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分享 对高输入阻抗和低输出阻抗的解释---------以下内容系出bbccy的博客
huojinsen 2015-6-4 08:59
一般我们常耳闻的说法是:扩大机的输入阻抗是愈高愈好,而输出阻抗是愈低愈好。为什么呢?因为输入阻抗高了,从讯号源来的讯号功率强度就可以不必那么大。这么说也许还有读者不甚了解,让我们再回想一下欧姆定律;假设讯源输出不甚了解,让我们再回想一下欧姆定律;假设讯源输出一个固定电压,传送往下一级,如果这一级的输入阻抗高,是不是由讯源所提供的讯号电流就可以降低?如果输入阻抗非常非常的高,则几乎不会消耗讯号电流(当然还是会有)就可以驱动这一级电路工作,换句话说就是几乎只要有讯号电压,电路就可以正常工作;但是对于低输入阻抗的电路呢?就正好相反了,它必须要求讯号能源能提供较为大量的讯号电流,因为在同一个电压下,低输入阻抗会流进较大的讯号电流,如果讯源提供的电流强度不足以满足下一级电路的需求,它就不能完美地驱动下一级电路。而讯源的电压和电流的乘积就是讯源的功率了。 另外何谓低输出阻抗呢?它有什么好处呢?通常低输出阻抗被提到地方大半是指前级扩大机的输出阻抗,后级通常是称作输出内阻的。前级的低输出阻抗有几个好处:一.一般会强调低输出阻抗即表示了它有较大的电流输出能力,容易搭配一些低输入阻抗的器材(后级)。二.低输出阻抗可以驱动长的讯号线及电容量较大的负载,以音响用前级为例;前级的输出阻抗在与讯号线结合后,输出阻抗加上讯号线本身固有的电阻与电容会形成一个RC滤波的网路,当输出阻抗愈高时,则经过讯号线后的讯号,其高频端的滚降点就会越低,反之则愈高。你应该不会希望高频滚降点移进耳朵听得到的音频范围吧?所以遇上电容量大的讯号线,你还是选一部输出阻抗低一点的前级较为保险。这也是为什么每一种讯号线会有不同声音部份原因。 有了以上大略的说明,你应该可以明白;所谓扩大机输入阻抗愈高愈好,输出阻抗愈低愈好,其主要理由即在此一在与其它器材互相搭配时,其匹配性比较高。 那么照此说来,我们就把每一部扩大机不论是前级或是后级的输入阻抗都设计得很高,输出阻抗都设计得很低,不是就完美无缺了吗?让我们再从输入阻抗看起,由于高输入阻抗所需的讯号电流较少,可知连接其上的讯号线中流动的电流必较小,因此对于讯号线品质的要求就可以不必那么高,因为少了一个电流的干扰因素在内,这也是高输入阻抗带来的另一个优点。但是高输入阻抗的优点既然这么多,为什么市面上找得到的高输入阻抗前级或后级竟寥寥可数呢?让我偷偷问你,你有没有用过收音机?你知道收音机的讯号是从哪儿来的吗?从空中来,你答对了。从空中来,你可知道空中存在有多少的电磁波?多到集合你全家老小的手指头加脚指头都数不完,这些可都不是你想要的音乐讯号哦!当空中的这些电磁波被作用有点像天线的讯号线拾取后,虽然只是一点点的杂讯电压,但是一个高输入阻抗电路却能轻易地将其放大(正是其优点),于是乎,当有人抓了一把沙子放进你热腾腾的大卤面时,你还以为是黑胡椒粉呢! 易感染杂讯,就是音响器材在设计输入阻抗时,明知高输入阻抗的诸多优点,但也不能任意设计得很高的主要原因,胆敢设计成高输入阻抗者,必有其对抗杂讯干扰的过人之处. 后级的输入阻抗则大部份是47K,高一个的有100K,20K,10K的也所在多有。 输入阻抗是在入口处测得的阻抗。高输入阻抗能够减小电路连接时信号的变化,因而也是最理想的。在给定电压下最小的阻抗就是最小输入阻抗。作为输入电流的替代或补充,它确定输入功率要求。 输出阻抗是在出口处测得的阻抗。与模拟输出串联表示的等价阻抗。阻抗越小,驱动更大负载的能力就越高。 输出输入阻抗是指在特定条件下电路输出、输入端的等效电阻,只有阻抗匹配才能发挥最大传输效率,也就是说输出、输入端所接设备或元件的阻抗最好和输出、输入阻抗一致。比如:一功放机话筒接口的输入阻抗是600欧就最好用600欧的话筒;输出阻抗8欧就最好接8欧的音箱。一般希望电路的输出阻抗小、输入阻抗大些,这样带负载能力强。  输入阻抗高,表示该电路吸收的电源(或前一级电路的输出)功率小,电源或前级就能带动更多的负荷。对于测量电路,如电子电压表、示波器等,就要求很高的输入阻抗,以便接入仪表后,对被测电路的影响尽可能地小。   输出阻抗小一些当然好,这样输出功率在信号源的内阻上消耗的功率小,或者说能带动功率更大的负荷。
个人分类: 输入输出阻抗|713 次阅读|0 个评论
分享 高速PCB设计规则总结及原因分析
华强PCB 2014-12-30 11:20
1、pcb时钟频率超过5MHZ或信号上升时间小于5ns,一般需要使用多层板设计。 原因:采用多层板设计信号回路面积能够得到很好的控制。 2、对于多层板,关键布线层(时钟线、总线、接口信号线、射频线、复位信号线、片选信号线以及各种控制信号线等所在层)应与完整地平面相邻,优选两地平面之间。 原因:关键信号线一般都是强辐射或极其敏感的信号线,靠近地平面布线能够使其信号回路面积减小,减小其辐射强度或提高抗干扰能力。` 3、对于单层板,关键信号线两侧应该包地处理。 原因:关键信号两侧包地,一方面可以减小信号回路面积,另外防止信号线与其他信号线之间的串扰。 4、对于双层板,关键信号线的投影平面上有大面积铺地,或者与单面板一样包地打孔处理。 原因:与多层板关键信号靠近地平面相同。 5、多层板中,电源平面应相对于其相邻地平面内缩5H-20H(H为电源和地平面的距离)。 . 原因:电源平面相对于其回流地平面内缩可以有效抑制边缘辐射问题。 6、布线层的投影平面应该在其回流平面层区域内。 原因:布线层如果不在回流平面层的投影区域内,会导致边缘辐射问题,并且导致信号回路面积增大,从而导致差模辐射增大。 7、多层板中,单板TOP、BOTTOM层尽量无大于50MHZ的信号线。 原因:最好将高频信号走在两个平面层之间,以抑制其对空间的辐射。 8、对于板级工作频率大于50MHz的单板,若第二层与倒数第二层为布线层,则TOP和BOOTTOM层应铺接地铜箔。 原因:最好将高频信号走在两个平面层之间,以抑制其对空间的辐射。 9、多层板中,单板主工作电源平面(使用最广泛的电源平面)应与其地平面紧邻。 原因:电源平面和地平面相邻可以有效地减小电源电路回路面积。 10、在单层板中,电源走线附近必须有地线与其紧邻、平行走线。 