标签: 式设
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嵌入式设计及Linux驱动开发指南——基于ARM9处理器《嵌入式设计及Linux驱动开发指南——基于ARM9处理器》读书笔记第一章嵌入式系统基础1.嵌入式系统定义：“嵌入式系统是用来控制或者监视机器、装置、工厂等大规模系统的设备。”——电气工程师协会“嵌入到对象体系中的专用计算机系统”——北京航空航天大学何立民教授“嵌入性”、“专用性”与“计算机系统”是嵌入式系统的三个基本要素。2.嵌入式操作系统：硬实时系统有一个刚性的、不可改变的时间限制，它不允许任何超出时限的错误超时错误会带来损害甚至导致系统失败、或者导致系统不能实现它的预期目标。软实时系统的时限是柔性灵活的，它可以容忍偶然的超时错误。失败造成的后果并不严重，仅仅是轻微地降低了系统的吞吐量。我们可以认为至少嵌入式系统都是软实时系统，所有的嵌入式系统都是实时系统，但并不是所有的实时系统都是嵌入式系统。常用的嵌入式操作系统有：Linux,uC/OS,WindowsCE,VxWorks,PalmOS,QNX等。3.选择EmbeddedOS的原则：•系统成本；•市场进入时间及技术支持；•可移植性；•可利用资源；•系统定制能力。2.基于……
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便携式设备的功能增加亟需高效的电池管理技术便携式设备的功能增加亟需高效的电池管理技术2006年06月27日由于PDA是一种便携式设备，因此电池使用时间和电源管理技术直接关系到其可用性。图1清楚地阐明了设计一部由电池供电的PDA所要遇到的电源管理方面的挑战，即尽管各种能量饥渴型功能不断被添加到PDA上，其电池工作时间仍要保持在一个合理的水平上，而且电池体积和重量还要保持不断变轻变小的趋势。这就要求高效的能量转换、电池充/放电周期的精确控制、以及尽可能多地采用省电运行模式。但即使采取了这些措施，PDA制造商仍在研制更高容量的电池以满足负载不断增长的要求。能量密度是电池选用考量的首要因素。锂离子电池的能量密度由于比其最接近的竞争对手还高1倍，因此它实际上已经成为所有PDA当仁不让的选择。3个关键领域的电源管理技术探讨电源管理(PM)模块负责整个PDA系统的电源供给和管理。图1勾勒出了PM模块的框架，PM模块由电池管理、电压管理和负载管理三个子模块组成。|[pic]||图1：随着Wi-Fi、蓝牙、GPS和GSM/CDMA等功能逐渐被集成到PDA中，对更||高效电池管理的需求也在与日俱长。|电池管理子模块电池管理子模块负责电池的充电、保护和检测，它的主要作用是优化电池利用和延长系统运行时间。其电路结构视所选的电池化学成分、容量和充/放电周期数而定。一旦确定了这些因素，电源架构设计师就可以选择充电器拓朴结构(线性、PWM或脉冲模式)和电池保护方案。当输入从AC电源适配器切换到电流有限制的USB总线电压时，一个最近的考虑包括将嵌入式IC充电器重新配置到一个更低的充电速率(C-Rate)。……
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便携式设备的关键电源电路设计便携式设备的关键电源电路设计2008年10月01日由于集成的功能不断增多以及外形尺寸的日益缩小，最新一代功能丰富的更小型便携式设备将使电源管理设计发挥关键作用。一般来说，便携式设备主要包括微处理器、I/O外设、LED背光、闪存和/或硬盘驱动器(HDD)、数字和模拟电路，这些功能模块对电源的要求各不相同。为使这些功能模块正常工作并最小化功耗以实现更长的电池使用时间，系统设计工程师面临如何设计嵌入式电源管理解决方案以满足电源要求的挑战。本文对电源要求进行了分析，并重点阐述如何设计这些电源管理电路。为微处理器供电微处理器是处理各种数据和命令的核心器件，大多数微处理器都采用CMOS电路并具有开关功耗和静态功耗。数字电路的每一次开关转换均对数字电路的输出电容进行充放电，由此产生的功耗由下式表示：|[pic]|其中，C为总负载电容，fS为开关频率，VCORE为施加在微处理器上的电源电压。