来说,数字电路“富含”噪声,而且对噪声不敏感(因为数字电路有较大的电压噪声容限);相反,模拟电路的电压噪声容限就小得多。两者之中,模拟电路对开关噪声最为敏感。在混合信号系统的布线中,这两种电路要分隔开,如图4所示。 PCB设计产生的寄生元件 PCB设计中很容易形成可能产生问题的两种基本寄生元件:寄生电容和寄生电感。设计电路板时,放置两条彼此靠近的走线就会产生寄生电容。可以这样做:在不同的两层,将一条走线放置在另一条走线的上方;或者在同一层,将一条走线放置在另一条走线的旁边,如图5所示。在这两种走线配置中,一条走线上电压随时间的变化(dV/dt)可能在另一条走线上产生电流。如果另一条走线是高阻抗的,电场产生的电流将转化为电压。 快速电压瞬变最常发生在模拟信号设计的数字侧。如果发生快速电压瞬变的走线靠近高阻抗模拟走线,这种误差将严重影响模拟电路的精度。在这种环境中,模拟电路有两个不利的方面:其噪声容限比数字电路低得多;高阻抗走线比较常见。 采用下述两种技术之一可以减少这种现象。最常用的技术是根据电容的方程,改变走线之间的尺寸。要改变的最有效尺寸是两条走线之间的距离。应该注意,变量d在电容方程的分母中,d增加,容抗会降低。可改变的另一个变量是两条走线的长度。在这种情况下,长度L降低,两条走线之间的容抗也会降低。 另一种技术是在这两条走线之间布地线。地线是低阻抗的,而且添加这样的另外一条走线将削弱产生干扰的电场,如图5所示。 电路板中寄生电感产生的原理与寄生电容形成的原理类似。也是布两条走线,在不同的两层,将一条走线放置在另一条走线的上方;或者在同一层,将一条走线放置在另一条的旁边,如图6所示。在这两种走线配置中,一条走线上电流随时间的变化(dI/dt),由于这条走线的感抗,会在同一条走线上产生电压;并由于互感的存在,会在另一条走线上产生成比例的电流。如果在第一条走线上的电压变化足够大,干扰可能会降低数字电路的电压容限而产生误差。并不只是在数字电路中才会发生这种现象,但这种现象在数字电路中比较常见,因为数字电路中存在较大的瞬时开关电流。 为消除电磁干扰源的潜在噪声,最好将“安静”的模拟线路和噪声I/O端口分开。要设法实现低阻抗的电源和地网络,应尽量减小数字电路导线的感抗,尽量降低模拟电路的电容耦合。 结语 数字和模拟范围确定后,谨慎地布线对获得成功的PCB至关重要。布线策略通常作为经验准则向大家介绍,因为很难在实验室环境中测试出产品的最终成功与否。因此,尽管数字和模拟电路的布线策略存在相似之处,还是要认识到并认真对待其布线策略的差别。
  • 热度 19
    2015-6-1 15:05
    1104 次阅读|
    0 个评论
    1、HC为COMS电平,HCT为TTL电平 2、LS输入开路为高电平,HC输入不允许开路,HC一般都要求有上下拉电阻来确定输入端无效时的电平。LS却没有这个要求 3、LS输出下拉强上拉弱,HC上拉下拉相同 4、工作电压:LS只能用5V,而HC一般为2V到6V 5、CMOS可以驱动TTL,但反过来是不行的。TTL电路驱动COMS电路时需要加上拉电阻,将2.4V~3.6V之间的电压上拉起来,让CMOS检测到高电平输入 6、驱动能力不同,LS一般高电平的驱动能力为5mA,低电平为20mA;而CMOS的高低电平均为5mA 7、RS232电平为+12V为逻辑负,-12为逻辑正 8、74系列为商用,54为军用 9、TTL高电平2.4V,TTL低电平0.4V,噪声容限0.4V 10、OC门,即集电极开路门电路(为什么会有OC门?因为要实现“线与”逻辑),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。并且只能吸收电流,必须外界上拉电阻和电源才才能对外输出电流 11、COMS的输入电流超过1mA,就有可能烧坏COMS 12、当接长信号传输线时,在COMS电路端接匹配电阻 13、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 14、如果电路中出现3.3V的COMS电路去驱动5VCMOS电路的情况,如3.3V单片机去驱动74HC,这种情况有以下几种方法解决,最简单的就是直接将74HC换成74HCT的芯片,因为3.3VCMOS可以直接驱动5V的TTL电路;或者加电压转换芯片;还有就是把单片机的I/O口设为开漏,然后加上拉电阻到5V,这种情况下得根据实际情况调整电阻的大小,以保证信号的上升沿时间。 