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技术

电路设计时,如何降低亚稳态发生机率?

<p><strong>1.亚稳态与设计可靠性</strong></p>

<p>&nbsp; 设计数字电路时大家都知道同步是非常重要的,特别当要输入一个信号到一个同步电路中,但是该信号由另一个时钟驱动时,这是要在接口处采取一些措施,使输入的异步信号同步化,否则电路将无法正常工作,因为输入端很可能出现亚稳态(Metastability),导致采样错误。</p>

<p>下面我们会对亚稳态的原理、起因、危害、解决办法、对可靠性的影响和消除仿真做一些介绍。</p>

<p><strong>2. 什么是亚稳态?</strong></p>

电路设计中的单点接地多点接地和混合接地

<p>地线也是有阻抗的,电流流过地线时,会产生电压,此为噪声电压,而噪声电压则是影响系统稳定的干扰源之一,不可取。所以,要降低地线噪声的前提是降低地线的阻抗。</p>

<p>众所周知,地线是电流返回源的通路。随着大规模集成电路和高频电路的广泛应用,低阻抗的地线设计在电路中显得尤为重要。这里就简单列举几种常用的接地方法:</p>

射频应用设计时的五大“黑色艺术”

<p>射频电路板设计由于在理论上还有很多不确定性,因此常被形容为一种“黑色艺术”,但这个观点只有部分正确,RF电路板设计也有许多可以遵循的准则和不应该被忽视的法则。</p>

<p>不过,在实际设计时,真正实用的技巧是当这些准则和法则因各种设计约束而无法准确地实施时如何对它们进行折衷处理。当然,有许多重要的RF设计课题值得讨论,包括阻抗和阻抗匹配、绝缘层材料和层叠板以及波长和驻波等,在全面掌握各类设计原则前提下的仔细规划是一次性成功设计的保证。</p>

<p>RF电路设计的常见问题</p>

<p>1、数字电路模块和模拟电路模块之间的干扰</p>

【科普】RFID基础详解

<p>RFID (radio frequency identification)是指使用近距离无线通信的自动识别技术。一般来说使用IC标签,通过无线信号识别、管理各种物品的系统和元件称为RFID。在此介绍RFID的特征和无线通信的原理等RFID基础知识。</p>

家庭音响用电源线静噪对策解决方案

<h3>对电源~音频电路的影响和对策</h3>

<p>为了使音频设备能够输出优质的声音,电源品质也很重要。</p>

<p>其他设备被连接到家庭音响的电源插座上时的THD+N结果如图1所示。</p>

<p>可知电源线上没有实施静噪对策时,可听领域整体THD+N劣化,而实施了静噪对策的,THD+N得到改善,音质变好。</p>

<p>在低频到高频范围内实施对策的对应大电流共模扼流线圈PLT10HH和方块形EMIFIL BNX系列是很有效的电源线静噪对策。</p>

盘点八大电路保护元器件

<p>作为一名电子工程师,对于电路不说必须要非常精通,但至少能够看得懂电路,知道电路保护器件的作用,在客户提出防护需求时,及时给出有效且具有实施性的整改意见。</p>

<p>电路保护元器件应用领域广泛,只要有电的地方就有安装电路保护元器件的必要,如各类家用电器、家庭视听及数码产品、个人护理等消费类电子产品、计算机及其周边、手机及其周边、照明、医疗电子、汽车电子、电力、工业设备等,涵盖人们生产生活的方方面面。</p>

开关电源中电感啸叫的原因

<p>电感是一种储能元件,用在LC振荡电路、中低频的滤波电路,DC-DC能量转换等等,其应用频率范围很少超过50MHz。</p>

<p>从阻抗频率曲线图可知,工作频率低于谐振频率时,电感器件表现出电感性,阻抗随着频率的升高而增大:当工作频率高于谐振频率时,电感器件表现出电容性,阻抗随着频率的升高而减小。因此,在应用中,应选择谐振频率点高于工作频率的电感为电源滤波选用电感时,需要注意以下几点。</p>

<p>①电感与电容组成低通滤波器时,电感值是一个很关键的参数。电感器件资料标称的电感值,是工作频率低于谐振频率点的值,如果工作频率高于谐振频率,则电感值将会随着工作频率的升高而急剧减小,逐步呈现电容性。</p>

