技术
<p><em>作者：Bonnie Baker,Digi-Key 北美编辑</em></p>
<p>温度传感器是电子行业中应用最广泛的传感器之一，应用范围包括校准、安全、暖通空调 (HVAC) 等。尽管应用广泛，但是设计人员若要以最低的成本实现最高精度的性能，温度传感器及其实现仍然极具挑战性。</p>
<p>温度检测的方法有许多种。最常见的方法是使用热敏电阻、电阻温度检测器 (RTD)、热电偶或硅温度计等温度传感器。不过，选择合适的传感器只是解决方案的一部分。在此之后，所选传感器必须连接信号链，该信号链不仅要保持信号完整性，还要精确补偿特定检测技术的独有特性，以确保能够提供精确的数字化温度值。</p>
<p><strong>第1章 何谓功率电感器？</strong></p>
<p><strong>1.1 功率电感器概要</strong></p>
<p>线圈是呈螺旋状的电极的总称。其中，用于电气用途线圈被称为电感器，并且可以分为两类，一类是用于信号系统的RF电感器，另一类是用于电源系统的功率电感器。本项中说明的功率电感器，是在DC-DC转换器等的电压转换电路中，构成其一部分的元件。</p>
<p>下面说明功率电感器在DC-DC转换器中的作用。功率电感器被用于将某种电压转换为所需电压的升压、降压，或者被用于升降压电路。其中，主要在开关调节器式电路中使用。</p>
<p>零线与地线并不是同一概念，零线是中线的俗称，是电力部门提供的工作线路。就是说我们每家每户使用的两线照明线路，一线称相线(火线)，另一线则是中线(零线)。目前电力系统的供电方式绝大部分是采用三相四线制。为减小电能的损失，在输电过程中采用远距离高压输电，即三相输电，到城镇通过变压器降为市电单相220V和三相380V供给不同的用户，中线(零线)就是三相高压输入变压器变为四线低压供给用户的工作线路之一。<br />
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地线是接地装置的简称，地线又分为工作接地和安全性接地，其中安全性接地又可分为保护接地、防雷击接地和防电磁辐射接地。</p>
<p><strong>接地的几种常见的类型</strong></p>
<p>传统的线性稳压电源虽然电路结构简单、工作可靠，但它存在着效率低（只有 40% － 50% ）、体积大、铜铁消耗量大，工作温度高及调整范围小等缺点。</p>
<p>为了提高效率，人们研制出了开关式稳压电源，它的效率可达 85% 以上，稳压范围宽，除此之外，还具有稳压精度高、不使用电源变压器等特点，是一种较理想的稳压电源。</p>
<p>本文对各类开关电源的工作原理作一阐述：</p>
<p><strong>一、开关式稳压电源的基本工作原理</strong></p>
<p>元器件正朝着高速低耗小体积高抗干扰性的方向发展，这一发展趋势对印刷电路板的设计提出了很多新要求。PCB设计是电子产品设计的重要阶段，当电原理图已经设计好后，根据结构要求，按照功能划分确定采用几块功能板，并确定每块功能板PCB外型尺寸、安装方式，还必须同时考虑调试、维修的方便性，以及屏蔽、散热、EMI性能等因素。需要工程人员确定布局布线方案，确定关键电路和信号线和布线方法细节，以及应该遵从的布线原则。PCB设计过程的几个阶段都必须进行检查、分析和修改。整个布线完成后，再经过全面规则检查，才能拿去加工。</p>
<p><strong>一、引言</strong></p>
<p><strong>1.电磁干扰的产生与传输</strong></p>
<p>电磁干扰传输有两种方式：一种是传导传输方式，另一种则是辐射传输方式。传导传输是在干扰源和敏感设备之间有完整的电路连接，干扰信号沿着连接电路传递到接收器而发生电磁干扰现象。</p>
