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技术

去耦电容的选择、容值计算和布局布线(二)

<strong>电容的安装方法 </strong>

<strong>电容的摆放</strong>

对于电容的安装,首先要提到的就是安装距离。容值最小的电容,有最高的谐振频率,去耦半径最小,因此放在最靠近芯片的位置。容值稍大些的可以距离稍 远,最外层放置容值最大的。但是,所有对该芯片去耦的电容都尽量靠近芯片。另外的一个原因是:如果去耦电容离IC电源引脚较远,则布线阻抗将减小去耦电容 的效力。 还有一点要注意,在放置时,最好均匀分布在芯片的四周,对每一个容值等级都要这样。通常芯片在设计的时候就考虑到了电源和地引脚的排列位置,一般都 是均匀分布在芯片的四个边上的。因此,电压扰动在芯片的四周都存在,去耦也必须对整个芯片所在区域均匀去耦。

去耦电容的选择、容值计算和布局布线(一)

有源器件在开关时产生的高频开关噪声将沿着电源线传播。去耦电容的主要功能就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。

<strong>去耦电容的容值计算 </strong>

去耦的初衷是:不论IC对电流波动的规定和要求如何都要使电压限值维持在规定的允许误差范围之内。 使用表达式:

<center> C⊿U=I⊿t </center>

由此可计算出一个IC所要求的去耦电容的电容量C。
⊿U是实际电源总线电压所允许的降低,单位为V。
I是以A(安培)为单位的最大要求电流;
⊿t是这个要求所维持的时间。

去耦电容容值计算方法: 推荐使用远大于1/m乘以等效开路电容的电容值。

工业电机驱动中的栅极驱动和电流反馈信号隔离

二十多年来,电机电能效率一直是全球能源监管机构关注的重点。这是全球共同努力的一部分,旨在通过增加电能利用率以及使用可再生源发电,达到最大程度减少碳排放的目的。早期的电机效率法规是自愿的,但很快这些法规就变成强制性的了,并且每5至10年就会提高最低能效水平要求。鼠笼式感应电机(SQIM)自人类普及用电之后便一直是工业的主力军,因为它在直接连接三相交流电源后便可开始工作。当前的IEC标准依据功率额定值将这些电机的效率分为各种等级,范围从标准效率(IE1)到超顶级效率(IE4)。今天,IE3顶级效率在世界上最大的工业区内是强制标准,这些地区包括欧盟、美国、中国和日本。厂商并没有抗拒这一变化,因为在电机的寿命期间,电机的资本投入只是电费的一小部分。哪怕将顶级效率电机替换为15 kW超顶级效率IE4电机,其额外的成本也会在两年内通过节约的电费收回。

STM32的中断(优先级,开关总中断)

<strong>一:综述</strong>

STM32 目前支持的中断共为 84 个(16 个内核+68 个外部), 16 级可编程中断优先级 的设置(仅使用中断优先级设置 8bit 中的高 4 位)和16个抢占优先级(因为抢占优先级最多可以有四位数)。

<strong>二:优先级判断</strong>

STM32(Cortex-M3)中有两个优先级的概念——抢占式优先级和响应优先级,有人把响应优先级称作‘亚优先级’或‘副优先级’,每个中断源都需要被指定这两种优先级。

具有高抢占式优先级的中断可以在具有低抢占式优先级的中断处理过程中被响应,即中断嵌套,或者说高抢占式优先级的中断可以嵌套低抢占式优先级的中断。

这样讲解“特性阻抗”、“阻抗匹配”,不信你不懂~

<strong>认识特性阻抗</strong>

人认识事物总是有一个过程,一般都是从具体到抽象。认识特性阻抗也是一样的,在我们认识特性阻抗之前,先认识跟特性阻抗比较相关的一个物理量—电阻。

电阻是一个实实在在的物理元器件,通过欧姆定律我们可以知道,电压、电流和电阻三者之间的关系,U=I*R

我们通过一个具体的电路来分析这三者之间的具体关系,请看下面的一张最简单的电路图。这个电路图只有一个电源一个电阻和一些导线组成。

深入理解电容,波纹和自发热

在评估纹波时,通常围绕纹波电压和纹波电流这两个组成部分来进行。在大多数应用中,纹波是工程师要最大限度抑制的一种电路状态。例如,在将交流电源转换成稳定直流输出的AC-DC转换器中,要竭力避免AC电源会以一种小幅、根据频率的变化信号叠加在DC输出之上的一种现象。然而,在其它情况下,波纹可以是种必要的设计功能,例如,时钟信号或数字信号就可利用电压电平的变化来切换器件的状态。

