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基本概念:线与逻辑、锁存器、缓冲器、建立时间、缓冲时间(2005-10-09 09:58:00)
摘要:锁存器:输出端的状态不会随输入端的状态变化而变化,只有在有锁存信号时输入的状态被保存到输出,直到下一个锁存信号。通常只有0和1两个值。典型的逻辑电路是D触发器。
缓冲器:多用在总线上,提高驱动能力、隔离前后级,缓冲器多半有三态输出功能。
三态缓冲器就是典型的线与逻辑器件,可允许多个器件挂在一条总线上,当然OC输出也可用在线与逻辑应用上。
OC门,又称集电极开路(漏极开路)与非门门电路,Open Collector(Open Drain)。为什么引入OC门?实际使用中,有时需要两个或两个以上与非门的输出端连接在同一条导线上,将这些与非门上的数据(状态电平)用同一条导线输送出去。因此,需要一种新的与非门电路--OC门来实现“线与逻辑”。OC门主要用于3个方面:实现与或非逻辑,用做电平转换,用做驱动器。由于OC门电路的输出管的集电极悬空,使用时需外接一个上拉电阻Rp到电源VCC。OC门使用上拉电阻以输出高电平,此外为了加大输出引脚的驱动能力,上拉电阻阻值的选择原则,从降低功耗及芯片的灌电流能力考虑应当足够大;从确保足够的驱动电流考虑应当足够小。
线与逻辑,即两个输出端(包括两个以上)直接互连就可以实现“AND”的逻辑功能。在总线传输等实际应用中需要多个门的输出端并联连接使用,而一般TTL门输出端并不能直接并接使用,否则这些门的输出管之间由于低阻抗形成很大的短路电流(灌电流),而烧坏器件。在硬件上,可用OC门或三态门(ST门)来实现。 用OC门实现线与,应同时在输出端口应加一个上拉电阻。
三态门(ST门)主要用在应用于多个门输出共享数据总线,为避免多个门输出同时占用数据总线,这些门的使能信号(EN)中只允许有一个为有效电平(如高电平),由于三态门的输出是推拉式的低阻输出,且不需接上拉(负载)电阻,所以开关速度比OC门快,常用三态门作为输出缓冲器。
建立时间和保持时间
图1
建立时间(setup time)是指在触发器的时钟信号上升沿到来以前,数据稳定不变的时间,如果建立时间不够,数据将不能在这个时钟上升沿被打入触发器;保持时间(hold time)是指在触发器的时钟信号上升沿到来以后,数据稳定不变的时间, 如果保持时间不够,数据同样不能被打入触发器。 如图1 。 数据稳定传输必须满足建立和保持时间的要求,......
阻抗匹配(2005-10-06 18:03:00)
摘要:阻抗匹配(Impedance matching)是微波电子学里的一部分,主要用于传输线上,来达至所有高频的微波信号皆能传至负载点的目的,不会有信号反射回来源点,从而提升能源效益。
大体上,阻抗匹配有两种,一种是透过改变阻抗力(lumped-circuit matching),另一种则是调整传输线的波长(transmission line matching)。
要匹配一组线路,首先把负载点的阻抗值,除以传输线的特性阻抗值来归一化,然后把数值划在史密夫图表上。
改变阻抗力
把电容或电感与负载串联起来,即可增加或减少负载的阻抗值,在图表上的点会沿著代表实数电阻的圆圈走动。如果把电容或电感接地,首先图表上的点会以图中心旋转180度,然后才沿电阻圈走动,再沿中心旋转180度。重覆以上方法直至电阻值变成1,即可直接把阻抗力变为零完成匹配。
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调整传输线
由负载点至来源点加长传输线,在图表上的圆点会沿著图中心以逆时针方向走动,直至走到电阻值为1的圆圈上,即可加电容或电感把阻抗力调整为零,完成匹配
阻抗匹配则传输功率大,对于一个电源来讲,单它的内阻等于负载时,输出功率最大,此时阻抗匹配。最大功率传输定理,如果是高频的话,就是无反射波。对于普通的宽频放大器,输出阻抗50Ω,功率传输电路中需要考虑阻抗匹配,可是如果信号波长远远大于电缆长度,即缆长可以忽略的话,就无须考虑阻抗匹配了。阻抗匹配是指在能量传输时,要求负载阻抗要和传输线的特征阻抗相等,此时的传输不会产生反射,这表明所有能量都被负载吸收了.反之则在传输中有能量损失。高速PCB布线时,为了防止信号的反射,要求是线路的阻抗为50欧姆。这是个大约的数字,一般规定同轴电缆基带50欧姆,频带75欧姆,对绞线则为100欧姆,只是取个整而已,为了匹配方便.
