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分享 射频和数字电路设计的区别
sestech 2016-8-23 09:54
对于高速数字电路而言,虽然还是关注电压,但是其设计方法和射频电路的设计方法相近,也需要考虑阻抗阻抗匹配,因为反射电压的存在会导致额外的误码率。 射频电路 1.关注阻抗匹配或功率,这是设计中最为关键的两个参数,其他中间参数都可以由功率和阻抗来确定;   2.关注频率响应,通常在频域内进行分析,因为对于射频电路模块而言,带宽范围很重要;   3.喜欢用网络分析仪、频谱分析哎仪或噪声测试仪等进行测试,这些仪器输入/输出阻抗低,一般都是50欧,往往会对电路产生影响,因此需要在阻抗匹配条件下进行测量;   4.通常,射频模块的输入/输出阻抗很低,典型值为50欧,较低的阻抗有利于将功率传送到某个模块或者部分电路,因为对于给定的功率P,由P=V2/Z知V2正比于Z,阻抗低的话,也就是说可以用较低的电压传送相同的功率;   5.射频模块优先选择更大的漏极电流,这对于给定的电压更有利于功率的传输;   6.通信系统中,对于接收机,射频信号在解调前,需要进行功率变换,一般而言,解调器输入端的射频信号功率与噪声功率之比要大于10dB;对于发射机,调制器后面的已调载波需要进行功率放大并传送到天线,足够大的功率以便传输到更远的接收机。 数字电路 1.关注电压或者电流,不关心阻抗匹配;   2.关注波形或者眼图;   3.喜欢在时域内进行分析,对于数字电路性能而言,响应速度很重要;   4.测试仪器喜欢用示波器,可以直观说明数字电路性能,其探头是高阻抗的传感器,当探针接触到电路节点并不对电路产生干扰;   5.数字电路输入/输出阻抗很高,这有利于电路模块的电压摆幅,对于给定的电流,较高的阻抗有较大的电压摆幅,这样就可以进行开关动作了;   6.通信系统中,只要求电压进行数字信号处理或转换,并不要求进行功率转换。   引起以上矛盾和差别的关键在于实际的电路中存在电压反射和功率反射,因此对于电路中的功率传输或功率处理,阻抗匹配显得很重要!以上是射频和数字电路最主要的差别,当然还存在其他差别,比如同一作用,在不同系统中,专业术语不一样,或者是常用的单位也有差别等等。另外,对于高速数字电路而言,虽然还是关注电压,但是其设计方法和射频电路的设计方法相近,也需要考虑阻抗阻抗匹配,因为反射电压的存在会导致额外的误码率。还有电路布局/布线、交流接地或隔离等都要像射频电路一样对待。
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分享 电缆线隔离接地设计
sestech 2016-8-5 15:14
一、 哪些是影响电缆线隔离接地质量的因素? 隔离线材料、接地线接地方法(浮点接地、接大地、接箱柜壳、接电路 地)、接地施工工艺。 二、 隔离材料与隔离度效果的关系? 隔离效果根据材料对电磁波反射和吸收大小而定,反射大小由行进波在近 场的阻抗特性与材料阻抗的差决定,差越大反射越大,差越小反射越小。隔离 材料对电磁波的吸收量由电磁波的集肤作用深度而定,集肤深度越深吸收效果 越好,越浅吸收效果越差。金属材料的表面电流集肤深度很浅,大部分能量通 过反射重新返回自由空间,小部分能量滞留在金属表面。反之,非金属材料尤 其是高导磁材料的表面电流集肤深度很深,大部分能量消耗在材料内部,小部 分能量反射回自由空间。 三、 如何做好隔离线终端的隔离措施? 慎重选择与隔离线相匹配的接头,锁紧接头与缆线、接头与接头、接头与 面板。特别注意线缆外缘需要直接与接头、机壳接地。缆线终端隔离键合阻抗 可分为两段,一段为缆线与接头,约小于 3mΩ;一段为接头与机壳,越小于 0.5mΩ。缆线与接头的键合工艺比较难,如果键合不好会导致阻抗过高。接头与 机壳外形平整键合比较容易,可形成较低的键合阻抗。因此缆线与接头键 合阻抗较高,接头与机壳键合阻抗较低。 四、 简述电缆线隔离度好坏不接地的关系。 隔离度与材料和隔离层数有关,材料导电性越好,层数越多隔离度越好,电 缆线两 端接地与单端接地对噪声隔离效果不一样。单端接地时,缆线长度应避免和噪 声频率的 1/4 波长或 1/4 波长的奇数倍相等,以免形成开路电压噪声源。