在后一种情况,对波纹的考量可以说相当简单:不要让峰值电压超过电容的额定电压。然而,重要的是要牢记:峰值电压是最高纹波电压与电路中直流偏置电压之和。另外,对采用钽、铝和铌氧化物技术的电解电容来说,还有另一个需特别注意的地方:不要让纹波电压的最小值掉到零电位以下,因为这将导致电容工作在反向偏压条件。这一要求也适用于低频应用的II类陶瓷电容。

深入分析“时间交错技术”

时间交错技术可使用多个相同的 ADC(文中虽然仅讨论了 ADC,但所有原理同样适用于 DAC 的时间交错特性),并以比每一个单独数据转换器工作采样速率更高的速率来处理常规采样数据序列。简单说来,时间交错(IL)由时间多路复用 M 个相同的 ADC 并联阵列组成。

如图 1 所示。这样可以得到更高的净采样速率 fs(采样周期 Ts = 1/fs),哪怕阵列中的每一个 ADC 实际上以较低的速率进行采样(和转换),即 fs/M。因此,举例而言,通过交错四个 10 位/100 MSPS ADC,理论上可以实现 10 位/400 MSPS ADC。

通道间的精确相位和振幅同步才是多通道相位相干测试中最具科技含量的事~

随着射频元器件和子系统以及高密度数字信号处理电子器件的快速发展,多输入多输出(MIMO)技术正引起广泛关注,因为该技术可通过多路复用来提高数据速率,或通过空间分集使系统性能至少提高一个数量级。鉴于相控阵雷达、波束赋形和测向系统等各种电子战和雷达应用正在广泛采用MIMO系统,而应用此类MIMO系统必须克服与信道间相位和幅度同步等相关的关键技术难题,才能一致地接收和处理每个输入/输出采集或生成的数据。因此,德州奥斯汀NI总部的两位技术大神Shivansh Chaudhary以及Eddie Rodriguez试图通过本文告诉你应对多通道相位相干系统测试挑战应该往哪些方向使劲

【原创深度】请勿忽视不起眼的有刷直流电机(连载二)

在实践中,大多数直流电机都不仅仅是两个简单版本电枢极的组合。除了其他好处外,更多的极点可使电机从任何旋转角度更可靠地启动(简单版本有两个小的死区)。而且,这样的电机不允许瞬态短路电流通过,有些系统每转允许有两次短暂的短路电流通过,但是很多系统都不能做到这一点。

定子的励磁线圈有多种配置,如图4所示。最常见的配置是串联绕组,分流绕组和复合绕组(串联和分流的组合)。在串联绕组式电动机中,励磁线圈与电枢线圈(通过电刷)串联; 在分流绕组式电动机中,励磁线圈与电枢线圈并联(“分流”是用于“并联”的另一种表述方式)。

【实践出真知】一颗小小的退偶电容,引发的纠结!

<strong>首先来说说退偶电容的布局布线</strong>

下图中a-e都不对?什么原因?

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<strong>如上图,这种位置的电容,一般有两个作用。</strong>

开发超低功耗系统时选择合适微控制器的策略

在物联网(IoT)的推动下,业界对各种电池供电设备产生了巨大需求。这反过来又使业界对微控制器和其他系统级器件的能源效率要求不断提高。因此,超低功耗(ULP)已成为一个过度使用的营销术语,特别是用于描述微控制器时。作为理解ULP背后真正意义的第一步,应考虑其各种含义。在某些情况下,当电源严重受限时(例如能量收集),应用要求最低工作电流。或者,当系统大部分时间处于待机或睡眠模式,不常醒来(定期或异步)处理任务时,应用要求最低睡眠模式电流。此外,ULP也意味着能源效率,大多数工作是在有限时间内进行的。总体而言,电池供电设备基于一组权衡考虑,综合使用这些要求。

做嵌入式开发知道这些,你才看起来像个高手!

做嵌入式系统开发,经常要接触硬件,需要对数字电路和模拟电路要有一定的了解,这样才能深入的研究下去。下面我们简单地介绍一下嵌入式开发中的一些硬件相关的概念。

<strong>电平(Level)</strong>

在数字电路中,分为高电平和低电平,分别用1和0表示。一个数字电路的管脚,总是存在一个电平的,要么高要么低,或者说要么1要到0(其实,还有另一种状态,后面会提到)。

<strong>总线(Bus)</strong>

开关电源“待机功耗”问题就该这样解决!