原因:减小电源电流回路面积。 11、在双层板中,电源走线附近必须有地线与其紧邻、平行走线。 原因:减小电源电流回路面积。 12、在分层设计时,尽量避免布线层相邻的设臵。如果无法避免布线层相邻,应该适当拉大两布线层之间的层间距,缩小布线层与其信号回路之间的层间距。 原因:相邻布线层上的平行信号走线会导致信号串扰。 13、相邻平面层应避免其投影平面重叠。 原因:投影重叠时,层与层之间的耦合电容会导致各层之间的噪声互相耦合。 14、PCB布局设计时,应充分遵守沿信号流向直线放臵的设计原则,尽量避免来回环绕。 原因:避免信号直接耦合,影响信号质量。 15、多种模块电路在同一PCB上放臵时,数字电路与模拟电路、高速与低速电路应分开布局。 原因:避免数字电路、模拟电路、高速电路以及低速电路之间的互相干扰。 16、当线路板上同时存在高、中、低速电路时,应该遵从高、中速电路远离接口。 原因:避免高频电路噪声通过接口向外辐射。 17、存在较大电流变化的单元电路或器件(如电源模块:的输入输出端、风扇及继电器)附近应放臵储能和高频滤波电容。 原因:储能电容的存在可以减小大电流回路的回路面积。 18、线路板电源输入口的滤波电路应靠近接口放置。 原因:避免已经经过了滤波的线路被再次耦合。 19、在PCB板上,接口电路的滤波、防护以及隔离器件应该靠近接口放置。 原因:可以有效的实现防护、滤波和隔离的效果。 20、如果接口处既有滤波又有防护电路,应该遵从先防护后滤波的原则。 原因:防护电路用来进行外来过压和过流抑制,如果将防护电路放臵在滤波电路之后,滤波电路会被过压和过流损坏。 21、布局时要保证滤波电路(滤波器)、隔离以及防护电路的输入输出线不要相互耦合。 原因:上述电路的输入输出走线相互耦合时会削弱滤波、隔离或防护效果。 22、单板上如果设计了接口“干净地”,则滤波、隔离器件应放臵在“干净地”和工作地之间的隔离带上。 原因:避免滤波或隔离器件通过平面层互相耦合,削弱效果。 23、 “干净地”上,除了滤波和防护器件之外,不能放置任何其他器件。 原因:“干净地”设计的目的是保证接口辐射最小,并且“干净地”极易被外来干扰耦合,所以“干净地”上不要有其他无关的电路和器件。 24、晶体、晶振、继电器、开关电源等强辐射器件远离单板接口连接器至少1000mil。 原因:将干扰会直接向外辐射或在外出电缆上耦合出电流来向外辐射。 25、敏感电路或器件(如复位电路、:WATCHDOG电路等)远离单板各边缘特别是单板接口侧边缘至少1000mil。 原因:类似于单板接口等地方是最容易被外来干扰(如静电)耦合的地方,而像复位电路、看门狗电路等敏感电路极易引起系统的误操作。 26、为IC滤波的各滤波电容应尽可能靠近芯片的供电管脚放臵。 原因:电容离管脚越近,高频回路面积越小,从而辐射越小。 27、对于始端串联匹配电阻,应靠近其信号输出端放臵。 原因:始端串联匹配电阻的设计目的是为了芯片输出端的输出阻抗与串联电阻的阻抗相加等于走线的特性阻抗,匹配电阻放在末端,无法满足上述等式。 28、PCB走线不能有直角或锐角走线。 原因:直角走线导致阻抗不连续,导致信号发射,从而产生振铃或过冲,形成强烈的EMI辐射。 29、尽可能避免相邻布线层的层设臵,无法避免时,尽量使两布线层中的走线相互垂直或平行走线长度小于1000mil。 原因:减小平行走线之间的串扰。 30、如果单板有内部信号走线层,则时钟等关键信号线布在内层(优先考虑优选布 线层)。 原因:将关键信号布在内部走线层可以起到屏蔽作用。 31、时钟线两侧建议包地线,包地线每隔3000mil打接地过孔。 原因:保证包地线上各点电位相等。 32、时钟、总线、射频线等关键信号走线和:其他同层平行走线应满足3W原则。 原因:避免信号之间的串扰。 33、电流≥1A的电源所用的表贴保险丝、磁珠、电感、钽电容的焊盘应不不少于两个过孔接到平面层。 原因:减小过孔等效阻抗。 34、差分信号线应同层、等长、并行走线,保持阻抗一:致,差分线间无其它走线。 原因:保证差分线对的共模阻抗相等,提高其抗干扰能力。 35、关键信号走线一定不能跨分割区走线(包括过孔、焊盘导致的参考平面间隙)。 原因:跨分割区走线会导致信号回路面积的增大。 36、信号线跨其回流平面分割地情况不可避免时,建议在信号跨分割附近采用桥接电容方式处理,电容取值为1nF。 原因:信号跨分割时,常常会导致其回路面积增大,采用桥接地方式是人为的为其设臵信号回路。. 37、单板上的滤波器(滤波电路)下方不要有其他无关信号走线。 原因:分布电容会削弱滤波器的滤波效果。 38、滤波器(滤波电路)的输入、输出信号线不能相互平行、交叉走线。 原因:避免滤波前后的走线直接噪声耦合。 39、关键信号线距参考平面边沿≥3H(H为线距离参考平面的高度)。 原因:抑制边缘辐射效应。 40、对于金属外壳接地元件,应在其投影区的顶层上铺接地铜皮。 原因:通过金属外壳和接地铜皮之间的分布电容来抑制其对外辐射和提高抗扰度。 41、在单层板或双层板中,布线时应该注意“回路面积最小化”设计。 原因:回路面积越小、回路对外辐射越小,并且抗干扰能力越强。 42、信号线(特别是关键信号线)换层时,应在其换层过孔附近设计地过孔。 原因:可以减小信号回路面积。 43、时钟线、总线、射频线等:强辐射信号线远离接口外出信号线。 原因:避免强辐射信号线上的干扰耦合到外出信号线上,向外辐射。 44、敏感信号线如复位信号线、片选信号线、系统控制信号等远离接口外出信号线。 原因:接口外出信号线常常带进外来干扰,耦合到敏感信号线时会导致系统误操作。 45、在单面板和双面板中,滤波电容的走线应先经滤波电容滤波,再到器件管脚。 原因:使电源电压先经过滤波再给IC供电,并且IC回馈给电源的噪声也会被电容先滤掉。 46、在单面板或双面板中,如果电源线走线很长,应每隔3000mil对地加去耦合电容,电容取值为10uF+1000pF。 原因:滤除电源线上地高频噪声。 47、滤波电容的接地线和接电源线应该尽可能粗、短。 原因:等效串联电感会降低电容的谐振频率,削弱其高频滤波效果。
个人分类: PCB设计|755 次阅读|0 个评论
分享 CPU卡调试与发卡总结
hanker510 2014-11-11 14:18
