技术

电容器、电阻器和集成电路在内的许多电子元件都有规定的额定电压，电感器却很少有规定。为什么电感数据表上没有规定额定电压？

<strong>介绍</strong>

无论是通过测试还是计算来确定电感的额定电压都存在一些挑战。电感不支持直流或低频工作电压，除非是高电感值（通常>1mH）。通过测试来验证工作电压是很困难的，并且应视实际应用而定。电感的不同制造方法以及制程应力如弯线，都使计算电压的理论额定值变得不可行。下面对这些问题进行了阐述，以便更容易地为特定应用选择最合适的电感。

<strong>额定电压的定义</strong>

<strong>上升/下降时间（Rise/Fall Time）：</strong>

信号从低电平跳变到高电平所需要的时间，通常是量度上升/下降沿在10%~90%电压幅值之间的持续时间，记为Tr。

<strong>截止频率（Knee Frequency）：</strong>

表征数字电路中集中了大部分能量的频率范围（0.5/Tr），记为Fknee。一般认为超过这个频率的能量对数字信号的传输没有任何影响。

<strong>特征阻抗（Characteristic Impedance）：</strong>

交流信号在传输线上传播中的每一步遇到不变的瞬间阻抗称为特征阻抗，也称为浪涌阻抗，记为Z0。

贸泽电子（Mouser Electronics）今天发布了《Designing an Idea》（从创意到产品）电子书，这是贸泽屡获殊荣的Empowering Innovation Together™计划的“让创意走进现实”系列的第一本电子书。在这本书中，贸泽和电子行业的专家深入探讨了创新者从灵感乍现到产品设计，再到初步投产的整个历程。

模拟电路的设计是工程师们最头疼，但也是最致命的设计部分。尽管目前数字电路、大规模集成电路的发展非常迅猛，但是模拟电路的设计仍是不可避免的，有时也是数字电路无法取代的，例如RF射频电路的设计。这里将模拟电路设计中应该注意的问题总结如下：

（1）为了获得具有良好稳定性的反馈电路，通常要求在反馈环外面使用一个小电阻或扼流圈给容性负载提供一个缓冲。

（2）积分反馈电路通常需要一个小电阻（约560欧）与一个大于10pF的积分电容串联。

（3）在反馈环外不要使用主动电路进行滤波或控制EMC的RF带宽，而只能使用被动元件（最好为RC电路）。仅仅在运放的开环增益比闭环增益大的频率下，积分反馈方法才有效。在更高的频率下，积分电路不能控制频率响应。

（1）PCB中不允许有交叉电路。对于可能交叉的线路，可以用“钻”、“绕”两种办法解决。即，让某引线从别的电阻、电容、三极管脚下的空隙处“钻”过去，或从可能交叉的某条引线的一端“绕”过去。特殊情况下，如果电路很复杂，为简化设计，也允许用导线跨接来解决交叉电路问题。

（2）电阻、二极管、管状电容器等元件有“立式”。“卧式”两种安装方式。立式指的是元件体垂直于电路板安装、焊接，其优点是节省空间；卧式指的是元件体平行并紧贴于电路板安装、焊接，其优点是元件安装的机械强度较好。这两种不同的安装元件，PCB上的元件孔距是不一样的。

（3）同一级电路的接地点应尽量靠近，并且本级电路的电源滤波电容也应接在该级接地点上。特别是本级晶体管基极、发射极的接地点不能离得太远，否则因两个接地点间的铜箔太长，会引起干扰与自激。采用前述“一点接地法”的电路，工作较稳定，不易自激。

现在各种类型的无人机、机器人应用日益广泛，无刷电机体积小、重量轻、转速快这些特点可以说是非常适合无人机，本文我们将介绍一下为什么，无刷电机更适用于无人机。

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<strong>第一：为什么选择无刷电机？</strong>

在PCB设计过程中，由于平面的分割，可能会导致信号参考平面不连续。对于低低频信号，这个问题可能并不大，但在高频数字系统中，高频信号以参考平面作返回路径，即回流路径，如果参考平面不连续，信号跨分割，就会带来诸多问题，如EMI、串扰等。这种情况下，需要对分割进行缝补，为信号提供较短的回流通路，其常见的处理方式有添加缝补电容和跨线桥接：

在上篇文章“<a href="http://mouser.eetrend.com/content/2019/100045922.html">设计方案分享：485接口EMC电路设计（一）</a>”中，我们结合原理图介绍了RS485接口6KV防雷电路设计方案的内容。本文中，我们将介绍RS485接口电路布局和电路分地设计的内容。

在放大器电路设计中，你一定被一些最常见的问题给“坑”过，例如——没能用正确的方法对单电源运算放大器电路进行去耦。今天我们就讨论下这个问题，并给出单电源放大器电路的正确去耦方法。

单电源运算放大器电路要求对输入共模电平进行偏置以处理正负摆动的交流信号。当采用电阻分压供电电源的方法来提供偏置时，必须进行足够的去耦处理，以维持电源抑制（PSR）不变。

<strong>常见但错误的方法</strong>

一种常见的，但是错误的做法是通过一个带有0.1μF旁路电容的100kΩ/100kΩ分压电路来向运算放大器的同相端提供VS/2偏置。如果使用这些值，电源去耦往往显得不足，因为其极点频率仅为32Hz。

<strong>正确方法推荐</strong>

能量转换效率是一个重要的指标，各制造商摩拳擦掌希望在95%的基础上再有所提升。为了实现这一提升，开始逐渐采用越来越复杂的转换拓扑，如移相全桥（PSFB）和LLC变换器。而且二极管将逐渐被功耗更低的MOSFET所取代，宽带隙（WBG）器件更是以其惊人的开关速度被誉为未来的半导体业明珠。