15、逻辑门输出为高电平时的负载电流(为拉电流),逻辑门输出为低电平时的负载电流(为灌电流) 16、由于漏级开路,所以后级电路必须接一上拉电阻,上拉电阻的电源电压就可以决定输出电平。这样漏极开路形式就可以连接不同电平的器件,用于电平转换。需要注意的一点:在上升沿的时候通过外部上拉无源电阻对负载进行充电,所以上升沿的时间可能不够迅速,尽量使用下降沿 17、几种电平转换方法: (1)晶体管+上拉电阻法 就是一个双极型三极管或MOSFET,C/D极接一个上拉电阻到正电源,输入电平很灵活,输出电平大致就是正电源电平。 (2)OC/OD器件+上拉电阻法 跟1)类似。适用于器件输出刚好为OC/OD的场合。 (3)74xHCT系列芯片升压(3.3V→5V) 凡是输入与5VTTL电平兼容的5VCMOS器件都可以用作3.3V→5V电平转换。 ——这是由于3.3VCMOS的电平刚好和5VTTL电平兼容(巧合),而CMOS的输出电平总是接近电源电平的。 廉价的选择如74xHCT(HCT/AHCT/VHCT/AHCT1G/VHCT1G/...)系列(那个字母T就表示TTL兼容)。 (4)超限输入降压法(5V→3.3V,3.3V→1.8V,...) 凡是允许输入电平超过电源的逻辑器件,都可以用作降低电平。 这里的"超限"是指超过电源,许多较古老的器件都不允许输入电压超过电源,但越来越多的新器件取消了这个限制(改变了输入级保护电路)。 例如,74AHC/VHC系列芯片,其datasheets明确注明"输入电压范围为0~5.5V",如果采用3.3V供电,就可以实现5V→3.3V电平转换。 (5)专用电平转换芯片 最著名的就是164245,不仅可以用作升压/降压,而且允许两边电源不同步。这是最通用的电平转换方案,但是也是很昂贵的(俺前不久买还是¥45/片,虽是零售,也贵的吓人),因此若非必要,最好用前两个方案。 (6)电阻分压法 最简单的降低电平的方法。5V电平,经1.6k+3.3k电阻分压,就是3.3V。 (7)限流电阻法 18、无极性电容和有极性电容:前者的封装基本为0805,0603。后者用的最多为铝电解电容,好一点的钽电容 19、PQFP(PlasticQuadFlatPackage,塑料四边引出扁平封装),BGA(BallGridArrayPackage,球栅阵列封装),PGA(PinGridArrayPackage,针栅阵列封装),PLCC(PlasticLeadedChipCarrier,塑料有引线芯片载体),SOP(SmallOutlinePackage,小尺寸封装),TOSP(ThinSmallOutlinePackage,薄小外形封装),SOIC(SmallOutlineIntegratedCircuitPackage,小外形集成电路封装) 集成电路常见的封装形式 QFP(quadflatpackage)四面有鸥翼型脚(封装) BGA(ballgridarray)球栅阵列(封装) PLCC(plasticleadedchipcarrier)四边有内勾型脚(封装) SOJ(smalloutlinejunction)两边有内勾型脚(封装) SOIC(smalloutlineintegratedcircuit)两面有鸥翼型脚(封装) 20、屏蔽线对静电有很强的抑制作用,双绞线对电磁感应也有一定的抑制效果 21、模拟信号采样抗干扰技术:可以采用具有差动输入的测量放大器,采用屏蔽双胶线传输测量信号,或将电压信号改变为电流信号,以及采用阻容滤波等技术 22、闲置不用的IC管脚不要悬空以避免干扰引入。不用的运算放大器正输入端接地,负输入端接输出。单片机不用的I/O口定义成输出。单片机上有一个以上电源、接地端,每个都要接上,不要悬空 23、电阻阻值色环表示法:普通的色环电阻器用4环表示,精密电阻器用5环表示 24、电阻的作用为分流、限流、分压、偏置、滤波(与电容器组合使用)和阻抗匹配等 25、电容的作用:隔直流,旁路,耦合,滤波,补偿,充放电,储能等 26、一般电容的数字表示法单位为pF,电解电容一般为uF 27、电容器的主要性能指标:电容器的容量(即储存电荷的容量),耐压值(指在额定温度范围内电容能长时间可靠工作的最大直流电压或最大交流电压的有效值)耐温值(表示电容所能承受的最高工作温度。). 28、电感器的作用:滤波,陷波,振荡,储存磁能等 29、电感器的分类:空芯电感和磁芯电感.