<p>辐射传输是干扰信号通过介质以电磁波的形式向外传播的干扰形式。常见的辐射耦合有三种：1）一个天线发射的电磁波被另一个天线意外地接收，称为天线对天线的耦合；2）空间电磁场经导线感应而耦合，称为场对线的耦合。3）两根平等导线之间的高频信号相互感应而形成的耦合，称为线对线的感应耦合。</p>
<p>说到PCB板，很多朋友会想到它在我们周围随处可见，从一切的家用电器，电脑内的各种配件，到各种数码产品，只要是电子产品几乎都会用到PCB板，那么到底什么是PCB板呢?PCB板就是PrintedCircuitBlock,即印制电路板，供电子组件安插,有线路的基版。通过使用印刷方式将镀铜的基版印上防蚀线路,并加以蚀刻冲洗出线路。</p>
<p>在学电子电路中，要学会分析电路，就从了解电路的三种状态开始。电路有哪三种状态：通路(负载)、短路、开路(空载)三种状态下的电源电压分别是U=E-IR， U=0。U=E，以下内容分别介绍这三种状态的具体情况。</p>
<p><strong>1、通路状态</strong></p>
<p>通路就是电路中的开关闭合，负载中有电流流过。在这种状态下，电源端电压与负载电流的关系可以用电源外特性确定，根据负载的大小，又分为满载、轻载、过载三种情况。负载在额定功率下的工作状态叫额定工作状态或满载;低于额定功率的工作状态叫轻载;高于额定功率的工作状态叫过载。由于过载很容晚烧坏电器，所以一般情况都不允许出现过载。</p>
<p>电子设备接入电源最怕的就是正负极接反了。若没有防反接电路，那就不知会发生什么情况了， 元件损坏那是肯定的了。所以一般电路都会加反接电路，如下介绍几种常用电路。</p>
<p>1、利用一个二极管防反接电路</p>
<p>电子工程师在实际操作中常常碰到各种各样的故障，特定元器件的故障是有规律可循的，今天这篇文章就来总结一下电子元器件的故障规律，将工程师们在实际应用中总结的经验，分享给大家。</p>
<p>1、电阻损坏的特点</p>
<p>电阻是电器设备中数量最多的元件，但不是损坏率最高的元件。电阻损坏以开路最，阻值变大较少见，阻值变小十分少见。常见的有碳膜电阻、金属膜电阻、线绕电阻和保险电阻几种。</p>
<p>前两种电阻应用最广，其损坏的特点一是低阻值（100Ω以下）和高阻值（100kΩ）的损坏率较高，阻值（如几百欧到几十千欧）的极少损坏；二是低阻值电阻损坏时往往是烧焦发黑，很容易发现，而高阻值电阻损坏时很少有痕迹。</p>
<p>电容种类繁杂，但无论再怎么分类，其基本原理都是利用电容对交变信号呈低阻状态。交变电流的频率f越高，电容的阻抗就越低。旁路电容起的主要作用是给交流信号提供低阻抗的通路;去耦电容的主要功能是提供一个局部的直流电源给有源器件，以减少开关噪声在板上的传播和将噪声引导到地，加入去耦电容后电压的纹波干扰会明显减小;滤波电容常用于滤波电路中。</p>
<p>对于理想的电容器来说，不考虑寄生电感和电阻的影响，那么在电容设计上就没有任何顾虑，电容的值越大越好。但实际情况却相差很远，并不是电容越大对高速电路越有利，反而小电容才能被应用于高频。</p>
<p>浪涌电流可能对电路元件造成毁灭性影响，因此在电路设计时正确选择过流保护元器件十分必要。本文着重介绍一种防止浪涌电流的主要元器件：热敏电阻，对于负温度系数（NTC）热敏电阻和正温度系数（PTC）热敏电阻的原理、应用以及选型要领做了详细地说明。</p>
<p>当打开电机、变压器、驱动器、镇流器和电源等电气设备时，浪涌峰值涌流可能比电路的稳态工作电流大几倍。</p>
<p>这种浪涌电流可能对电路元件造成毁灭性影响。开关和继电器的接触和分离可能会产生电弧，还可能使开关触点焊接在一起。高涌流严重地影响转换器、输入整流器和电容器，是造成保险丝和断路器故障的最常见原因。</p>