根据此公式得知：时钟频率的降低将使功耗呈线性下降，电压的降低可导致功耗呈二次方程式下降。随着微处理器处理速度越来越快，施加在微处理器上的电压将降低小于1V以最小化功耗。微处理器最常见的供电电压范围为1.0~1.5V。从电压要求来看，大多数微处理器都具有严格的电压容差，在稳定状态和负载瞬态时的电压容差不到100mV。由于微处理器对低工作电压和大电流(具有大的边沿斜率)的要求，电源管理设计工程师面临既要满足严格的电压瞬态要求，又要解决系统功耗预算和电池运行时间(高转换效率)的难题。微处理器的功耗通常为系统总功耗的30~40%左右。通常为便携式设备供电的锂离子电池，采用LiCo02阴极材料，其典型的电池工作电压范围介于3.0~4.2V。图1所示的同步降压转换器拓扑能有效地将电池电压转换为低内核电压。通常，具有集成MOSFET的固定……
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便携式设备中音频电路的设计要点便携式设备中音频电路的设计要点在便携式产品设计中很容易遇到与音频相关的特殊问题，由于音频电路看似简单，规划设计时工程师通常不会在相对低频的音频电路(20Hz至20KHz)中花费太多时间。本文试图从最基本的音频电路设计入手，为工程设计人员提供一定的设计参考意见和方法。最后开启音频电路这个简单的原则可能最为重要，但却经常被系统设计者所忽略。功率放大器无法区分噪音、咔嗒声和信号。如果过早地开启功放，它会不加区分地放大所有输入信号。便携式产品播放电路通常包含数字信号存储器、数模转换器(DAC)、功放、扬声器或耳机(图1)。存储器中的数字信号经过解码后发送到DAC进行转换，DAC的模拟输出通过电容交流耦合到功放的输入端，放大器必须能够提供足够的电流驱动低阻扬声器。如上所述，放大器使能后将放大进入其输入端的任何信号，包括有用信号、噪声、咔嗒或嘭嘭声。如图2所示，扬声器放大器连接在8Ω扬声器和音频DAC之间。DAC输出与功放之间的交流耦合电容是必需的，以保证两个器件具有适当的输入和输出偏置电压。大多数音频放大器的输出端含有偏置电压，为了可靠传输音频信号需要将此偏置电压预先设置好。在开启功率放大器之前必须留出一定的时间间隔，以便建立适当的偏置电压。假如过早地开启功率放大器，DAC输出正处于爬升阶段的偏置电压对于放大器输入来说相当于一个衰减脉冲。该信号经过-放大器放大后进入扬声器，产生可闻的咔嗒声。图2假定功率放大器已经开启，并在DAC开启之前已经建立输入偏置。DAC使能后，节点A的电压会爬升到如图所示的DAC输出偏置电压。当DAC的偏置电压爬升时，由耦合电容以及放大器的输入电阻构成的高通滤波器在节点B会产生一个毛刺，经过放大器后的输出信号等于输入信号之间的差值[(IN＋)－(IN－)]乘以放大器的增益。低频响应与输入时间常数用于隔……
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便携式设备中的无源元件对音频质量的影响便携式设备中的无源元件对音频质量的影响在音频电路设计中通常采用无源元件设置增益，提供电流偏置和电流退耦，并用来分隔相对独立的直流电路模块。而对于便携式音频设计，因为受到空间、高度和价格的限制，必须采用小封装、低高度和低价格的无源元件。1非线性的来源电容器和电阻器都具有电压系数，就是说如果在其两端施加不同的电压时其物理参数会发生变化。例如，一个在零电压下精确阻值为1.00kΩ的电阻器，如果施加10V的端电压，那么，它的阻值将变为1.01kΩ。电压系数的影响程度取决于元件的类型、结构和化学成分（对于电容器）。有些生活厂家会提供元件的电压系数曲线图，给出标称电压百分比和标称电容器百分比的关系曲线。新一代薄膜电阻器具有非常好的电压系数，实验室条件下很难测量其误差。电容器则不同，从以下几方面来看将会限制音频性能。●电压系数。●介质吸收（DA）：一个看似完全放电的电容器仍然会有极少量的电荷残留。●等效串联阻抗（ESR）：这是一个与频率相关的参数，一个经串联耦合电容器驱动的低阻抗耳机或扩音器，由于耦合电容器存在ESR将会限制最大输出功率。●颤噪效应：有一些电容器具有有显著的压电效应，但它受到外部压力弯曲时，会在两端产生相应的电压输出。●公差：对于多数大容量的电容器（几微法或者更高），一般很少标注公差值。而电阻器的公差一般为1%~2%。下面介绍一种测试方法，同时也包括简单的测试电路。从音频测试设备显示结果来看，要吧清楚地量化音频信号电路的电容器非常线性对音频质量的影响。我们的目……
