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电路设计中可靠性和抗干扰才能提高的注意事项

电路设计中可靠性和抗干扰能力提升的注意事项-本文从最基本、最常用的电子元器件和基本电路的着手,介绍电路设计时应该注意的一些问题, 以提高所设计电路的可靠性和抗干扰能力。

  本文从最根本、最常用的电子元器件和根本电路的着手,介绍电路规划时应该留意的一些问题, 以进步所规划电路的可靠性和抗搅扰才干。

  一、根本元件

  1,电阻

  1)根本概念

  咱们都知道, I = U/R这个公式, 也知道P = UI. 电阻是一种非储能元件, 它直接将电能转换成热能, 因而, 假如电阻上耗费的功率过大, 会导致其过热而焚毁。

  

  2)根本参数

  阻值,精度,功率。 运用时咱们应该留意以下一些问题:

  在数字电路中, 大部分对电阻的阻值要求不是很高(如很多运用的上拉和下拉电阻), 因而应该尽或许削减电阻的阻值的品种, 以便利收购和出产。

  只需在对精度要求特别高的场合, 如电源及运放的反应电阻, 咱们才选用高精度电阻(一般1%), 大部分场合咱们选用5%精度的电阻就可以了。

  在流过比较大的电流的电路中, 咱们应该好好核算一下电阻耗费的功率, 不然假如实践耗费的功率大于其额外功率会焚毁电阻。

  2,电容

  1)根本概念

  咱们应该知道几个根本的公式:

  

  2)特性参数

  容值,精度,耐压值,走漏电流,频率特性。 在运用的时分, 咱们应该要留意以下一些问题:

  耐压值:施加在电容上的电压假如高于其额外的所能接受的电压, 将会导致电容击穿焚毁, 因而, 无论如何高于实践作业电压1.5倍以上的电容耐压值,此电容可选,不然电压一旦超越耐压值,电容就简单被烧坏。

  走漏电流:走漏电流是指在没有毛病施加电压的情况下,电气中带彼此绝缘的金属零件之间,或带电零件与接地零件之间,经过其周围介质或绝缘外表所构成的电流称为走漏电流。极性电容中又分为正向走漏电流和反向走漏电流,反向走漏电流很大,当在极性电容两头接上反向电压时,由于反向走漏电流很大,P=U·I,电容则会被焚毁,这也便是极性电容必定不能接反的原因。

  频率特性:实践电路中,电容等价于电容与电阻并联再和电感串联。其在高频时呈理性,低频时呈容性。高频滤波用电容量小的独石电容,低频滤波时用电容量大的电解电容

  3,电感

  1)根本概念

  电感是闭合回路的一种特点。当线圈经过电流后,在线圈中构成磁场感应,感应磁场又会发生感应电流来抵抗经过线圈中的电流。这种电流与线圈的彼此效果联系称为电的感抗,也便是电感,单位是“亨利(H)”

  

  2)特性参数

  包含电感量,精度,饱满电流,作业频率,作业电流电感量,如图,电感为一根铁氧体磁芯和环绕在其外部的铜导线组成,当没有磁芯时,电感量很小。

  作业电流:在实践电路中,电感等效于本身串联一个电阻,电流经过会发生涡流构成热量,电感太小,经过的电流就较大,W=1/2·L·i²,会导致过热焚毁电感。

  4,二极管

  1)根本概念

  二极管又称晶体二极管,简称二极管。它是一种具有单向传导电流的电子器件。

  

  2)特性参数

  包含作业电流,正导游通电压,反向电压,正导游通时刻,反向恢复时刻

  正导游通电压:外加正向电压时,在正向特性的开始部分,正向电压很小,不足以战胜PN结内电场的阻挠效果,正向电流简直为零,这一段称为死区。这个不能使二极管导通的正向电压称为死区电压。当正向电压大于死区电压今后,PN结内电场被战胜,二极管正导游通,电流随电压增大而敏捷上升。在正常运用的电流规模内,导通时二极管的端电压简直保持不变,这个电压称为二极管的正导游通电压。