阻抗从字面上看就与电阻不一样,其中只有一个阻字是相同的,而另一个抗字呢?简单地说,阻抗就是电阻加电抗,所以才叫阻抗;周延一点地说,阻抗就是电阻、电容抗及电感抗在向量上的和。在直流电的世界中,物体对电流阻碍的作用叫做电阻,世界上所有的物质都有电阻,只是电阻值的大小差异而已。电阻小的物质称作良导体,电阻很大的物质称作非导体,而最近在高科技领域中称的超导体,则是一种电阻值几近于零的东西。但是在交流电的领域中则除了电阻会阻碍电流以外,电容及电感也会阻碍电流的流动,这......
耦合(2005-10-05 21:14:00)
摘要: 耦合指信号由第一级向第二级传递的过程,一般不加注明时往往是指交流耦合。退耦是指对电源采取进一步的滤波措施,去除两级间信号通过电源互相干扰的影响。耦合常数是指耦合电容值与第二级输入阻抗值乘积对应的时间常数
退耦有三个目的:1.就如GZACC442兄所说,将电源中的高频纹波去除,将多级放大器的高频信号通过电源相互串扰的通路切断;2.大信号工作时,电路对电源需求加大,引起电源波动,通过退耦降低大信号时电源波动对输入级/高电压增益级的影响;3.形成悬浮地或是悬浮电源,在复杂的系统中完成各部分地线或是电源的协调匹配。
......
基础电容知识总结(2005-10-05 21:01:00)
摘要:从电路来说,总是存在驱动的源和被驱动的负载。如果负载电容比较大,驱动电路要把电容充电、放电,才能完成信号的跳变,在上升沿比较陡峭的时候,电流比较大,这样驱动的电流就会吸收很大的电源电流,由于电路中的电感,电阻(特别是芯片管脚上的电感,会产生反弹),这种电流相对于正常情况来说实际上就是一种噪声,会影响前级的正常工作。这就是耦合。
去藕电容就是起到一个电池的作用,满足驱动电路电流的变化,避免相互间的耦合干扰。
旁路电容实际也是去藕合的,只是旁路电容一般是指高频旁路,也就是给高频的开关噪声提高一条低阻抗泄防途径。高频旁路电容一般比较小,根据谐振频率一般是0.1u,0.01u等,而去耦合电容一般比较大,是10u或者更大,依据电路中分布参数,以及驱动电流的变化大小来确定。
旁路是把输入信号中的干扰作为滤除对象,而去耦是把输出信号的干扰作为滤除对象,防止干扰信号返回电源。这应该是他们的本质区别。(转)
去耦电容在集成电路电源和地之间的有两个作用:一方面是本集成电路的蓄能电容,另一方面旁路掉该器件的高频噪声。数字电路中典型的去耦电容值是0.1μF。这个电容的分布电感的典型值是5μH。0.1μF的去耦电容有5μH的分布电感,它的并行共振频率大约在7MHz左右,也就是说,对于10MHz以下的噪声有较好的去耦效果,对40MHz以上的噪声几乎不起作用。1μF、10μF的电容,并行共振频率在20MHz以上,去除高频噪声的效果要好一些。每10片左右集成电路要加一片充放电电容,或1个蓄能电容,可选10μF左右。最好不用电解电容,电解电容是两层薄膜卷起来的,这种卷起来的结构在高频时表现为电感。要使用钽电容或聚碳酸酯电容。去耦电容的选用并不严格,可按C=1/F,即10MHz取0.1μF,100MHz取0.01μF。
分布电容是指由非形态电容形成的一种分布参数。一般是指在印制板或其他形态的电路形式,在线与线之间、印制板的上下层之间形成的电容。这种电容的容量很小,但可能对电路形成一定的影响。在对印制板进行设计时一定要充分考虑这种影响,尤其是在工作频率很高的时候。也成为寄生电容,制造时一定会产生,只是大小的问题。布高速PCB时,过孔可以减少板层电容,但会增加电感。
分布电感是指在频率提高时,因导体自感而造成的阻抗增加.