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有关便携式设备中音频电路的设计指南有关便携式设备中音频电路的设计指南在便携式产品设计中很容易遇到与音频相关的特殊问题，由于音频电路看似简单，规划设计时工程师通常不会在相对低频的音频电路(20Hz至20KHz)中花费太多时间。本文试图从最基本的音频电路设计入手，为工程设计人员提供一定的设计参考意见和方法。最后开启音频电路这个简单的原则可能最为重要，但却经常被系统设计者所忽略。功率放大器无法区分噪音、咔嗒声和信号。如果过早地开启功放，它会不加区分地放大所有输入信号。便携式产品播放电路通常包含数字信号存储器、数模转换器(DAC)、功放、扬声器或耳机(图1)。存储器中的数字信号经过解码后发送到DAC进行转换，DAC的模拟输出通过电容交流耦合到功放的输入端，放大器必须能够提供足够的电流驱动低阻扬声器。如上所述，放大器使能后将放大进入其输入端的任何信号，包括有用信号、噪声、咔嗒或嘭嘭声。如图2所示，扬声器放大器连接在8Ω扬声器和音频DAC之间。DAC输出与功放之间的交流耦合电容是必需的，以保证两个器件具有适当的输入和输出偏置电压。大多数音频放大器的输出端含有偏置电压，为了可靠传输音频信号需要将此偏置电压预先设置好。在开启功率放大器之前必须留出一定的时间间隔，以便建立适当的偏置电压。假如过早地开启功率放大器，DAC输出正处于爬升阶段的偏置电压对于放大器输入来说相当于一个衰减脉冲。该信号经过-放大器放大后进入扬声器，产生可闻的咔嗒声。图2假定功率放大器已经开启，并在DAC开启之前已经建立输入偏置。DAC使能后，节点A的电压会爬升到如图所示的DAC输出偏置电压。当DAC的偏置电压爬升时，由耦合电容以及放大器的输入电阻构成的高通滤波器在节点B会产生一个毛刺，经过放大器后的输出信号等于输入信号之间的差值[(IN＋)－(IN－)]乘以放大器的增益。低频响应与输入……
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D类功放在便携式设备中的应用D类功放在便携式设备中的应用射频功率放大器被广泛应用于各种无线通信发射设备中。线性功放在基站中的成本比例约占1／3，如何有效、低成本地解决功放的线性化问题显得非常重要。高效率高线性度的功放研究是一个热门课题，特别是近几年针对WCDMA功率放大器。目前国内能生产10W以上的WCDMA功率放大器厂家只有少数几家公司，因为WCD-MA功率放大器对线性度的要求更高。而用普通的回退法生产的WCDMA功率放大器符合指标的只能做到几瓦，这个功率用在基站上是远远不够的，只能用在一般的小型直放站上。功率放大器的线性度和效率是设计功率放大器的重点。在线性度方面，前馈结构是目前比较成熟的结构，广泛运用于现代通信系统中，数字预失真在业界则被认为是功率放大器线性化的方向。而随着现代通信的发展，效率也开始越来越被关注。Doherty方法被认为是提高效率最有前景的一种结构。前馈与Doherty结构相结合的结构或者数字预失真与Doherty结合的结构具有很大的价值。1.Doherty功率放大器设计1.1Doherty功率放大器原理概述Doherty结构由2个功放组成：一个主功放，一个辅助功放，主功放工作在B类或者AB类，辅助功放工作在C类。两个功放不是轮流工作，而是主功放一直工作，辅助功放到设定的峰值才工作(这个功放也叫作peakampli-fier)。主功放后面的90°四分之一波长线是阻抗变换，目的是在辅助功放工作时，起到将主功放的视在阻抗减小的作用，保证辅助功放工作的时候和后面的电路组成的有源负载阻抗变低，这样主功放输出电流就变大。由于主功放后面有了四分之一波长线，为了使两个功放输出同相，在辅助功放前面也需要90°相移。如图1所示。|[pic]……
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