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分享 关于电压跟随器的那些事
1135093386 2015-4-25 10:22
关于电压跟随器的那些事
为电赛做准备,也是为了以后从事硬件的道路,系统的做仪器仪表训练题,首先做的是简易示波器! 电压跟随 器--- , 正负5V供电, 起隔离作用,减小后级电路对前级电路的影响。 因其 输入阻抗高,对前级影响很小,而 输出阻抗低,可对后级进行驱动。本人手头找到UA741单运放,极 限参数:供电范围 +-22V,增益带宽1MHz。 测试特性时,正负5V供电,输入Vpp为2V的正弦信号,依照上图构成电压跟随器,在扫频,查看电压 畸变频率点,频率小于55KHz时,无明显畸变, 大于5 5KHz时,出现明显畸变
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分享 小功率中间抽头双输出变压器输出两路隔离正电源个人理解
热度 1 hm3lin 2015-1-31 14:36
小功率中间抽头双输出变压器输出两路隔离正电源个人理解
如上图所示变压器。所谓隔离电源,个人理解应该是两电源甚至多电源之间没有相互影响(干扰)。 然而,上面这个变压器如果在12端和23端各接一个整流桥,那么这两路直流算隔离吗? 个人分析如下:(不分析电磁效应) 假设某时刻1端为高,那么电位依次就为1高于2高于3,那么12端负载流出的电流也会流进23端 负载,由于123端线都会有一定阻抗,所以会有一定压降,那么假设12端负载电流增大,那么23端线 的压降会增加,此时23端负载所得电压就会降低,那此时这两个电源还算是隔离电源吗? 我认为算是!因为23端的阻抗远小于23端负载的阻抗,所以上面电源流下来电流绝大部分都流 进2端变压器而不是23端负载。上面所述影响几乎可以忽略。 以上是个人理解,如有什么不对的地方请各位大侠指正! 写到这我想起我一位老师曾经问过我一个问题:你说10V直流电源串一个10K电阻和100uF电容, 要把电容充满要多长时间?我当时想了想就说10s,为了保险我说了10倍tao值。但是老师凌厉说了一 个字,错!我呆。几秒后老师悠悠地说,其实无论你说多少秒,都是错,因为事实上永远也充不满。 云云。。 所以没有绝对的东西,电源间的影响在一定可忍耐范围之内都算是隔离电源,因为没有完完全全 的隔离电源。
个人分类: 电路设计笔记|2522 次阅读|2 个评论
分享 在PCB上怎样设计“数字地和模拟地”
乁year 2014-7-20 13:48
方法一: 按电路功能分割接地面 分割是指利用物理上的分割来减少不同类型线之间的耦合,尤其是通过电源线和地线的耦合。 按 电路功能分割 地线例如 图 5.7.18 所示,利用分割技术将 4 个不同类型电路的接地面分割开来,在接地面用非金属的沟来隔离四个接地面。每个电路的电源输入都采用 LC 滤波器,以减少不同电路电源面间的耦合。对于各电路的 LC 滤波器的 L 和 C 来说,为了给每个电路提供不同的滤波特性,最好采用不同数值。高速数字电路由于其具有高的瞬时功率,高速数字电路放在电源入口处。接口电路考虑静电释放( ESD )和暂态抑制的器件或电路等因素,位 于电源的末端。 图 5.7.18 按电路功能分割接地面例 在一块印刷电路板上,按电路功能接地布局的设计例如图 5.7.19 所示,当模拟的、数字的、有噪声的电路等不同类型的电路在同一块印刷电路板上时,每一个电路都必须以最适合该电路类型的方式接地。然后再将不同的地电路连接在一起。 图5.7.19按电路功能接地布局的设计例 二.采用局部接地面 振荡器电路、时钟电路、数字电路、模拟电路等可以被安装在一个单独的局部接地面上。这个局部接地面设置在PCB的顶层,它通过多个通孔与PCB的内部接地层(0V参考面)直接连接,一个设计例如图 5.7.20 所示。 将振荡器和时钟电路安装在一个局部接地面上,可以提供一个镜像层,捕获振荡器内部和相关电路产生的共模RF电流,这样就可以减少RF辐射。当使用局部接地面时,注意不要穿过这个层来布线,否则会破坏镜像层的功能。如果一条走线穿过局部化接地层,就会存在小的接地环路或不连续性电位。