电容器选用......
电气专业词汇(2005-09-16 16:32:00)
摘要:偶是做电气控制的,这里好象同僚不多吗
随便发一点,顺便找几个同道中人:)
集散控制系统——Distributed Control System(DCS)
现场总线控制系统——Fieldbus Control System(FCS)
监控及数据采集系统——Supervisory Control And Data Acqusition(SCADA)
可编程序控制器——Programmable Logic Controller(PLC)
可编程计算机控制器——Programmable Computer Controller(PCC)
工厂自动化——Factory Automation(FA)
过程自动化——Process Automation(PA)
办公自动化——Office Automation(OA)
管理信息系统——Management Information System(MIS)
楼宇自动化系统——Building Automation System
人机界面——Human Machine Interface(HMI)
工控机——Industrial Personal Computer(IPC)
单片机——Single Chip Microprocessor
计算机数控(CNC)
远程测控终端——Remote Terminal Unit(RTU)
上位机——Supervisory Computer
图形用户界面(GUI)
人工智能——Artificial Intelligent(AI)
智能终端——Intelligent Terminal
模糊控制——Fuzzy Control
组态——Configuration
仿真——Simulation
冗余——Redundant
客户/服务器——Client/Server
网络——Network
设备网——DeviceNET
基金会现场总线——foundation fieldbus(FF)
现场总线——Fieldbus
以太网——Ethernet
变频器——Inverter
脉宽调制......
高速设计中的特性阻抗问题-2(2005-09-01 20:54:00)
摘要:线路的阻抗
对电池来说,当信号沿着传输线传播,并且每隔0.01纳秒对连续0.06英寸传输线段进行充电。从电源获得恒定的电流时,传输线看起来像一个阻抗器,并且它的阻抗值恒定,这可称为传输线路的“浪涌”阻抗(surge impedance)。
同样地,当信号沿着线路传播时,在下一步之前,0.01纳秒之内,哪一种电流能把这一步的电压提高到1伏特?这就涉及到瞬时阻抗的概念。
从电池的角度看时,如果信号以一种稳定的速度沿着传输线传播,并且传输线具有相同的横截面,那么在0.01纳秒中每前进一步需要相同的电荷量,以产生相同的信号电压。当沿着这条线前进时,会产生同样的瞬时阻抗,这被视为传输线的一种特性,被称为特性阻抗。如果信号在传递过程的每一步的特性阻抗相同,那么该传输线可认为是可控阻抗传输线。
瞬时阻抗或特性阻抗,对信号传递质量而言非常重要。在传递过程中,如果下一步的阻抗和上一步的阻抗相等,工作可顺利进行,但若阻抗发生变化,那会出现一些问题。
为了达到最佳信号质量,内部连接的设计目标是在信号传递过程中尽量保持阻抗稳定,首先必须保持传输线特性阻抗的稳定,因此,可控阻抗板的生产变得越来越重要。另外,其它的方法如余线长度最短化、末端去除和整线使用,也用来保持信号传递中瞬时阻抗的稳定。
特性阻抗的计算
