技术
在负载点(POL)降压转换器领域,同步变化的高边和低边有源开关已被广泛使用。图1显示了具有理想开关的此类电路。与使用无源肖特基二极管作为低边开关的架构相比,此类开关稳压器具有多项优势。主要优势是电压转换效率更高,因为与采用无源二极管的情况相比,低端开关承载电流时的压降更低。
开关电源的纹波是指,叠加在开关电源输出电压上,频率与开关频率一致的交流量,其产生原因是开关电源的电流纹波作用在电容的ESR上。而噪声一般是指全带宽下输出电压上叠加的交流量。
测量纹波、噪声,需要使用隔直板+同轴电缆,而隔直板上的电容容量需要根据开关频率进行确定。
纹波测量:用同轴电缆从电源模块上引出输出,接到隔直板上,然后再通过同轴电缆接入示波器。示波器阻抗选择50欧姆,AC耦合,带宽限制在20MHz,然后进行测量与读数。测出的波形一般近似于三角波。
噪声测量:将示波器的带宽限制取消,其余配置相同,然后进行测量与读数。
我们在测试纹波的时候,希望能够测试准确,不希望其他频段的干扰引入导致测试数据异常。所以用同轴电缆或者探头测试纹波的时候,地线的处理都尤为关键,否则会通过地线引入不必要的噪声。
<strong><font color="#004a85">■ ASIC(Application Specific Integrated Circuit,专用集成电路)</font> </strong>
ASIC 是为满足顾客特定需求而设计制造、面相特定用途的集成电路的总称。面向特定用途的集成电路分为全定制IC和半定制 IC。通常所说的ASIC主要指门阵列、嵌入式阵列、标准单元 ASIC、结构化 ASIC 等。
<strong><font color="#004a85">■ ASSP(Application Specific Standard Product,专用标准产品)</font> </strong>
Cadence Allegro现在几乎成为高速板设计中实际上的工业标准,最新版本是2011年5月发布的Allegro 16.5。和它前端产品 Capture 的结合,可完成高速、高密度、多层的复杂 PCB 设计布线工作。Allegro 有着操作方便、接口友好、功能强大(比如仿真方面,信号完整性仿真、电源完整性仿真都能做。)、整合性好等诸多优点,在做pcb高速板方面牢牢占据着霸主地位,这个世界上60%的电脑主板40%的手机主板可都是拿Allegro画的,广泛地用于通信领域和PC行业, 它被誉为是高端PCB工具中的流行者。
<strong>1、高频信号布线时要注意哪些问题?</strong>
答:1)信号线的阻抗匹配;2)与其他信号线的空间隔离;3)对于数字高频信号,差分线效果会更好。
对于正弦信号,流过一个元器件的电流和其两端的电压,它们的相位不一定是相同的。这种相位差是如何产生的呢?这种知识非常重要,因为不仅放大器、自激振荡器的反馈信号要考虑相位,而且在构造一个电路时也需要充分了解、利用或避免这种相位差。下面探讨这个问题。
首先,要了解一下一些元件是如何构建出来的;其次,要了解电路元器件的基本工作原理;第三,据此找到理解相位差产生的原因;第四,利用元件的相位差特性构造一些基本电路。
<strong>1、电阻、电感、电容的诞生过程</strong>
在高速PCB设计的学习中,有很多的知识点需要大家去了解和掌握,比如常见的信号完整性、反射、串扰、电源噪声、滤波等。本文就和大家分享10个和高速PCB设计相关的重要知识,希望对大家的学习有所帮助。
<strong>01、信号完整性</strong>
信号完整性(英语:Signal integrity,SI)是指信号在传输路径上的质量,传输路径可以是普通的金属线,可以是光学器件,也可以是其他媒质。
在短距离、低比特率的情况里,一个简单的导体可以忠实地传输信号。
而长距离、高比特率的信号如果通过几种不同的导体,多种效应可以降低信号的可信度,这样系统或设备不能正常工作。
随着集成电路输出开关速度提高以及PCB板密度增加,信号完整性已经成为高速数字PCB设计必须关心的问题之一。
线圈应该放在哪里?用于电压转换的开关稳压器使用电感来临时存储能量。这些电感的尺寸通常非常大,必须在开关稳压器的印刷电路板(PCB)布局中为其安排位置。这项任务并不难,因为通过电感的电流可能会变化,但并非瞬间变化。变化只可能是连续的,通常相对缓慢。
<strong>PoE技术简介</strong>
以太网供电(PoE)是一种标准以太网布线的双重功能技术,既作为数据传输设施,又作为向远程设备供电的手段。这项技术的出现在简化安装和提升互连效率方面提供了许多优势。应用于这项技术的常用设备包括:IP电话、安全摄影机、智能照明设备、现代智能办公设备等装置,它们都能采用PoE技术来完成设备供电。这样,就能省去配置电源线的费用,使整个装置更简洁,成本更低。
物联网的发展带旺了不少技术,其中无线通信技术应该是受益最多的,因为摆脱了线缆的牵绊,无线互连技术可以将物联网设备快捷地部署到任何地方。
不过,Wi-Fi、蓝牙这类无线局域网技术的兴盛,很大程度上也得益于蜂窝移动技术在物联网发展早期的缺位,而当5G来了,并且意欲通吃高速、低延时、低功耗等多个无线互连市场之后,这几个“老”技术身上的“鸭梨”,无疑会增大。
本文讨论了在电动汽车应用的功率转换器设计中选择CISSOID三相全桥1200V SiC MOSFET智能功率模块(IPM)体系所带来的益处,尤其表现在该体系是一个可扩展的平台系列。