CPU卡调试与发卡总结 1、 CPU卡的操作步骤:寻卡-防冲突-选卡-ATS,前面三步和M1操作完全一样,属于ISO14443A前面三层的操作,ATS成功后就进入ISO14443A-4协议层了,也就进入了CPU卡的操作层 2、 PPS是可以不做的,只有RATS的返回值表明其接收能力大于PCD的发送即可。PPS用来设置通信时的波特率,通过RATS命令响应数据07 77 80 A0 02 47 56可以判断该卡仅支持106K波特率。所以PCD也没有通过PPS指令修改通信波特率的必要了。当然PPS指令重新按106K波特率设置一下也是可以 的,RATS以及后续的PCD指令都需要加上CRC的。 3、 ISO14443-4只规定到PPS指令,后续的指令都需要由CPU卡内部的软件COS来解释,所以卡片完成SELECT,通过RATS和PPS指令后,必须发COS支持的指令。发COS支持的指令一般都需要加CRC的。 4、 发送取随机数命令00 84 00 00 04,根据块格式规定,除了发送这个指令外,还要发送PCB和CID,即实际发送的字符是0A 01 00 84 00 00 04,0A01这两个字节必须加在每个指令字符串的前面,并且块号不能重复,即如果你连续2次取随机数,需如下发送:0A 01 00 84 00 00 04 ,0B 01 00 84 00 00 04.即第一个字节的最后一位要不断变化。 5、 取随机数命令可取4字节或8字节。若取随机数命令下条指令为外部认证,则外部认证数据用指定的外部认证密钥解密后与该随机数进行比较。外部认证命令要求 CPU卡存在用于外部认证的密钥。在满足该密钥的使用条件,且该密钥未被锁死时才能执行此命令。将命令中的数据用指定外部认证密钥解密,然后与先前产生的 随机数进行比较,若一致则表示认证通过,置安全状态寄存器为该密钥规定的后续状态值,错误计数器恢复成初始值,若比较不一致则认证失败,可再试错误数减 一,且不改变安全状态寄存器的值。 6、 MF文件唯一存在,CPU卡复位后,卡片自动选择MF文件为当前文件。任何一个DF在物理上和逻辑上都保持独立,都有自己的安全机制和应用数据。可以通过 应用选择实现对其逻辑结构的访问。可以将单个DF文件以及其中一个或多个EF文件当做一个应用。也可以将多个DF以及其中多个EF文件当作一个应用。基本 文件EF用于存放用户数据和密钥,存放用户数据的文件称为工作基本文件,在满足一定条件下用户可对文件进行相应的操作。 KEY文件称为内部基本文件,不可由外部读出,但当获得许可的权限时可在卡内进行相应的密码运算,在满足写的权限时可以修改密钥。KEY文件必须在 MF/DF下最先被建立,且一个目录只能有一个KEY文件。KEY文件可以存多个口令密钥,外部认证密钥,DES运算密钥,每个密钥为一个TLV格式的可 变长记录,记录的长度为密钥数据长度加8,3DES密钥长度为24字节,DES密钥记录的长度为16字节。 7、 外部认证 A、 取随机数可以取4字节,也可以取8字节,如果是4字节,则在后面加上4字节0,也就是参与加密运算的随机数是8字节。 B、 外部认证所用的加密算法是DES/3DES算法 C、 密钥是指外部认证密钥 D、如果密钥的长度是8字节,则适用DES算法,如果密钥长度为16字节,则适用3DES算法。 8、 一般CPU卡提供商提供CPU卡时,已经对CPU卡进行过初始化,即CPU卡上已经建立了主文件MF及主密钥文件(MF下的KEY文件),主密钥文件中也 写入了初始化CPU卡主控密钥。在对CPU卡建立特定的卡结构及写入密钥和数据之前,程序设计中的第一步应该对CPU卡进行外部认证。外部认证所使用的密 钥正是初始CPU卡主控密钥。当完成外部认证后,接下来最好是擦除CPU卡上已有的结构,然后开始重新建立CPU卡结构。 9、 文件标识符是文件的标识代码,用2个字节表示,同一目录下的文件标识符必须是唯一的,MF的文件标识符是3F00。短文件标识符选择只能用5位来决定。所 以可选择的最大文件标识符是31。选择文件后,只要文件存在,该文件就被置为当前文件,以后可以不用选择而直接对该文件进行操作。文件类型在建立文件时规 定。 10、 删除MF文件后,选择MF会返回FA 01 01,程序要一直发送FA 01 01给1208,直到收到0A 0B开头的数据。如果MF下没有密钥文件,建立KEY文件不需外部认证。 11、 在多应用卡中,MF下通常包含多个DF,这里的MF就是一个典型的DDF,为了维护管理DDF下所有的DF,在每一个DDF下一般可以包含一个系统文件(DIR),记录所有子DF的入口,如果只有一个ADF应用,不需建立DIR文件。 12、 DF文件短标识符,当高三位为000时,为DDF,当高三位为100时,为ADF的短文件标识符,在建立目录文件时,要指定2字节文件标识符,短文件标识 符,文件名。短文件标识符要在1-31之间,和文件标识符没有关系。在卡片出厂时建立MF,MF的短文件标识符应为01,因为建立MF下密钥文件使用的 DF短标识符是01。所以自建一个DF,短文件标识符应定义为02或其它值。同一目录下的文件标识符必须是唯一的。 13、 密钥标识,如果该目录下某类型密钥只有一个,则其密钥标识原则上应为00,否则应从01顺序开始。 14、 增加权限:在当前目录下创建新文件的权限 激活权限:激活失效安全机制的权限 终止权限:永久终止的权限,对于MF来说,标识卡锁定,对于ADF来说,表示当前应用永久锁定,即应用失效。 读权限:对EF文件的内容的读操作权限 写权限:对EF文件内容的写操作权限 安装权限:安装密钥和密码的权限 使用权限:表示使用密钥或密码的权限 修改权限:修改密钥或密码的权限 解锁权限:解锁密码PIN的权限,此权限只有PIN才有 15、 安全机制是指安全状态的改变所采用的方法和手段以及安全属性和安全状态之间的控制关系,COS命令在执行过程中,首先要检查COS环境所处的安全状态是否 符合执行命令需求的安全属性,假设当前COS所处的是安全状态A,执行COS命令安全属性要求为安全状态B,在执行COS命令前要通过安全机制涉及安全提 升方法,将安全状态提升到安全状态B。 16、 内部认证是用读卡设备来认证卡,保证卡的合法性,内部认证可以防止伪造的卡在读卡设备上进行操作。 外部认证是用卡来认证外部读卡设备的合法性,外部认证可以防止恶意对卡进行操作,读取或更改卡内信息。外部认证还可以改变卡的安全状态,一般卡内存 储了多个外部认证密钥,每个外部认证密钥多能改变的安全状态不一样,在进行外部认证时,必须通过密钥索引参数选择对应的外部认证密钥完成外部认证。 