简单的特性阻抗模型:Z=V/I,Z代表信号传递过程中每一步的阻抗,V代表信号进入传输线时的电压,I代表电流。I=±Q/±t,Q代表电量,t代表每一步的时间。
电量(来源于电池):±Q=±C×V,C代表电容,V代表电压。电容可以用传输线单位长度容量CL和信号传递速度v来推导。单位引脚的长度值当作速度,再乘以每步所需时间t, 则得到公式: ±C=CL×v×(±)t。
综合以上各项,我们可以得出特性阻抗:
Z=V/I=V/(±Q/±t)=V/(±C×V/±t)=V/(CL×v×(±)t×V/±t)=1/(CL×v)
可以看出,特性阻抗跟传输线单位长度容量和信号传递速度有关。为了区别特性阻抗和实际阻抗Z,我们在Z后面加上0。传输线特性阻抗为:Z0=1/(CL×v)
对特性阻抗的一种浅显易懂的解释 (2005-09-01 20:47:00)
摘要:
作者:不详 文章来源:PCBTech 点击数:155 更新时间:2005-4-14
抽象又复杂的数位高速逻辑原理,与传输线中方波讯号的如何传送, 以及如何确保其讯号完整性(Signal Integrity),降低其杂讯(Noise)减少之误动作等专业表达,若能以简单的生活实例加以说明,而非动则搬来一堆数学公式与难懂的物理语言者,则对新手或隔行者之启迪与造福,实有事半功倍举重若轻之受用也。
然而,众多本科专业者,甚至杏坛为师的博士教授们,不知是否尚未真正进入情况不知其所以然?亦或是刻意卖弄所知以慑服受教者则不得而知,或是二者心态兼有之!坊间大量书籍期刊文章,多半也都言不及义缺图少例,确实让人雾里看花,看懂了反倒奇怪呢!
笔者近来获得一份有关阻抗控制的简报资料,系电性测试之专业日商HIOKI所提供。其内容堪称文要图简一看就懂,令人爱不释手。正是笔者长久以来所追求的境界,大喜之下乃征得原著“问港建”公司的同意,并经由港建公司廖丰莹副总的大力协助,以及原作者山崎浩(Hiroshi Yamazaki)及其上司金井敏彦(Toshihiko Kanai)等解惑下,得以完成此文,在此一并感谢。并欢迎所有前辈先进们,多多慨赐类似资料嘉惠学子读者,则功在业界善莫大焉。
一 .将讯号的传输看成软管送水浇花
1.1 数位系统之多层板讯号线(Signal Line)中,当出现方波讯号的传输时,可将之假想成为软管(hose)送水浇花。一端于手握处加压使其射出水柱,另一端接在水龙头。当握管处所施压的力道恰好,而让水柱的射程正确洒落在目标区时,则施与受两者皆欢而顺利完成使命,岂非一种得心应手的小小成就?
1.2 然而一旦用力过度水注射程太远,不但腾空越过目标浪费水资源,甚至还可能因强力水压无处宣泄,以致往来源反弹造成软管自龙头上的挣脱!不仅任务失败横生挫折,而且还大捅纰漏满脸豆花呢!
1.3 反之,当握处之挤压不足以致射程太近者,则照样得不到想要的结果。过犹不及皆非所欲,唯有恰到好处才能正......
阻抗匹配(2005-09-01 20:43:00)
摘要:-- 关于电阻排的布线
我在高速电路中布线时,
因为两个芯片之间的距离比较远,所以头儿建议加一个电阻排,
可是听说电阻排在高速电路中布线比较讲究,说是精度比较高,
一般的必须让线等长,如果还是觉得比较远的话,就要再加电阻了
理论原因:
1串联终端
串联终端是在驱动装置的输出端串联一个终端电阻,这个电阻的位置要越靠近驱动装置的输出端越好.也就是说驱动装置的输出端与终端电阻的导线尽可能短,其目的是在于希望能让该终端电阻变成驱动装置输出阻抗的一部分,如果驱动装置与终端电阻间的导线过长,因而出现传输线效应的话,那么终端技巧的效果会大打折扣.另外为了要减少驱动装置与终端电阻的长度,终端电阻最好采用SMD技术的电阻.