磁芯电感又可称为铁芯电感和铜芯电感等 30、半导体二极管的分类a按材质分:硅二极管和锗二极管;b按用途分:整流二极管,检波二极管,稳压二极管,发光二极管,光电二极管,变容二极管。 31、场效应管是电压控制元件,而晶体管是电流控制元件。在只允许从信号源取较少电流的情况下,应选用场效应管;而在信号电压较低,又允许从信号源取较多电流的条件下,应选用晶体管 32、Socket是一种插座封装形式,是一种矩型的插座;Slot是一种插槽封装形式,是一种长方形的插槽 33、晶振的测量方法:用万用表RX10K档测量石英晶体振荡器的正,反向电阻值.正常时应为无穷大.若测得石英晶体振荡器有一定的阻值或为零,则说明该石英晶体振荡器已漏电或击穿损坏 34、IO口输出高电平时,驱动能力最低,对外显示为推电流;IO口输出低电平时,驱动能力最大,对外显示为拉电流 35、外围集成数字驱动电路如果驱动的是感性负载,必须加限流电阻或钳住二极管 36、9013提供的驱动电流有300mA 37、输出数据应该锁存(外围速度跟不上,所以需要锁存),输入数据应该有三态缓冲(加入了高阻状态,不至于对内部的数据总线产生影响) 38、8位并行输出口(必须带有锁存功能):74LS377,74LS273.8位并行输入口(必须是三态门):74LS373,74LS244 39、串行口扩展并行口,并行输入口:74LS165。并行输出口:74LS164 40、键盘工作方式有三种:1、编程扫描方式2、定时扫描方式3、中断方式。还可以专门设计一个IO口用来进行双功能键的设计(上档键和下档键) 41、对于TTL负载,主要应考虑直流负载特性,因为TTL的电流大,分布电容小。对于MOS型负载,主要应考虑交流负载特性,因为MOS型负载的输入电流小,主要考虑分布电容 42、特别注意总线负载平衡的概念! 43、上拉电阻的好处:1、提高信号电平2、提高总线的抗电磁干扰能力(电磁信号通过DB进入CPU)3、抑制静电干扰(CMOS芯片)4、反射波干扰(长远距离传输) 44、稳压时,采用两级集成稳压芯片稳压效果更好 45、传输线的阻抗匹配:1、终端并联阻抗匹配(高电平下降)2、始端串联匹配(低电平抬高)3、终端并联隔直流匹配(RC串联接地)4、终端接钳位二极管 46、接地分两种:外壳接地(真正的接地)和工作接地(浮地) 47、在单片机中地的种类:数字地,模拟地,功率地(电流大,地线粗),信号地,交流地,屏蔽地 48、一点接地:低频电路(1MHZ以下)。多点接地:高频电路(10MHZ以上) 49、交流地与信号地不能公用,数字地和模拟地最好分开,然后在一点相连 50、揩振回路:可以选用云母、高频陶瓷电容,隔直流:可以选用纸介、涤纶、云母、电解、陶瓷等电容,滤波:可以选用电解电容,旁路:可以选用涤纶、纸介、陶瓷、电解等电容 51、二极管应用电路 (1)限幅电路---利用二极管单向导电性和导通后两端电压基本不变的特点组成,将信号限定在某一范围中变化,分为单限幅和双限幅电路。多用于信号处理电路中。 (2)箝位电路---将输出电压箝位在一定数值上。 (3)开关电路---利用二极管单向导电性以接通和断开电路,广泛用于数字电路中。 (4)整流电路---利用二极管单向导电性,将交流信号变为直流信号,广泛用于直流稳压电源中。 (5)低电压稳压电路---利用二极管导通后两端电压基本不变的特点,采用几只二极管串联,获得3V以下输出电压 52、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10uF或者更大 53、上拉电阻总结: 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。 2、OC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。 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。 从确保足够的驱动电流考虑应当足够小;电阻小,电流大。 54、上拉就是将不确定的信号通过一个电阻嵌位在高电平!电阻同时起限流作用!下拉同理! 55、旁路电容:产生一个交流分路,从而消去进入易感区的那些不需要的能量。去耦电容: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(他的取值大约为旁路电容的1/100到1/1000)
  • 热度 10
    2014-8-27 15:56