CPU卡和读卡设备存放吸纳沟通的密钥 外部认证步骤: A、 CPU卡产生一个8进制随机数送给读卡器,CPU卡临时保存随机数在卡内 B、 读卡器程序用密钥计算随机数,得到随机数密文 C、 读卡器程序把8字节随机数密文送给CPU卡 D、CPU卡在卡片内部解密8字节随机数得到随机数明文 E、 CPU卡在卡片内部把解密后的随机数和步骤A中临时存放的随机数对比,若相等,则外部认证密钥成功 外部认证是CPU卡认证读卡器 内部认证步骤: A、 读卡器产生一个8字节随机数,发送给CPU卡,读卡器临时保存这个随机数。 B、 CPU卡用内部认证密钥计算这个随机数,得到8字节随机数密文。 C、 CPU卡把随机数密文发给读卡器 D、读卡器解密8字节随机数密文得到随机数明文 E、 读卡器把解密后的随机数和步骤A中产生的随机数对比,若相等,则内部认证成功。 内部认证是读卡器认证CPU卡 http://blog.const.net.cn/a/17513.htm
个人分类: CPU卡|3866 次阅读|0 个评论
分享 MSP430单片机的中断
幽冥枯哲 2014-7-29 17:00
MSP430单片机的中断 中断是MSP430微处理器的一大特色,有效地利用中断可以简化程序和提高执行效率。MSP430的几乎每个外围模块都能够产生中断,为MSP430针对事件(即外围模块产生的中断)进行的编程打下基础。MSP430在没有事件发生时进入低功耗模式,事件发生时,通过中断唤醒CPU,事件处理完毕后,CPU再次进入低功耗状态。由于CPU的运算速度和退出低功耗的速度很快,所以在应用中,CPU大部分时间都处于低功耗状态。 MSP430的中断分为3种:系统复位、不可屏蔽中断、可屏蔽中断。 (1)系统复位的中断向量为0xFFFE。 (2)不可屏蔽中断的中断向量为0xFFFC。响应不可屏蔽中断时,硬件自动将OFIE、NMIE、ACCVIE复位。软件首先判断中断源并复位中断标志,接着执行用户代码。退出中断之前需要置位OFIE、NMIE、ACCVIE,以便能够再次响应中断。需要特别注意点:置位OFIE、NMIE、ACCVIE后,必须立即退出中断相应程序,否则会再次触发中断,导致中断嵌套,从而导致堆栈溢出,致使程序执行结果的无法预料。 (3)可屏蔽中断的中断来源于具有中断能力的外围模块,包括看门狗定时器工作在定时器模式时溢出产生的中断。每一个中断都可以被自己的中断控制位屏蔽,也可以由全局中断控制位屏蔽。 多个中断请求发生时,响应最高优先级中断。响应中断时,MSP430会将不可屏蔽中断控制位SR.GIE复位。因此,一旦响应了中断,即使有优先级更高的可屏蔽中断出现,也不会中断当前正在响应的中断,去响应另外的中断。但SR.GIE复位不影响不可屏蔽中断,所以仍可以接受不可屏蔽中断的中断请求。 中断响应的过程:(1)如果CPU处于活动状态,则完成当前指令;(2)若CPU处于低功耗状态,则退出低功耗状态;(3)将下一条指令的PC值压入堆栈;(4)将状态寄存器SR压入堆栈;(5)若有多个中断请求,响应最高优先级中断;(6)单中断源的中断请求标志位自动复位,多中断源的标志位不变,等待软件复位;(7)总中断允许位SR.GIE复位。SR状态寄存器中的CPUOFF、OSCOFF、SCG1、V、N、Z、C位复位;(8)相应的中断向量值装入PC寄存器,程序从此地址开始执行。 中断返回的过程:(1)从堆栈中恢复PC值,若响应中断前CPU处于低功耗模式,则可屏蔽中断仍然恢复低功耗模式;(2)从堆栈中恢复PC值,若响应中断前CPU不处于低功耗模式,则从此地址继续执行程序。
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分享 关于导线中的电子移动速度和导线两端电压关系
lanjin 2014-4-23 10:18
这个标题是我看到电容充电曲线后的一个疑问,就是电容为什么刚开始充电很快,后面充电越来越慢,我相信这个问题也是很多人想搞明白的,这篇文章我是转载的,不是我本人写的,我目前也没能力写出这样的文章,所以哪位网友转的时候最好表明是转的。 导线中电流运动的物理量的关系 导线中运动的电流和建立在导线两端的电压的关系在传统的物理学中并没有详细的探讨,但在解释导线中通电电流产生一定的热量的对焦耳公式的解释中,由于此相关的推倒。常规认为,通电导线中的电流所产生的热量,是由导线中的自由电子在电场的加速下对导线中原子的碰撞引起,这样计算的方法电流产生的热量依赖于电子和导线原子发生碰撞时的速度决定,即:电子和导线中原子碰撞的动能决定。这样,我们根据如下的简单关系: 通电导线产生的热量W=Uit 一个电子碰撞时的动能为(1/2)mv 2 ,如果有n个电子,则电子的动能完全转化为热能时产生的热能为n(1/2)mv 2 如果通电时间和电流的大小不变,据此,那么我们可以得到导线两端的电压与电子运动速度的平方成正比。(其中电子的运动速度是指电子和导线中原子碰撞时的平均速度) 另一方面,导线中的电流是由导线中电子的运动决定的。通电导线中的电流会在它周围的空间中产生磁场,经验事实说明,通电导线在它周围空间中的磁场只于电流的大小有关,与电压无关。 此外还有如下的关系:运动的电荷在它周围产生的磁场与电荷的运动速度成正比。 电容的公式:电容存储的电量与电容量极板两端的电压成正比。此说明导体中电荷密度和导体两端电压的关系。 如上各个关系间存在矛盾。主要反映在导体两端的电压与导体中自由电子运动速度的关系。我们可以通过多种方式进行调谐。但不外乎如下两个角度: 导线中运动的自由电子所产生的磁场是否遵守孤立电荷在空间中运动所产生磁场的规律。对此我们找不出任何的理由来否定这样的结果。这一点我们是不用怀疑的。 第二点就是确定电子在导线中的运动规律,即:电子以什么样的方式在导线中运动。也就是电子的运动速度和电压的关系。   在 导线中电流的运动速度和导体电压的关系 中未能说明的一个问题 在 导线中电流的运动速度和导体电压的关系 中有一个问题未能说明,如图: 图中表示一个导体的一部分,上图是在较高的电位下导体中电荷的分布状态,下图是较低的电位下导体中电荷的分布状态。假设图中的小圆球表示电子,导体两端有电压存在时,导体中的电路沿箭头的方向运动。 