2并联终端
并联终端技巧是在接收装置的输入端连接一个终端电阻(又称为上拉电阻)到一个VCC电源,被接上的电阻阻值等于导线的特性阻抗.理论上,你也可以将终端电阻改接到地端,但这样一来,TTL兼容的装置就没办法提供足够的驱动能力.
并联终端技巧最早是IBM公司提出的,故又叫IBM终端.
3戴维南终端(分离式终端技巧)
戴维南终端是采用两个终端电阻,分别连接到VCC和GND.......
4交流终端
交流终端是在接收装置的输入端接上一个并联终端电阻和一个隔离电容.来防止传输路径上的DC电流,达到减少功率消耗的目的.
5二极管终端
二极管终端较适用于线路的特性阻抗未知的环境.....
总论
依摆放终端电阻的位置,可分为两种,第一种是将终端电阻摆放在驱动装置的输出端,以串联电阻为代表,这种终端主要目的是用于两次反射.第二种是将终端电阻放在接收装置的输入端,以并联,戴维南和交流为代表,这种终端主要目的是用于一次反射.而二极管终端基本上不能称真正的终端技巧,通常在设计阶段,较少采用.总的来说,采用终端技巧改善反射现象是最经济的方法之一.但是并非毫无缺点,同时不同的逻辑家族和规格所适用的终端技巧也不一样.
......
步进电机c程序(2005-08-31 20:24:00)
摘要:*
* STEPPER.C
* sweeping stepper's rotor cw and cww 400 steps
* Copyright (c) 1999 by W.Sirichote
*/
#include c:\mc51\8051io.h /* include i/o header file */
#include c:\mc51\8051reg.h
register unsigned char j,flag1,temp;
register unsigned int cw_n,ccw_n;
unsigned char step[8]={0x80,0xc0,0x40,0x60,0x20,0x30,0x10,0x90}
#define n 400
/* flag1 mask byte
0x01 run cw()
0x02 run ccw()
*/
main()
{
flag1=0;
serinit(9600);
disable(); /* no need timer interrupt */
cw_n = n; /* initial step number for cw */
flag1 |=0x01; /* initial enable cw() */
while(1){
{
tick_wait(); /* wait for 10ms elapsed */
energize(); &nb......
元件封装(2005-08-05 16:00:00)
摘要:protel元件封装总结
零件封装是指实际零件焊接到电路板时所指示的外观和焊点的位置。是纯粹的空间概念.因此不同的元件可共用同一零件封装,同种元件也可有不同的零件封装。像电阻,有传统的针插式,这种元件体积较大,电路板必须钻孔才能安置元件,完成钻孔后,插入元件,再过锡炉或喷锡(也可手焊),成本较高,较新的设计都是采用体积小的表面贴片式元件(SMD)这种元件不必钻孔,用钢膜将半熔状锡膏倒入电路板,再把SMD元件放上,即可焊接在电路板上了。
电阻 AXIAL
无极性电容 RAD
电解电容 RB-
电位器 VR
二极管 DIODE
三极管 TO
电源稳压块78和79系列 TO-126H和TO-126V
场效应管 和三极管一样
整流桥 D-44 D-37 D-46
单排多针插座 CON SIP
双列直插元件 DIP
晶振 XTAL1
电阻:RES1,RES2,RES3,RES4;封装属性为axial系列
无极性电容:cap;封装属性为RAD-0.1到rad-0.4
电解电容:electroi;封装属性为rb.2/.4到rb.5/1.0
电位器:pot1,pot2;封装属性为vr-1到vr-5
二极管:封装属性为diode-0.4(小功率)diode-0.7(大功率)
三极管:常见的封装属性为to-18(普通三极管)to-22(大功率三极管)to-3(大功率达林
顿管)
电源稳压块有78和79系列;78系列如7805,7812,7820等
79系列有7905,7912,7920等
常见的封装属性有to126h和to126v
......