这些小的接地环路在射频时会引起一些问题。 如果某器件应用不同的数字接地或不同的模拟接地,该器件可以布置在不同的局部接地面,通过绝缘的槽实现器件分区。进入各部件的电源电压使用铁氧体、磁珠和电容器进行滤波。一个设计例如图 5.7.21和 图 5.7.22 所示。 图5.7.20 局部接地面 三: PCB 采用“无噪声”的I/O地与“有噪声”的数字地分割设计 为了使用电缆去耦或屏蔽技术来抑制共模噪声,在PCB设计时,需要考虑为电缆的去耦(将电流分流到地)和屏蔽提供没有受到数字逻辑电路噪声污染的“无噪声”或者“干净”的地。 如图10.1.10所示,在PCB设计布局时,将所有的I/O线都布放在PCB上的某一个区域,并为这个区域提供专门分割出来的低电感的I/O地,并将I/O地单点连接到数字逻辑电路的地,使数字逻辑地电流不能够流到“无噪声”的I/O地。 时钟电路和时钟信号线应当远离I/O接口区域。 四: PCB 分割的两个问题:隔离和互连 PCB 分割需要解决两个问题:一个是隔离,另一个是互连。 PCB 上的隔离可以通过使用“壕”来实现,如图 10.1.26 所示,即在 PCB 所有层上形成没有敷铜的空白区,“壕”的最小宽度为 50mil 。“壕”将整个 PCB 按其功能不同分割成一个个的“小岛”。很显然,“壕”将镜像层分割,形成每个区域独立的电源和地,这就可以防止 RF 能量通过电源分配系统从一个区域进入另一个区域。 “隔离”不是目的。作为一个系统,各功能区是需要相互连接的。分割是为了更好地安排布局和布线,以实现更好的互连。因此,必须为那些需要连接到各个子功能区域的线路提供通道。通常采用的互连的方法有两种:一种是使用独立的变压器、光隔离器或者共模数据线跨过“壕”,如图10.1.26(a)所示;另一种就是在“壕”搭“桥”,只有那些有“过桥通行证”的信号才能进(信号电流)和出(返回电流),如图10.1.26(b)所示。 设计一个最优化的分割布局是困难的,还可以采用金属屏蔽等方法将所产生的、不期望的RF能量进行屏蔽,从而控制辐射并增强PCB的抗干扰能力。 五: 采用“统一地平面”形式 在ADC或者DAC电路中,需要将ADC或者DAC的模拟地和数字地引脚连接在一起时,一般的建议是:将AGND和DGND引脚以最短的引线连接到同一个低阻抗的地平面上。 如果一个数字系统使用一个ADC,如图10.1.29所示,可以将“地平面”分割开,在ADC芯片的下面把模拟地和数字地部分连接在一起。但是要求,必须保证两个地之间的连接桥宽度与IC等宽,并且任何信号线都不能跨越分割间隙。 如果一个数字系统中有多个ADC,如果在每一个ADC的下面都将模拟地和数字地连接在一起,则会产生多点相连,模拟地和数字地的“地平面”分割也就没有意义。对于这种情况,可以使用一个“统一的地平面”。如图10.1.30所示,将统一的地平面分为模拟部分和数字部分。这样的布局、布线既满足对模拟地和数字地引脚低阻抗连接的要求,同时又不会形成环路天线或偶极天线所产生的EMC问题。 最好的方法是开始设计时就用统一地。如图10.1.30所示,将统一的地分为模拟部分和数字部分。这样的布局、布线既满足对模拟地和数字地引脚低阻抗连接的要求,同时又不会形成环路天线或偶极天线所产生的EMC问题。 因为大多数 A/D 转换器晶片内部没有将模拟地和数字地连接在一起,必须由外部引脚实现模拟地和数字地的连接,任何与 DGND 连接的外部阻抗都会由寄生电容将更多的数位噪声耦合到 IC 内部的模拟电路上。而使用一个“统一的地平面”,需要将 A/D 转换器的 AGND 和 DGND 引脚都连接到模拟地上,但这种方法会产生如数字信号去耦电容的接地端应该接到数字地还是模拟地的问题。 (3)采用数字电源和模拟电源分割的电源面 在数模混合的系统中,通常采用独立的数字电源和模拟电源分别供电。在混合信号的PCB上采用分割的电源平面。应注意的是紧邻电源层的信号线不能跨越电源之间的间隙,而只有在紧邻大面积“地”的信号层上的信号线才能跨越该间隙。可以将模拟电源以PCB走线或填充的形式而不是一个电源平面来设计,就可以避免电源面的分割问题。
个人分类: PCB|1369 次阅读|0 个评论

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