但导体传导一个电子时,电子从导体的一端运动到另一端,在上图中,电子需要传导四次,但下图电子只要传导两次,如果电子的运动速度是相同的,那么,传导一个电子,两种理论会存在两种结果。 首先是传统的物理学中的看法,将导体中电子的运动归于导体两端的电场,那么,图中当电子传递时,导体中所有的电子同时运动,如果传导一个电子,那么可以看成图中一行电子同时运动完成一个电子的传递。在导体中不同的电荷密度下(如建立在导体两端的电压不同,所形成的移动的电荷密度也就不同),同样传导一个电荷,同时运动的电荷数量是不同的。依据传统物理学中的的看法,当导体中瞬时传递一个单位电荷的时候,导线产生的瞬时的磁场强度是不同的。如果依据电容的电量与电压的关系,(即:导线两端的电压与导线中的电荷密度成正比。稍后有简单的证明方法)则,传导一个单位的电荷,如果传递速度是相同的,则导线所产生的瞬时磁场强度与导体中移动的电荷密度成正比。 导线两端的电压与导线中的电荷密度成正比, 这一关系可有如下简单证明,如图: 图中是具有一定电阻的一导体AB,当在A端和B端建立一个电势差后,导体AB会存在电流流动。其中小白球代表正电荷,小黑球代表负电荷,在某种意义上来说,这就是电位。如果我们从零电位处为正负电位分界点,那么,图中的正电荷或负电荷的数量与建立在AB两端的电位差成正比,即:导线中的电荷与建立在AB两端的电压成正比。(这里需要说明一下的是图中所标出的电荷并不是导线中移动的电子,只是电荷在导线中的一种分布状态) 如果导体AB存在电流的流动,那么使导线中的电荷发生定向移动的是如图中ACDEFB等处的电荷密度的不同所引起。这取决于一个电荷在导体中的任意位置所受到作用力的大小。如果导体中的电阻是均匀的,并且建立在导体AB端的电压是稳定的,那么,导体中任一点电荷所受到的作用力是相等的。即:电荷从A移动到B或者电子从B移动到A。 如果导体中的电荷的移动是由于导体两端的电场同时给导体中所有的电荷加速,即:导体中的电流的运动速度已光的速度传递、电场的速度,那么必然同时的分如下几个部分同时进行:电荷从A移动到C、电荷从C移动到D、电荷从D移动到F、电荷从F移动到B。如果导线中的电荷密度通电压成正比,那么,导线中电荷在发生定向移动时, (如果导线只传递一个电子)导线中同时传递的一个电荷的数量同导线两端的电压成正比。这样传递一个电子,如果电子在导线中的运动速度与导体两端的电压无关,在距导线外较远处一点产生的磁场强度同电压成正比。看到这点,您请勿忘了,这样判断的结果是导线只是传递一个电子。 如果导线中电荷的移动速度同导体两端的电压成正比,这样我们就不能得出和经验事实相符的结果。 依据力学的分析,将导线中电荷的移动归因于导线中电子的不同分布所形成的电荷密度差异。当我们给导线两端建立一个电压时,导线两端形成如图中所述的导体中的电荷分布状态。由于导线中自由电子在不均匀的电荷密度分布状态中所受到的作用力,会使电子沿一个方向运动,这样就形成电流。使电流流动的原因这样就不是电场了,而是导线中的电荷密度差异。 (导线中电荷的运动速度和电压的关系仅凭如上这些还不能进行判定,这是因为导线中的电流确定的情况下,电子运动速度和瞬时电流的关系。在电流确定的情况下,导线中的电子的运动速度越高,导线中的瞬时电流越小) 这样的处理方法虽然和传统物理学中存在本质上的不同,但是对导体中电荷的定向移动所给与的解释,电位差和电荷密度差异两种概念两者具有等效性。关于导线中电荷的传递稍候我们在做分析。 如下的判断就要归于电磁感应现象了。 来自电磁感应现象的问题 关于电子的运动速度,说明这一现象的还有电磁感应现象。 当带电体在空间中运动时,会在它周围的空间中产生磁场,并且产生的磁场强度和带电体的运动速度成正比,这是经验事实。实际上,传统物理学中的一种看法是将电荷的运动作为常规磁场的一种主要来源。我们找不到磁场来源更好的方法,或者寻求接近磁场本身来源更为合适的解释,当然,这并不是唯一的,对磁场的解释还有一种磁荷的解释,在磁学中,这两种方法是等效的。但是我相信,大自然中的磁场只有一种,最合理的解释也只有一种,只是我们还没有发现而已。 利用运动的电荷产生磁场,并且确定电荷产生的磁场与电荷的运动速度成正比的经验事实,也可以成为判断导体中电荷的运动速度的一种参考。这样说法只是电子在导体中的运动状态和电子在空间中的运动状态是不同的,电子在导体中的环境是存在电场,原子尺度中的电场我们不能去精细的作任何尝试,只能根据常规的理论去判断电子和原子的相互作用的可能性的尝试,但有一点毫无疑问,电子在原子中的运动受到原子中各个电荷的强烈的相互作用。依据电子的两种运动环境去判断电子的运动速度只能作为一种参考吧。 一根导线,它所产生的磁场强度与通过它本身的电流的大小成正比,这是经验事实。或者换句话说,导体中运动的电流所产生的磁场强度与建立在它两端的电压无关。 电磁感应现象的另一个事实是给导线中通一瞬间的电流,则在导线外的空间中产生一个瞬时的磁场,如果在空间中还存在某一导体,那么,在和原导线平行的方向,会产生某一感应电流。如果导线只是一段,则在导线两端产生瞬时的电势差。即:类似于上图中的电荷分布。 经验事实说明,感生电流只与空间中变化的磁场有关,产生空间中变化磁场的是由于另一个导线中的电流引起。因此,通过感生电流去判断导线中的电子的运动速度,这样就提供了一种可能性,尤其是可以解决瞬时电流和电流间与分子运动速度的关系。 我们首先考察一段具有一定电阻的导体在不同电压下通过确定的电流时对外产生磁场的情况。 假设有两端完全相同的具有一定阻值的导体,如果给其中一个导体通以一个单位的电压,给另一端导体通一两倍的电压,那么可以判定,两个导体中的的电流强度与他们自身的电压成正比。在单位时间里,一个导体的电流所做的功是另一个导体的4倍。但是,两个导体所产生的磁场,电压高的导体是电压低的导体的两倍。 如果导体产生的磁场是由导体中定向移动的自由电子引起,并且与导体中自由电子的平均移动速度成正比。那么,依据如上的关系,不能判定电流产生的磁场与自由电子的移动速度的关系。 依据电流产生磁场的特点,电流产生的磁场是由导线中瞬时运动的电子所产生的。磁场的大小只依赖于导线中同时运动的电子。不是单位时间里电流的大小。实际上, 在电流稳定的情况下,单位电流与这一导线中瞬时定向移动的电子产生的磁场成正比 。这一点,课本中也是没有指明的。 在如上的两段导体中不论建立在导体两端的电压如何变化,导线中的电流所产生的磁场强度只与导线中的电流强度成正比。这是经验事实。 