  反向电压:外加反向电压不超越必定规模时,经过二极管的电流是少量载流子漂移运动所构成反向电流。由于反向电流很小,二极管处于截止状况。假如反向电压过大,二极管就会被击穿。

  正导游通时刻和反向恢复时刻:在实践数字电路中,二极管的正导游通与反向回复都是需求必定的时刻才干完结,为了进步电路体系稳定性,咱们要尽或许缩短导通与恢复时刻,一般会用到肖特基二极管,俗称快速二极管。

  

  5,三极管

  1)根本概念

  半导体三极管又称“晶体三极管”或“晶体管”。是能起扩大、振动或开关等效果的半导体电子器件。

  

  2)特性参数

  包含功耗,频率特性

  频率特性:三极管有三种作业区间,截止区,扩大区和饱满区。扩大状况亦称为线性作业状况,Ic=ß·Ib,用在模仿电路中。截止和饱满状况也称为开关状况,运用于数字电路中。

  6,电源

  实践电路中,电源存在内阻,适当于串联一个电阻,此刻输出电压就会有所下降,对电路中的搅扰不行疏忽。

  

  7,导线

  实践电路中,导线有必定的内阻,R=ρ·L/S,适当与电感与电阻串联,由于电感本身存在涡流效应,所以在电路、尤其在高频电路中,规划人员应当将导线规划尽量短,尽量粗。

  

  二,电路

  1,三极管在电路中运用

  由金属导线和电气以及电子部件组成的导电回路,称其为电路。

  在三极管电路中,有三种作业状况,即截止状况。扩大状况和饱满状况。在模仿电路中常用到线性扩大状况,例如运算扩大器;在数字电路中常用到开关状况,即截止状况和饱满状况。如下图,

  

  2,数字地与模仿地分隔

  在高要求电路中,数字地与模仿地必需分隔。即使是关于A/D、D/A转换器同一芯片上两种“地”最好也要分隔,仅在体系一点上把两种“地”连接起来。

  

  3,LDO(低压差分稳压器)

  开关性稳压电源的功率很高,但输出纹波电压较高,噪声较大,电压调整率等功能也较差,特别是对模仿电路供电时,将发生较大的影响。在开关性稳压器输出端接入低压差线性稳压器,如图所示,就可以完成有源滤波,并且也可大大进步输出电压的稳压精度,一起电源体系的功率也不会显着下降。

  

  4,PWM(脉冲宽度调制)

  简称脉宽调制(PWM),是运用微处理器的数字输出来对模仿电路进行操控的一种十分有用的技能。

  

  脉冲宽度调制是一种对模仿信号电平进行数字编码的办法。经过高分辨率计数器的运用,方波的占空比被调制用来对一个详细模仿信号的电平进行编码。PWM信号仍然是数字的,由于在给定的任何时刻,满幅值的直流供电要么彻底有(ON),要么彻底无(OFF)。电压或电流源是以一种通(ON)或断(OFF)的重复脉冲序列被加到模仿负载上去的。通的时分便是直流供电被加到负载上的时分,断的时分便是供电被断开的时分。只需带宽满足,任何模仿值都可以运用PWM进行编码。

  

  依据公式Ui-Uo=L·ΔI/Ton和公式-Uo=L·ΔI/Toff得知输出电压Uo

  Uo=Ui·Ton/Toff。

  5,滤波电容

  在输入电源上,数字电路搅扰是一个一个小尖峰,不能用大电容滤波,只能用小电容;滤波电容一大一小(小电容滤除高频搅扰,大%&&&&&%滤除低频搅扰)必定要放在根部,不要放太远,也不要放在电路板反面。

  

  三,结语

  实践上,在模仿电路和数字电路中除了上述搅扰现象,还有一些搅扰是仍然存在的,例如电源线电流改变发生的感应压降、电路导线之间的彼此搅扰等。反映在数字信号处理体系中,其损害最大的是高频脉冲噪声,这些都需求咱们在平常的电路规划中加以考虑。期望我门经过上述讨论,为后续电路体系规划及相关方面的作业打下根底。

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