片状多层陶瓷电容器绝缘阻抗值的规定和单位

<p>独石陶瓷电容器的绝缘电阻表示当在电容器端子之间施加直流电压 (无纹波) 时,在设定时间 (比如60秒) 之后施加电压和漏电流之间的比率。当一个电容器绝缘电阻的理论值无穷大时,因为实际电容器的绝缘电极之间的电流流量很小,实际电阻值是有限的。上述电阻值称为"绝缘电阻",并用兆欧[MΩ]和欧法拉[ΩF]等单位表示。</p>

<p><strong>绝缘电阻值的性能</strong></p>

电源布局与开关回路的识别

<p>在成功的电源设计中,电源布局是其中最重要的一个环节。但是,在如何做到这一点方面,每个人都有自己的观点和理由。事实是,很多不同的解决方案都是殊途同归;如果设计不是真的一团糟,多数电源都是可以正常工作的。</p>

<p>当然,这其中也有一些通用性规则,例如:</p>

减小电磁干扰的PCB设计原则

<p>电磁兼容性设计与具体电路有着密切的关系,为了进行电磁兼容性设计,设计者需要将辐射(从产品中泄漏的射频能量)减到最小,并增强其对辐射(进入产品中的能量)的易感性和抗干扰能力。而对于低频时常见的传导耦合,高频时常见的辐射耦合,切断其耦合途径是在设计时务必应该给予充分重视的。</p>

<p><strong>PCB的设计原则</strong></p>

<p>由于电路板集成度和信号频率随着电子技术的发展越来越高,不可避免的要带来电磁干扰,所以在设计PCB时应遵循以下原则,使电路板的电磁干扰控制在一定的范围内,达到设计要求和标准,提高电路的整体性能。</p>

常见的几种电路保护方式

<p>相比朋友的建议,我们总是更期望专业人士能够多指点一二。本篇小编就将整理好的常见的几种电路保护方式分享给大家,希望能够帮助到大家。</p>

<p><strong>过压保护:</strong>当被保护线路的电源电压高于一定数值时,保护器切断该线路;当电源电压恢复到正常范围时,保护器自动接通。常见的过压保护器件有陶瓷气体放电管、TVS放电管、ESD静电保护器件、半导体放电管、压敏电阻、贴片压敏电阻。</p>

<p><strong>过流保护:</strong>当被保护线路负载增大,而产生大于1.2倍额定电流时,保护器延时后切断该线路。常用到的过流保护器件有自恢复保险丝。</p>

PCB设计布线中的3种特殊走线技巧

<p>布线(Layout)是PCB设计工程师最基本的工作技能之一。走线的好坏将直接影响到整个系统的性能,大多数高速的设计理论也要最终经过Layout得以实现并验证,由此可见,布线在高速PCB设计中是至关重要的。下面将针对实际布线中可能遇到的一些情况,分析其合理性,并给出一些比较优化的走线策略。</p>

<p>主要从直角走线,差分走线,蛇形线等三个方面来阐述。</p>

<p>1.直角走线</p>

超级电容案例分享(2)——解决可穿戴设备的电源设计问题

<p>我现在正在进行手表型可穿戴终端的设计研发。</p>

<p>和智能手机协作以及GPS功能自然不必说,检测运动状态的加速度传感器和陀螺仪传感器、心脏检测仪、钱包功能等安装多个功能,致力于可用于多种目的的产品。</p>

<p>但是,可穿戴终端小型且外观智能是很重要的,所以电源要尽可能的小,想尽可能地将其控制在1块纽扣电池大小。而如果这样做的话,同时使用多个功能时的负载变大,工作有可能变得不稳定,发生断电等。</p>

共模干扰的处理妙法

<p>经常在实际操作中,对系统损伤最大的都是低频的共模干扰,譬如大功率电机、断路器或开关,短路,雷击感应等,这些类型大都是外来的共模信号,其脉宽在数百us到s之间,周期最长也是数秒,这样的脉冲持续引起对地的高电压波动,从而损伤系统。但是对于高频共模干扰,从干扰源开始,大部分能量是以辐射的方式作为能量传输途径的,而且这样的共模干扰多产生于系统本身。</p>