但是,如果涉及到电子在导体中的移动速度,如果导体中电子的移动速度与导体两端的电压成正比,那么,如上的物理关系仍然成立。比如如上两段导体:如果建立在导体上的条件不变(这样的假设是存在问题的,因为建立在导体两端的电压发生变化,那么,导线中的电流必然要发生变化),那么电压高的导体中的电子的运动速度如果比电压低的导体中的电子的移动速度大一倍,那么单位时间内电压高的导体通过的电子比电压低的导体大一倍。但是,由于电压高的导体的电子的运动速度提高一倍,瞬时在导体中运动的电子在两个导体中就是相同的了,但是由于运动的电荷产生的磁场强度同电荷的运动速度成正比,那么,仍然可以得到电压高的导体的电流产生的磁场强度比电压低的导体产生的磁场强度大一倍。但是,这样得出的结论和传统物理学中的物理关系就不同了,这样将和传统物理学中的电子的动能和电子的运动速度的关系发生矛盾。 我们知道,电容的公式是电容存储的电量与电容两极板的电压成正比,那么我们没有理由认为在导体中的某一位置的两端电荷密度不同时,同时运动的仍然会是相同的电子数量。另一方面,来自传统能量定义中电子的动能定义。是看作产生焦耳热的一种方法,电子的动能同电子的运动速度成正比。(考虑到三维的空间中,仍然成立)这样的关系不能解释电流运动所产生的动能,也不能解释电子运动产生的磁场与导体两端的电压与电流的关系。 我个人认为,导体两端的电压与导体中电子的运动速度是无关的对于处理物理问题是方便的。此外,对这一关系的另一方面的支持来自于超导现象,后面,我将要探讨这个问题。 在关于电流的问题即将结束的时候,我们再回顾一下导线对电流传导的结论 导体在传递电流的开始,即导线接通电压的一刻,导线中使电流运动的电荷密度差异的建立,分两个方向进行,一个方向是从导线的正极开始,其特点是从导线获得电子,是导线的电子的密度减小。另一个方向是从导线的负极开始,其特点是给导线增加电子,使导线中电子的密度增大。当导线中电和状态如上图中所示,建立稳定的分布状态的时候,即恒稳电流。 电子从导体的负极不断的注入到导线,并通过导线,从正极导出。 从导体电源接通的一刹那,导线中电荷的电荷发生流动电子是由负极流向正极,分两个方向同时进行,但一但导线中建立了稳定的电荷密度差异的时候,导线中电子的传导将不在是逐渐的过程 ,即逐渐从导体的B端移到导体的A端,这时传导时间不能再采用速度进行计算,但是产生一个电流信号的过程仍需要时间,表现为导体中电荷密度的重新分配,即电源刚接通一刹那的过程。这是需要时间的,由于电子具有质量,电流的信号要略小于光速在导线中传播。 其中在导线传递电流的过程中,电子的移动速度为近似常熟。 探讨电流在导线中的移动速度是没有意义的,这是因为导线两端的电极,一端得到电子,另一端失去电子,如同我们探讨一条河的源头和流入大海一样,河的末端流出河的源头流入。只有探讨水流的速度,才有意义。 如上是对导线传递电流的总结吧,由于我采用通俗语言的方法进行描述,难免存在未能说明的地方,故将结论写到这里。 导线中存在电流时自由电子的存在状态和原子间的相互作用方式 对于导线中自由电子和原子之间的相互作用,常规的判断方法将自由电子和导线原子之间发生的相互作用归于碰撞。这样的解释方法是存在很多的疑问的。首先是根据传统的物理方法所建立的传统物理量间的关系。如:本文开始所列出的几种关系。 我在 导线中电流的运动速度和导体电压的关系 中,处理电流在导体中的运动不是采用电场的方法作为使电流在导体中移动的直接的原因。而是电子之间的相互作用力作为电子在导体中运动的根本原因。这样处理的方式和传统的处理方法是不同的,首先这样处理的方法电流在导线中的传递速度不会是电磁波的传递速度——光速。它要略小于光速。因为电子的质量非常微小,但还是有质量的。惯性是使电流不能达到光速的原因之一,另一点就是导体的内部结构了,电阻的存在也是使电流不能达到光速的原因之一。稍后我们将详细的讨论这个问题。 另一点值得注意的是导体中的电流的存在和电容中存在的电荷是不同的,在导体两端的电压较低时,电流在导线中的运动对导线外不显电性,电性只反映在导体中原子间瞬时的状态上,这样对于导线来说,就产生热量。通电导线产生热量的模式是通过电子在原子附近通过时给与原子的相互作用。 电子的惯性对原子的相互作用是很微小的,我们知道,带电粒子在线度比小于十的三次方时,电荷间的极化强度是很高的,带电体间的相互作用也非常大。电子的质量很小,这样,电子的惯性可以略而不计,其次,由于原子中都是由带电粒子组成——即:原子核和电子。电子不会加速的很高的速度,这一点对于电子的惯性来说,也可以说略而不计了。因此,将电子在导体中运动时给于导体中原子的作用主要是由带电粒子间的相互作用决定是合适的。 导体中的电阻 关于这个问题,我个人认为必须将它放于电子和导体原子间结构的相互作用上。 如图:图中的竖线表示表示电子的运动轨迹,竖线下方的小黑点表示两个正在传导中的电子。这张图只是简单说明电子和导线中原子相互作用的简图,并不表示导线中的原子中的电子真的是这样的分布。 由于导线中电荷密度差异的作用下,电子被其它电子的相互作用的推动下,从 AB两 原子间通过时,会对AB两原子产生相互作用,迫使两原子存在状态发生变化。我们可以通过如下方面来考察: 1、电子在原子的旁边通过时,会给于原子中的带电体相互作用,并瞬时改变原子的存在状态。会存在如下两种存在状态的改变:一、原子核外层的电子在原子空间中的分布发生变化。二、原子核也会受到作用力并存在位移的变化。根据牛顿第三运动定律,作用力的大小相等,方向相反,电子改变导体中原子的存在状态的同时,也会受到反作用力。但是这里需要说明一下的是,导体中的自由电子和原子核外的电子在物质的属性上没有区别,在传递过程中,它也是原子中电子的一员。 2、导体中原子的存在环境:我们知道,在确定的温度下,物体中的原子都在不停的运动,在机械运动中,曾从机械运动的角度探讨过原子的运动速度和温度的关系,两者成正比。那么,如上的图中所画出的原子的状态只能是从方法论的角度而确定的空间位置,不是原子的实际的空间位置。另一方面,原子在不停的运动,我们从静止状态得出的结论,不是物理事件的真实。 3、导体的结构。 我们知道,导线存在的环境都有确定的温度,对于导线,确定的温度存在确定的原子的震动状态。在机械运动的能量体系中,根据弹性碰撞的规律,如果两个物体之间接触并不发生热量的传递,那么两个物体相互接触的原子的平均震动动量必然相等。