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<strong>原理图</strong>

在学习电子的过程中，我们经常看到印制电路板（PCB）和集成电路（IC），很多人对这两个概念傻傻分不清楚。其实，它们并没有那么复杂，今天我们就来理清PCB和集成电路的区别。

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<strong>什么是PCB？</strong>

<strong><font color="#004a85">作者：Robert Huntley 贸泽电子</font> </strong>

物联网（IoT）让整个世界的关联越来越强。当产品、应用程序和技术需要配合更复杂的设备使用时，就需要更复杂的电源电压。要提供更高电压轨，其中一种方法是使用双输出DC/DC转换器。本文将介绍如何在设计中引入双输出DC/DC转换器，以满足对更高电源电压的需求。

<strong>一、加工层次定义不明确</strong>

单面板设计在顶层，如不加说明正反做，也许做出的板子装上器件而引致不良焊接。

<strong>二、大面积铜箔距外框太近</strong>

大面积铜箔距外框应至少保证0.2mm以上的间距，因在铣削外形时如铣到铜箔上容易造成铜箔起翘及阻焊剂脱落问题。

<strong>三、用填充块画焊盘</strong>

用填充块画焊盘在设计线路时能够通过DRC检查，但对于加工不行。因此类焊盘不能直接生成阻焊数据，在上阻焊剂时，该填充块区域将被阻焊剂覆盖，导致器件焊装困难。

<strong>四、电地层又是花焊盘又是连线</strong>

共模电感是由两个方向相反匝数相同的线圈按照一定规则绕制而成的特殊电感器，它的作用是滤除电路当中的共模电磁干扰信号，那么在实际当中为什么共模电感也能够抑制差模信号？

<strong>一、漏感的产生</strong>

了解漏感之前先看一下共模电感的结构。共模电感有两个绕组，而且两个绕组被设计成使它们所流过的电流沿线圈芯传导时方向相反，理论上彼此的磁场相互抵消。但是由于线圈绕制的环形有时候不能绕满一周，或者绕制不够紧密，那么磁就会泄漏出来。因为电感不可能是理想的电感，线圈绕完后，不可能所有磁通都集中在线圈的中心内。

<strong>二、漏感的利用</strong>

EMC即电磁兼容，一般定义为：设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。

EMC方面的出版物根据各国际标准化组织的工作程序，具有很多种形式，通常包括标准、建议、技术规范、技术报告等等。

1）标准和建议是为了重复和连续的使用，由认可的标准化组织批准的一套技术规范，其符合性只是推荐性的，并不带强制成分。

2）技术规范则是未达成一致意见或还不成熟的内容，通常未通过批准程序。技术规范规定了产品要求的特性，如性能、安全或尺寸等，并包括可用于产品的要求，如术语、符号、试验方案等。

3）技术报告除了未达成一致意见外，其所涉及的内容通常处于技术发展阶段，不适合作为国际标准出版。

<strong>EMC标准结构和分类</strong>

在使用三相交流电动机时，需要知道所连接三相电源的相序。若相序不正确，则电动机的旋转方向将与所需的相反，从而导致安全事故。下面电路的功能为检测三相交流电源的相序，并在相序正确的前提下自动接通负载，若相序不正确则负载不工作。

电路工作原理如下图所示。

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在上一篇文章“<a href="http://mouser.eetrend.com/content/2019/100045826.html">电路设计太复杂？五大总结助你快速上手（一）</a>”中，我们介绍了关于硬件电路设计方面的思路，下面简要谈一下设计流程：

1、直接数据频率合成器（DDS）因能产生频率捷变且残留相位噪声性能卓越而著称。另外，多数用户都很清楚DDS输出频谱中存在的杂散噪声，比如相位截断杂散以及与相位-幅度转换过程相关的杂散等。此类杂散是实际DDS设计中有限的相位和幅度分辨率造成的结果。

2、其他杂散源与集成DAC相关——DAC的采样输出产生基波和相关谐波的镜像频率。此外，DAC非理想的开关属性可能导致低阶谐波的功率水平升高。最后一种杂散源是在系统时钟频率的基波与任何内部的分谐波时钟之间产生的混频产物。

上述杂散噪声的全部已知来源都可根据相对于DDS/DAC输出处基波信号的频率偏移进行预测。以下内容旨在帮助您确定DDS输出信号频谱中的杂散源。如果通过改变DDS频率调谐字使杂散与DDS/DAC相关，则并不难确定杂散源。这是因为改变调谐字时，上述所有杂散噪声的频率偏移均随基波变化。

PCB设计过程中，如果能提前预知可能的风险，提前进行规避，PCB设计成功率会大幅度提高。很多公司评估项目的时候会有一个PCB设计一板成功率的指标。

提高一板成功率的关键就在于信号完整性设计。目前的电子系统设计，有很多产品方案，芯片厂商都已经做好了，包括使用什么芯片，外围电路怎么搭建等等。硬件工程师很多时候几乎不需要考虑电路原理问题，只需要自己把PCB做出来就可以了。

但正是在PCB设计过程中，很多企业遇到了难题，要么PCB设计出来不稳定，要么不工作。对于大型企业，芯片厂商很多都会提供技术支持，对PCB设计进行指导。但一些中小企业却很难得到这方面的支持。因此，必须想办法自己完成，于是产生了众多的问题，可能需要打好几板，调试很长时间。其实如果了解系统的设计方法，这些完全可以避免。