    5986 次阅读|
    7 个评论
    晶振,在板子上看上去一个不起眼的小器件,但是在数字 电路 里,就像是整个电路的心脏。数字电路的所有工作都离不开时钟,晶振的好坏,晶振电路设计的好坏,会影响到整个系统的稳定性。所以更多的了解晶振,选择好系统使用的晶振,对数字电路来说是决定成败的第一步。   我们目前常说的晶振都是石英晶体 振荡器 或者石英晶体谐振器的简称。他们都是利用石英晶体的压电效应制作而成。在石英晶体的两个电极上施加电场会使晶体产生机械变形,反之,如果在晶体两侧施加机械压力就会在晶体上产生电场。并且,这两种现象是可逆的。利用这种特性,在晶体的两侧施加交变 电压 ,晶片就会产生机械振动,同时产生交变电场。这种震动和电场一般都很小,但是在某个特定频率下,振幅会明显加大,这就是压电谐振,和我们常见到的LC回路谐振有些类似。下图是晶振的电气等效电路和电抗频率特性曲线图:     从图中可以看出,当LCR这个支路发生串联谐振的时候,其串联谐振频率为fs,其计算公式和普通的串联谐振计算公式一样:   当频率继续提高,高于fs时,LCR支路呈感性,这样和C0产生并联谐振,并联谐振频率fp,其计算公式为:   其中由于晶振的特性,C远小于C0,所以fp和fs的值非常接近。通过电抗频率特性曲线图可以看出来,在这个狭窄的频率范围内,晶振整体表现出感性,这样只需要在晶振外部并联合适的 电容 ,就可以组成并联谐振电路。然后把这个并联谐振电路加到负反馈电路中就可以构成正弦波振荡电路。这个合适的电容就是晶振的负载电容。     上图就是一个常见的晶振振荡电路,晶振和C1、C2组成并联谐振回路,接到芯片的管脚上,芯片内部的反相 放大器 和Rf组成负反馈回路,R1用来限制流入晶振的 电流 。有些芯片会把Rf和R1集成到器件中,这样就降低了电路设计的难度。,并且保证了系统的稳定性。晶振的重要参数就是负载电容,选择与负载电容相等的电容并联,能保证晶振工作在额定频率。假如晶振的负载电容是15pf,那么C1、C2我们可以选择30pf,考虑到芯片管脚电容和 PCB 走线电容的影响,这个取值也可以适当减小,27pf,22pf一般也能正常工作。在满足起震要求的情况下,C1、C2可以选择的尽量小,这样可以加快晶振的起震时间。需要注意的是,有些晶振厂商会直接提供C1、C2的推荐值,而不是给出负载电容,所以在实际使用的时候还是要根据使用的具体型号去和厂家确认。   晶振除了压电效应以外,还有一个不能被忽略的特性,就是温漂。晶振的振荡频率会随着环境温度的变化发生微小的偏移,这是晶振固有的特性。正是由于温漂的存在,普通晶振的精度很难做的很高,常见的晶振精度多为40ppm,20ppm,很难做到10ppm以下。这种精度在一些对晶振精度要求不高的场合,如微处理器的时钟输入等,完全能够满足需求。但是在无线通信,蜂窝应用,广播电视等应用领域,需要时钟精确同步,普通晶振就很难满足系统需求了。为了解决温漂带来的影响,系统就要选择精度更高的温补晶振或者恒温晶振。温补晶振是通过感应环境温度,然后将温度信息转换成控制量控制晶振的输出频率。现在的温补晶振多采用数字化技术,能够达到更精确的控制。而恒温晶振更进一步,将晶体置于恒温槽内,通过设置恒温工作点,使恒温槽保持一个恒温的状态,晶体在恒温槽内就可以不受外界温度的影响,大大提高晶振输出频率的稳定度。温补晶振和恒温晶振的输出精度都能够达到1ppm甚至更高。能够满足严苛的系统需求。   由于晶振在数字电路中的重要性,在使用和设计的时候我们需要小心处理:   a. 晶振内部存在石英晶体,所以在受到外部撞击或者跌落的时候容易造成石英晶体断裂破损造成晶振失效。在设计的时候就要考虑晶振的可靠安装以及位置尽量不要靠近板边,设备外壳等等   b. 在手工焊接或者机器焊接的时候要注意焊接温度,晶振对温度比较敏感,焊接时温度不能过高,并且加热时间尽量短。   c. 设计的时候尽量缩短晶振部分的走线,晶振走线和其他信号线之间保留尽量远的距离,并且推荐将晶振的外壳接地,这些措施都能更好的避免干扰。   d. 谨慎选择C1、C2的容值。尽量按照厂家提供的推荐值设计。在满足起震要求的前提下,C1、C2的取值可以尽量小,能缩短晶振起震时间。   e. 注意晶振是否被过驱动,过驱动会影响晶振使用寿命。如果用 示波器 测试发现晶振的输出被削波,波峰波谷被削平,那么就要考虑晶振是否被过驱动。可以适当调整R1限流 电阻 的阻值。直到输出完整的正弦波。
相关资源