得到物体的温度同物质震动的原子的平均动量成正比。那么,一定的温度对应着物体原子的确定震动状态。 普通的导体是金属,我们知道,金属具有可塑性,并且在化学原子的结构中,金属的最外层电子数小于4,金属原子与金属原子之间,不能构成稳定的价键结构。如图: 图中一个圆球表示一个原子,图中的小黑点表示原子间稳定的结合点,类似于传统化学中的稳定的离子形的价键结构。这里稍谈一点化学的看法。我个人认为,传统中对物质原子的结构不是符合力学的原则的,也许这就是量子论的描述吧。 我的原因很简单,传统的化学物质尤其是具有稳定的价键结构的物质,一般都是绝缘体。从力学的角度上来看,这是根本行不通的。这是因为如图:在这个二维的平面图中,在四个相邻的原子之间又一个近似菱形的空白,如果晶体的剖面真如这个二位图 中所示,在晶体中,原子在空间中的位置存在稳定的排步规则。在这个近似菱形的中心,电子所受到的物体原子中的作用力最小,那么,如果给晶体加一电压,该晶体中的原子如果是排布规则的,那么,电子会在电极上电场的作用下,从近似菱形的中心通过,形成导体。也就是说,经验事实中不导电的晶体,理论上应该导电才对。   止于2000.6.24   关于本文的说明 本文试图通过从机械运动的角度对导体传导电流进行定性分析,寻找到电子在导体中运动的特点,其目的是对超导做出普遍性的解释。 虽然可以建立超导普遍解释的模式,但是,在语言表达上存在一定的困难,尤其是系统的逻辑论证上。 遵循如下几点,我认为可以对超导在机械运动中 进行普遍的解释。 1、超导的温度:超导通常发生在极低的温度下,这种状态下导体原子的震动速度很慢。这说明超导发生在原子相对静态的环境中 。 金属导体的电阻同导体的温度存在确定的关系,表现为随温度的升高而线性增加。 2、电子和原子间的相互作用。在超导状态下,可以认为电子在导体原子中通过时可以认为给与原子的作用可以忽略不计。或者换句话说,在超导条件许可的情况下,如电流的大小,外加磁场等,和原子的相互作用不会改变原子的存在状态。或者说,是一种相互作用力的平衡状态。 3、电子和原子普遍的相互作用特点:关于这一点,我还未曾在本站中的文章中作证明。但是,根据牛顿运动定律,这是必然的。这一特点是 原子中电子和原子核间的相互作用,趋向于相互作用间的平衡状态 。实际上,相互作用的物体都具有这样的特点。导体或者物质间的微观相互作用,都在这一特点之列。 在如上三点的基础上,我认为可以对超导现象在微观物质的相互作用的基础上可以做出合理的解释。
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unrulife 2014-3-14 20:18
RTOS,即:实时系统(Real-time operating system),实时系统能够在指定或者确定的时间内完成系统功能和外部或内部、同步或异步时间做出响应的系统。它的正确性不仅依赖系统计算的逻辑结果,还依赖于产生这个结果的时间。因此实时系统应该在事先先定义的时间范围内识别和处理离散事件的能力;系统能够处理和储存控制系统所需要的大量数据。 下面简单介绍下RTOS的一些特点: 一、时间约束性   实时系统的任务具有一定的时间约束(截止时间)。根据截止时间,实时系统的实时性分为“硬实时”和“软实时”。硬实时是指应用的时间需求能够得到完全满足,否则就造成重大安全事故,甚至造成重大的生命财产损失和生态破坏,如在航空航天、军事、核工业等一些关键领域中的应用。软实时是指某些应用虽然提出时间需求,但实时任务偶尔违反这种需求对系统运行及环境不会造成严重影响,如监控系统等和 信息采集系统 等。 二、可预测性   可预测性是指系统能够对实时任务的执行时间进行判断,确定是否能够满足任务的时限要求。由于实时系统对时间约束要求的严格性,使可预测性称为实时系统的一项重要性能要求。除了要求硬件延迟的可预测性以外,还要求软件系统的可预测性,包括应用程序的响应时间是可预测的,即在有限的时间内完成必须的工作;以及 操作系统 的可预测性,即实时原语、调度函数等运行开销应是有界的,以保证应用程序执行时间的有界性。 三、可靠性   大多数实时系统要求有较高的可靠性。在一些重要的实时应用中,任何不可靠因素和计算机的一个微小故障,或某些特定强实时任务(又叫关键任务)超过时限,都可能引起难以预测的严重后果。为此,系统需要采用静态分析和保留资源的方法及冗余配置,使系统在最坏情况下都能正常工作或避免损失。可靠性已成为衡量实时系统性能不可缺少的重要指标。 四、与外部环境的交互作用性   实时系统通常运行在一定的环境下,外部环境是实时系统不可缺少的一个组成部分。计算机子系统一般是控制系统,它必须在规定的时间内对外部请求做出反应。外部物理环境往往是被控子系统,两者互相作用构成完整的实时系统。大多数控制子系统必须连续运转以保证子系统的正常工作或准备对任何异常行为采取行动。 当前的实时性操作系统比以前的更加复杂,有以下特点: 1、多任务类型 2、约束的复杂性 3、具有短暂超载的特点 任务的管理: 1、任务的状态,任务拥有的资源情况是不断变化的,导致任务状态也表现出不断变化的特性。不同的实时内核实现方式对任务状态的定义不尽相同,但是都可以概括为三种基本的状态:执行状态 就绪状态等待状态 任务会在不同的状态之间进行转换,即任务状态的变迁:对于处于就绪状态的任务,获得CPU后,就处于执行状态。对于执行状态的任务如果被高优先级任务所抢占,任务又会回到就绪状态。处于执行状态的任务如果需要等待资源(除CPU之外的其他资源),任务会被切换到等待状态。处于等待状态的任务,如果需要的资源(除CPU之外的其他资源)得到满足,就会转换为就绪状态,等待被调度执行。多个任务进行状态转换的过程需要一个调度程序,调度程序用来确定下一个需要投入执行的任务 2、任务切换,保存当前任务的上下文,并恢复需要执行的任务的上下文的过程。当发生任务切换时,当前正在运行的任务的上下文就需要通过该任务的任务控制块保存起来,把需要投入运行的任务的上下文从对应的任务控制块中恢复出来,任务切换将导致任务状态发生变化,任务切换的步骤:1保存当前任务上下文环境 2更新当前处于运行状态的任务的任务控制块的内容,如把任务的状态由运行状态改变为就绪或是等待状态 3把任务的任务控制块移到相应的队列 4选择另一个任务进行执行,调度5改变需要投入运行的任务的任务控制块的内容,把任务的状态变为运行状态 6根据任务控制块,恢复需要投入运行的任务的上下文环境。 