<strong>输入部分损耗</strong>

<strong>1、脉冲电流造成的共模电感T的内阻损耗加大</strong>
适当设计共模电感,包括线径和匝数

<strong>2、放电电阻上的损耗</strong>
在符合安规的前提下加大放电电阻的组织

<strong>3、热敏电阻上的损耗</strong>
在符合其他指标的前提下减小热敏电阻的阻值

利用采样保持放大器和RF ADC从根本上扩展带宽以突破X波段频率

<strong>摘要</strong>

模拟带宽的重要性高于其他一切在越来越多的应用中得到体现。随着GSPS或RF ADC的出现,奈奎斯特域在短短几年内增长了10倍,达到多GHz范围。这帮助上述应用进一步拓宽了视野,但为了达到X波段(12 GHz频率),仍然需要更多带宽。在信号链中运用采样保持放大器 (THA),可以从根本上扩展带宽,使其远远超出ADC采样带宽,满足苛刻高带宽的应用的需求。本文将证明,针对RF市场开发的最新转换器前增加一个THA,便可实现超过10 GHz带宽。

<strong>简介</strong>

PCB设计时抗ESD的常见防范措施你都知道几个?

来自人体、环境甚至电子设备内部的静电对于精密的半导体芯片会造成各种损伤,例如穿透元器件内部薄的绝缘层;损毁MOSFET和CMOS元器件的栅极;CMOS器件中的触发器锁死;短路反偏的PN结;短路正向偏置的PN结;熔化有源器件内部的焊接线或铝线。为了消除静电释放(ESD)对电子设备的干扰和破坏,需要采取多种技术手段进行防范。

在PCB板的设计当中,可以通过分层、恰当的布局布线和安装实现PCB的抗ESD设计。在设计过程中,通过预测可以将绝大多数设计修改仅限于增减元器件。通过调整PCB布局布线,能够很好地防范ESD。以下是一些常见的防范措施。
  

51单片机H桥电路控制电机正反转和PWM调速

搭了个H桥电路,控制电机的正反转和PWM调速,程序是网上的,改改引脚就能用,电路和源程序如下:

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<strong>功能:P1.1按键停止,P1.2左转,P1.3右转,P1.0调速</strong>

技术文章 | 高性能惯性传感器助力运动物联网

在激增的高质量传感器、可靠连接和数据分析的共同推动下,工业效率迈上了新的台阶,而不断提高这些智能节点的自动化和移动化程度也能带来好处。在这些情况下,对传感器节点进行精密运动捕捉和位置跟踪成为事关应用成败的核心。这样,智能农场就可以基于丰富的地理位置、传感器内容以及分析学习结果来联合利用自动化地面车辆和航空器更加有效地指导地面作业。智能手术室将经典的导引技术带到手术台上,供精密制导机械臂使用,其运用传感器融合技术来确保各种条件下的精准导引。在多个领域,基于运动的传感器成为移动应用的价值倍增器。

手机中普遍存在的消费类惯性传感器使人们对其精度普遍感到失望,因此,在推动运动物联网(IoMT)的概念方面,迄今都没有什么成效。然而,新型高性能工业传感器能支持精确的角度指向和精确的地理定位性能,同时还能达到必要的尺寸和成本效率要求,故而现在又做好了推动运动物联网发展的准备。

再次理解STM32中的堆栈机制

刚拿到STM32时,你只编写一个死循环

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编译后,就会发现这么个程序已用了1600多的RAM,这要是在51单片机上,会心疼死了,这1600多的RAM跑哪儿去了,分析.map文件,你会发现是堆和栈占用的

RF和混合信号PCB的一般布局指南(三)

<strong>去耦和旁路电容的选择</strong>

由于存在自谐频率(SRF),现实中电容的有效频率范围是有限的。可以从制造商处获得SRF,但有时候必须通过直接测量进行特征分析。SRF以上时,电容呈现感性,因此不具备去耦或旁路功能。如果需要宽带去耦,标准做法是使用多个(电容值)增大的电容,全部并联。小电容的SRF一般较大(例如,0.2pF、0402 SMT封装电容的SRF = 14GHz),大电容的SRF一般较小(例如,相同封装2pF电容的SRF = 4GHz)。表2所列为典型配置。

单片机设计过程中如何处理电磁兼容性问题

对于新手来说,在单片机的电路设计中可能不会很注意电路设计中电磁干扰对设计本身的输入输出的影响,但是对于一个电子工程师来说其中的厉害关系就不言而喻了,它不仅关系了单片机在控制在中的能力和准确度,还关系到企业在行业中的竞争。

对电磁干扰的设计我们主要从硬件和软件方面进行设计处理,下面就是从单片机的PCB设计到软件处理方面来介绍对电磁兼容性的处理。

<strong>一、影响EMC的因数</strong>

<strong>1.电压</strong>

电源电压越高,意味着电压振幅越大,发射就更多,而低电源电压影响敏感度。

<strong>2.频率</strong>