<p>电源平面的处理，在 PCB设计中占有很重要的地位。在一个完整的设计项目中，通常电源的处理情况能决定此次项30%-50%的成功率。</p>
<p>本次给大家介绍在PCB设计过程中电源平面处理应该考虑的基本要素。</p>
<p>1、做电源处理时，首先应该考虑的是其载流能力，其中包含 2 个方面。</p>
<p>地环路经常来无踪，去无影，只在示波器上留下一道痕迹。在电子设备正常工作的时候，它就突然出现了，然后又消失了。</p>
<img alt="地环路" data-align="center" data-entity-type="file" data-entity-uuid="83ed182f-d354-4bac-9b51-618b438d8af2" src="/sites/default/files/inline-images/01_28.png" />
<p>陶瓷有绝缘性、磁性、介电性、导电性（半导电性）等多种电磁性能。 </p>
<p>陶瓷传感器材料与金属传感器材料相比，其主要特点是弹性性能高、滞后小，在小位移时其耐疲劳性、长期稳定性及耐腐蚀性均较好。陶瓷在破碎以前，其应力-应变关系始终保持线性，最适于制作高温工作下的弹性元件。同时，陶瓷材料价格低廉，因此，在传感器材料中陶瓷材料受到髙度重视。</p>
<p>陶瓷传感器材料可分为两类：检测能量的物理传感器材料和识别化学物质及其含量的化学传感器材料。前者敏感光、热、压力和声等能量，可构成热、位置、速度、红外等传感器；后者接受化学物质而产生能量变化，可构成气敏等传感器。传感器用陶瓷材料的种类较多，但大都是氧化物陶瓷。 </p>
<p>LED大屏幕核心元器件是由LED灯珠及IC驱动组成，由于LED对于静电很敏感，静电过大会导致发光二极管击穿，因此安装LED大屏幕过程中必须要做好接地措施，才能避免死灯的风险。</p>
<p>LED大屏幕的工作电压在5V左右，一般工作电流为20毫安以下，LED的工作特性决定了它面对静电和异常电压或电流冲击的抗性十分脆弱。这就需要我们在生产和使用过程中认识到这一点，并给予足够的重视，采取有效措施对LED大屏幕进行保护。而电源接地是LED大屏幕常用的一种保护方法。</p>
<p>PCB设计工程师在设计多层PCB电路板之前，需要根据电路的规模、电路板的尺寸和电磁兼容（EMC）的要求来确定所采用的电路板结构，也就是决定采用4层，6层，还是更多层数的电路板。待层数确定之后，工程师再确定内电层的放置位置以及如何在这些层上分布不同的信号。这便是多层PCB层叠结构的选择问题。</p>
<p>层叠结构是影响PCB板EMC性能的一个重要因素，也是抑制电磁干扰的一个重要手段，其重要性不言而喻。对每一个PCB工程师来说，叠层设计都是无法回避的重要问题。</p>
<p><strong>叠层设计的一般原则</strong></p>
<p>GQM系列与GRM系列最大的区别在于其结构的不同。(请参照图1)</p>
<p>GRM系列产品的内部电极使用的为镍(Ni)、钯(Pd)和银钯(AgPd)、而GQM系列产品则使用电阻率较低的铜(Cu)、从而实现了电容器的低ESR(等价串联电阻)化。</p>
<p>作为一个电子工程师（electronic engineer）必备技能：抄板，焊板，画板，仿真，编程，调试，创意，坚持。八大技能，你几级了？</p>
<p>我才一级，还要多打野，多补刀呀！虽然跟着师傅能混一些经验，但是还是要练好技能，自己搞点人头才能真正的提升经验。</p>
<p>抄板：此技能是寻求经典设计元素的来源，不得不学。学精不易，建议升到二级足以，经历转移到别的技能上。</p>
<p>1级，能够超出电源电路，画出电路图</p>
<p>2级，看懂电路图，快速理解其设计意图。</p>
<p>3级，从中学习智慧，评价其设计方案的好坏。</p>