3、任务管理机制:设置任务属性可以用来设置任务的抢占、时间片等特性,以确定是否允许任务在执行过程中被抢占或是对同优先级任务采用时间片轮转方式运行等,改变任务优先级用来根据需要改变任务的当前优先级,获取任务信息获得任务的当前优先级、任务的名字、任务的上下文、任务的状态等内容,便于用户进行决策。 1、创建任务,过程即为分配任务控制块的过程,在创建任务时,通常需要确定任务的名字和任务的优先级等内容,确立任务所能使用的堆栈区域,在任务创建成功后,通常会为用户返回一个标识该任务的ID,以实现对任务的引用管理 2、删除任务,把任务从系统中去掉,释放对应的任务控制块 3、挂起任务,把任务变为等待状态 4、解挂任务,可通过解挂任务操作把任务转换为就绪状态 5、任务延时,一种特殊的挂起任务的方法 任务的调度: 为了精确管理“时间”资源,已达到实时性和与预测性要求,并能够满足是实时系统的新要求,需用实时调度理论对任务进行调度和可调度性分析。任务调度技术包括调度策略和可调度性分析方法,两者是紧密结合的。任务调度技术研究的范围包括任务使用系统资源(包括处理机、内存、I/O、网络等资源)的策略和机制,以及提供判断系统性能是否可预测的方法和手段。例如,什么时候调度任务运行、在哪运行(当系统为多处理机系统或 分布式系统 时)、运行多长时间等等;以及判断分析用一定参数描述的实时任务能否被系统正确调度。 任务是RTOS中最重要的操作对象,每个任务在RTOS的调用下由CPU分时执行。任务的调度目前主要有时间分片式、轮流查询式和优先抢占式三种,不同的RTOS可能支持其中一种或几种,其中优先抢占式对实时性的支持最好。RTOS管理下的系统CPU和系统资源的时间是同时分配给不同任务的,这样看起来就像许多任务在同时执行,但实际上每个时刻只有一个在执行,也就是当前任务,休眠的任务则是在存储器中保留其插上下文背景,一量切换为当前任务即可从上次执行的末尾继续执行任务。任务的切换有两种原因。当一个任务正常地结束时,它就把CPU控制权交给RTOS,RTOS则检查任务队列中的所有任务,判断下面哪个任务的优先级最高,需要先执行。另一种情况是在一个任务执行时,一个优先级更高的任务发生了中断,这时RTOS就将当前任务的上下文保存起来,切换到中断任务。RTOS经常性地整理任务队列,删除结束的任务,增加新的要执行的任务,并将其按照优先级从大到小的顺序排列起来,这样可以合理地在各个任务之间分配系统资源。实现多任务的关键在于合理地将系统功能分解为各个任务模块。   给定一组实时任务和系统资源,确定每个任务何时何地执行的整个过程就是调度。在非实时系统中,调度的主要目的是缩短系统平均响应时间,提高系统资源利用率,或优化某一项指标;而实时系统中调度的目的则是要尽可能地保证每个任务满足他们的时间约束,及时对外部请求做出响应。实时调度技术通常有多种划分方法,常用以下两种。 抢占式调度和非抢占式调度   1)抢占式调度通常是优先级驱动的调度。每个任务都有优先级,任何时候具有最高优先级且已启动的任务先执行。一个正在执行的任务放弃处理器的条件为:自愿放弃处理器(等待资源或执行完毕);有高优先级任务启动,该高优先级任务将抢占其执行。除了共享资源的临界段之外,高优先级任务一旦准备就绪,可在任何时候抢占低优先级任务的执行。抢占式调度的优点是实时性好、反应快,调度算法相对简单,可优先保证高优先级任务的时间约束,其缺点是上下文切换多。而非抢占式调度是指不允许任务在执行期间被中断,任务一旦占用处理器就必须执行完毕或自愿放弃。其优点是上下文切换少;缺点是在一般情况下,处理器有效资源利用率低,可调度性不好。 静态表驱动策略和优先级驱动策略   2)静态表驱动策略(Static Table-Driven Scheduling)是一中离线调度策略,指在系统运行前根据各任务的时间约束及关联关系,采用某种搜索策略生成一张运行时刻表。这张运行时刻表与列车运行时刻表类似,指明了各任务的起始运行时刻及运行时间。运行时刻表一旦生成就不再发生变化了。在系统运行时,调度器只需根据这张时刻表启动相应的任务即可。由于所有调度策略在离线情况下指定,因此调度器的功能被弱化,只具有分派器(Dispatcher)的功能。   优先级驱动策略指按照任务优先级的高低确定任务的高低确定任务的执行顺序。优先级驱动策略又分为静态优先级调度策略。静态优先级调度是指任务的优先级分配好之后,在任务的运行过程中,优先级不会发生改变。静态优先级调度又称为固态优先级调度。动态优先级调度是指任务的优先级可以随着时间或系统状态的变化而发生变化。 转载自新浪心善渊的博客
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分享 利用兆欧表和万用表检查晶闸管触发能力的方法
kinghood 2013-12-31 14:26
利用兆欧表和万用表检查晶闸管触发能力的方法
  万用表是电力电子等部门不可缺少的测量仪表,一般以测量电压、电流和电阻为主要目的。万用表按品牌可分为 福禄克万用表 、吉时利万用表及安捷伦万用表等。下面说利用兆欧表和万用表检查晶闸管触发能力的方法。   利用兆欧表和万用表检查晶闸管触发能力的电路见图1。将万用表拨至1mADC档,串联在电路中。首先断开开关,按额定转速摇兆欧表,兆欧表上的读数很快趋于稳定,说明晶闸管已正向击穿,把兆欧表的输出电压钳位于直流转折电压V(BO)上。此时晶闸管并未导通,所以毫安表读数为零。然后闭合开关,晶闸管导通,兆欧表读数变成零,毫安表指示出通态电流值。   实例:用ZC25-4型兆欧表检查一只3CT20/500型晶闸管,万用表选择MF10型1mADC档。断开开关,按120r/min摇兆欧表时,兆欧表读数为25MW,毫安表无指示。闭合开关时,毫安表读数为0.21mA,兆欧表指零,证明晶闸管已导通。   注间事项:   (1)由于兆欧表提供的阳极电流很小,管子导通的并不理想,尤其对于大功率晶闸管,所需维持电流较大(例如3CT100型的IH=801mA),所以一旦断开开关,晶闸管又变成断态了。   (2)晶闸管的导通时间应尽量缩短,以防兆欧表短中时间过久而烧毁发电机绕组。
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