<p>1.对接地产品而言,当然希望线缆上传导过来的共模干扰,通过电容或瞬态抑制器件,导向大地或机壳,防止其干扰敏感电路(如CPU)。</p>

一文详述LoRaWan协议

<p><strong>终端协议架构</strong><br />
LoRaWAN是 LoRa联盟推出的一个基于开源的MAC层协议的低功耗广域网(Low Power Wide Area Network, LPWAN)标准。这一技术可以为电池供电的无线设备提供局域、全国或全球的网络。LoRaWAN瞄准的是物联网中的一些核心需求,如安全双向通讯、移动通讯和静态位置识别等服务。该技术无需本地复杂配置,就可以让智能设备间实现无缝对接互操作,给物联网领域的用户、开发者和企业自由操作权限。LoRaWan通讯协议,终端协议架构如下图所示。</p>

LED电源有哪些重要的保护模式

<p>&nbsp;在这里不只是对LED电源,每一种商品都有自个一套的维护方法,那该如何来知道LED电源,LED电源是电源的一种,是建立在向电子设备供给功率的装置,也称电源供应器,它是供给灯光照明电能和供给计算机中一切部件所需求的电能。关于维护模式,就必须知道它的过渡电路、过冲电路、过压电路、直通电路。</p>

<p><strong>第一、过流电路:</strong>首先要知道当呈现负载短路、过载或许控制电路失效等意外状况时,会引起流过开关管的电流过大,使管子功耗增大、发热,若没有过流维护装置,大功率开关管就也许损坏; 调理电路失效还也许致使LED过流损坏。 过流维护一般经过取样电阻或霍尔传感器等来检查、对比,从而完成维护,但它们都有体积大和本钱高的缺陷。&nbsp;</p>

聚合物电容器和MLCC电容的区别

<p>传统的有些使用了电解液的铝电解电容器(罐状)或者使用了二氧化锰的钽电解电容器是相对而言比较便宜,但是在频率特性、温度特性、使用寿命和可靠性方面来说要劣于聚合物电容器。村田公司的多层型聚合物铝电解电容器ECAS系列和其他的高分子型相比,虽然产品阵容相对较少,但是有卓越的频率特性。</p>

笔记本电脑中的电源线MLCC啸叫对策

<p>以往,电子设备上多使用钽电容器和铝电解电容器,但是近年来由于产品小型化和可靠性问题,已经开始替换为陶瓷电容器。</p>

<p>随着电子设备的多功能化和静音化的发展,笔记本电脑和移动电话(智能手机)、数码相机、薄型电视等电源电路中,以往不起眼的陶瓷电容器产生的『啸叫(声音)』成为一大设计难题。</p>

<p>笔记本电脑中,电源线上使用的电容器产生的『啸叫(声音)』成为难题。</p>

<p>当更改为睡眠状态/摄像头启动等工作模式时,笔记本电脑的内部工作将发生变化,因此『啸叫(声音)』的大小根据工作模式而变化,听的方式也不同。</p>

超级电容案例分享(1)——解决小型设备电源输出问题

<p>我是进行小型通讯设备研发的技术人员。目前正在设计孩子和老年人携带的、可以探知位置的GPS跟踪器。是通过远程智能手机等终端发送命令,反馈位置信息的设备。</p>

<p>想要使用1块纽扣型电池,但是为了确保在信号不好的地方能够准确发送信息,需要大的峰值输出。使用1块纽扣电池的话,可知峰值输出不够。尽管如此,如果更换成输出大的电池,则电池尺寸也会增大,虽然可以实现输出,但主体的尺寸变得太大。是否有什么好的解决方法呢?</p>

<p><strong>能够在小型设备需要峰值时毫无保留地辅助必要的大的输出</strong></p>

单片机实现EMC设计时的3点细节建议

<p>单片机实现EMC设计需注意的以下的情况:</p>

<p><strong>1、单片机的工作频率</strong></p>

<p>1.1单片机的设计应根据客户的需求来选择较低的工作频率</p>

<p>首先介绍一下这样做的优点:采用低的晶振和总线频率使得我们可以选择较小的单片机满足时序的要求,这样单片机的工作电流可以变得更低,最重要的是VDD到VSS的电流峰值会更小。</p>