现场可编程门阵列(FPGA)的起源可以追溯到20世纪80年代,从可编程逻辑器件(PLD)演变而来。自此之后,FPGA资源、速度和效率都得到快速改善,使FPGA成为广泛的计算和处理应用的首选解决方案,特别是当产量不足以证明专用集成电路(ASIC)的开发成本合理有效时。
FPGA取得快速发展,并广泛用于大规模部署。例如,继2013年试点项目中使用FPGA成功加快Bing搜索引擎的速度之后, Microsoft® 将配备FPGA的服务器使用范围扩展到云数据中心。
<strong>FPGA电源系统要求</strong>
单片射频器件大大方便了一定范围内无线通信领域的应用,采用合适的微控制器和天线并结合此收发器件即可构成完整的无线通信链路。它们可以集成在一块很小的电路板上,应用于无线数字音频、数字视频数据传输系统,无线遥控和遥测系统,无线数据采集系统,无线网络以及无线安全防范系统等众多领域。
<strong>1、数字电路与模拟电路的潜在矛盾</strong>
我们应该都清楚,MOSFET 的栅极和漏源之间都是介质层,因此栅源和栅漏之间必然存在一个寄生电容C<sub>GS</sub>和C<sub>GD</sub>,沟道未形成时,漏源之间也有一个寄生电容C<sub>DS</sub>,所以考虑寄生电容时,MOSFET 的等效电路就成了图 2 的样子了。但是,我们从MOSFET 的数据手册中一般看不到这三个参数,手册给出的参数一般是 C<sub>ISS</sub>、C<sub>OSS</sub>和C<sub>RSS</sub>(见图 1 ),
其实对于一个开关电源工程师而言,PCB的绘制其实是对一款产品的影响至关重要的部分,如果你不能很好的Layout的话,整个电源很有可能不能正常工作,最小问题也是稳波或者EMC过不去。
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这是别人家的成品开关电源,模组,今天以这个电源模组的设计重点跟大家聊聊。
在开始新设计时,因为将大部分时间都花在了电路设计和元件的选择上,在PCB布局布线阶段往往会因为经验不足,考虑不够周全。如果没有为PCB布局布线阶段的设计提供充足的时间和精力,可能会导致设计从数字领域转化为物理现实的时候,在制造阶段出现问题,或者在功能方面产生缺陷。那么设计一个在纸上和物理形式上都真实可靠的电路板的关键是什么?让我们探讨设计一个可制造,功能可靠的PCB时需要了解的前5个PCB设计指南。
<strong>01、微调您的元件布置</strong>
PCB布局过程的元件放置阶段既是科学又是艺术,需要对电路板上可用的主要元器件进行战略性考虑。虽然这个过程可能具有挑战性,但您放置电子元件的方式将决定您的电路板的制造难易程度,以及它如何满足您的原始设计要求。
太阳能、电动汽车充电桩、储能、不间断电源(UPS)等能源基础设施,工业控制、人机接口、机器视觉等自动化控制,工业伺服、变频驱动、暖通空调(HVAC)等电机驱动,以及机器人和电动工具等工业细分领域是当前市场的热门应用。在设计这些应用时,工程师都要求更高能效、功率密度和可靠性。
谈总线之前,首先应该明白总线是什么?度娘的完整定义是:总线是计算机各种功能部件之间传送信息的公共通信干线,它是由导线组成的传输线束,按照计算机所传输的信息种类。
其实,笔者认为,总线就是是一种内部结构,它是cpu、内存、输入、输出设备传递信息的公用通道。工程师为了简化硬件电路设计、简化系统结构,常用一组线路,配置以适当的接口电路,与各部件和外围设备连接,这组共用的连接线路被称为总线。另外就是采用总线结构便于部件和设备的扩充,尤其制定了统一的总线标准则容易使不同设备间实现互连。
<strong>总线分类:</strong>
1、总线按功能和规范可分为五大类型:数据总线、地址总线、控制总线、扩展总线及局部总线。
工程师常常面对各种挑战,需要不断开发新应用,以满足广泛的需求。一般来说,这些需求很难同时满足。例如一款高速、高压运算放大器(运放),同时还具有高输出功率,以及同样 出色的直流精度、噪声和失真性能。市面上很少能见到兼具所有这些特性的运算放大器。但是,您可以使用两个单独的放大器来构建这种放大器,形成复合放大器。将两个运算放大器组合在一起,就能将各自的优势特性集成于一体。这样,与具有相同增益的单个放大器相比,两个运算放大器组合可以实现更高的带宽。
1、根据负载的电流大小和交流电的工作频率选取适当的电容,而不是依据负载的电压和功率。
2、限流电容必须采用无极性电容,绝对不能采用电解电容。而且电容的耐压须在400V以上。最理想的电容为铁壳油浸电容。
3、电容降压不能用于大功率条件,因为不安全。
4、电容降压不适合动态负载条件。
5、同样,电容降压不适合容性和感性负载。
6、当需要直流工作时,尽量采用半波整流。不建议采用桥式整流。而且要满足恒定负载的条件。
<strong>电路一:</strong>
为什么有些CPU的主频更低,但运算效率却更高呢?
比如:51单片机30M主频,STM32单片机20M主频,执行相同一段代码可能主频更低的STM32所花的时间更短。
这里就牵涉到CPU流水线的问题,本文围绕CPU流水线描述相关内容。
<strong><font color="#004a85">一、早期CPU流水线</font> </strong>
<strong>1.流水线来源</strong>
流水线的概念来源于工业制造领域,以汽车装配为例来解释流水线的工作方式,假设装配一辆汽车需要四个步骤: