基于STM32F103的4-20mA采集电路的设计与实现，涵盖硬件和软件两大部分。硬件方面，重点讲解了电流转电压、隔离电路和RS485接口的设计，特别是使用INA196电流检测芯片进行电流转换，采用双DC-DC模块实现电气隔离，确保模拟和数字地完全分离。软件部分则提供了完整的源码，包括ADC采样代码和RS485通信代码，特别强调了DMA传输、滑动滤波和收发切换机制的应用。此外，还分享了一些实际应用中的经验和注意事项，如工频干扰处理、终端电阻配置和ADC基准电压选择等。 适用人群：电子工程师、嵌入式系统开发者、自动化设备制造商和技术爱好者。 使用场景及目标：适用于工业现场数据采集系统的开发，尤其是需要高精度、高可靠性的应用场景。目标是帮助读者掌握从硬件设计到软件编程的完整流程，能够快速搭建并优化自己的采集系统。 其他说明：文中提到的方案已在多个污水处理厂成功应用，最长稳定运行时间超过400天。对于需要调整量程或自定义通信协议的需求，可以通过修改运放增益和通信协议部分轻松实现。

内容概要：本文档详细介绍了基于AD5754BREZ和REF192ESZ构建的16位、四通道、单极性/双极性电压输出DAC电路的设计与特性。AD5754支持多种电源电压范围，确保了16位单调性，具有低积分非线性（INL）误差和快速建立时间。它内置基准电压缓冲器和输出放大器，减少了外部组件的需求，降低了成本并节省了电路板空间。该电路适用于闭环伺服控制系统，能够精确地将数字信号转换为模拟电压输出，同时提供了灵活的输出范围选择，包括单极性和双极性模式。为了达到最佳性能，推荐使用多层电路板，并遵循特定的布局、接地和去耦技术。 适合人群：电子工程技术人员，尤其是从事模拟电路设计、嵌入式系统开发的专业人士。 使用场景及目标：①用于需要高精度、多通道电压输出的应用场合，如工业自动化、测试设备和医疗仪器；②帮助工程师理解和掌握高性能DAC的工作原理及其在实际项目中的应用方法。 其他说明：文中引用了多个Analog Devices的技术资料作为补充阅读材料，以便读者深入了解相关理论和技术细节。此外，还提到了官方提供的数据手册和评估板资源，方便用户获取更多技术支持和实验验证。

内容概要：本文详细介绍了基于AC7020 FPGA的数字锁相放大器电路设计及其在高精度TDLAS技术中的应用。首先展示了电路图的设计思路，采用24位Δ-Σ ADC进行高速采样，并利用FPGA内部的DSP48单元实现高效的混频运算。接着阐述了核心算法的Verilog代码实现，包括相位累加器的设计以及频率跟踪机制。随后讨论了低通滤波器的设计，采用了CIC+FIR级联结构，有效提高了信噪比并降低了带外干扰。最后解决了时钟抖动的问题，确保系统的稳定性和性能指标。 适合人群：从事FPGA开发、信号处理、光学传感领域的工程师和技术研究人员。 使用场景及目标：适用于需要高精度信号处理的应用场合，如气体检测、光谱分析等。目标是提高系统的动态储备、降低相位噪声、减少功耗，从而提升整体性能。 其他说明：文中提到的技术细节对于理解和优化类似系统具有重要参考价值，特别是关于硬件设计和软件编程方面的技巧。

基于AC7020 FPGA的数字锁相放大器电路设计及其在高精度TDLAS技术中的应用。首先展示了电路图的设计思路，采用24位Δ-Σ ADC进行高速采样，并利用FPGA内部的DSP48单元实现高效的混频处理。接着深入探讨了核心算法的Verilog代码实现，特别是相位累加器的设计细节，确保了极高的频率分辨率。此外，文章还讨论了低通滤波器的设计，采用了CIC+FIR级联结构，有效提升了信噪比。最后，解决了时钟抖动的问题，通过优化时钟分配和布局约束，实现了稳定的性能表现。最终测试结果显示，该设计达到了120dB的动态储备和-145dBc/Hz的相位噪声，功耗仅为2.3W。 适合人群：从事FPGA开发、信号处理以及光学传感领域的工程师和技术研究人员。 使用场景及目标：适用于需要高精度信号处理的应用场合，如气体检测、工业自动化等领域。目标是提高系统的稳定性和灵敏度，降低功耗。 其他说明：文中提到的技术细节和解决方案对提升锁相放大器的性能具有重要参考价值，特别是在应对复杂工业环境方面表现出色。

内容概要：本文详细介绍了基于AC7020 FPGA的数字锁相放大器电路设计及其在高精度TDLAS（可调谐二极管激光吸收光谱）技术中的应用。首先阐述了TDLAS技术和锁相放大器之间的关系，强调锁相放大器在提高信号信噪比方面的重要作用。接着讨论了AC7020 FPGA的特点和优势，如丰富的逻辑资源和高速数据处理能力。随后，文章深入探讨了电路的关键组成部分，包括信号输入模块、参考信号生成模块以及乘法器与低通滤波器模块的具体实现细节。此外，还分享了一些实际设计中的经验和技巧，如时钟抖动处理、混频环节的定点数处理、CIC滤波器的级联配置、CORDIC算法的使用等。最终展示了该设计方案的实际效果，如动态储备、相位噪声、功耗等方面的表现。 适合人群：从事光学测量、气体检测等领域研究的技术人员，尤其是对FPGA开发有一定基础的研究者。 使用场景及目标：适用于需要高精度信号处理的TDLAS系统开发项目，旨在提高检测精度并减少噪声干扰。 其他说明：文中不仅提供了详细的理论解释和技术细节，还包括了许多实用的设计经验，有助于读者更好地理解和应用相关技术。

内容概要：本文档提供了关于10bit SAR ADC电路的详尽设计与仿真指导，涵盖200多页的设计文档和仿真资源。主要内容包括详细的电路设计说明、Virtuoso仿真环境配置、以太网和PLL电路实例、以及进阶ADC资源。文档不仅介绍了经典电荷重分配架构的SAR ADC设计，还包括优化的DAC阵列开关控制、电荷注入补偿机制、高精度电容布局方法、以及全面的仿真验证策略。此外，还提供了一些高级特性，如以太网PHY参考设计、PLL抖动分离脚本、Pipeline和Sigma-Delta ADC实现等。 适合人群：从事模拟电路设计和仿真的工程师和技术人员，尤其是对ADC设计感兴趣的从业者。 使用场景及目标：适用于希望深入了解SAR ADC设计原理及其仿真验证的技术人员。目标是帮助用户掌握从基本设计到复杂仿真的全过程，提高ADC设计的成功率和可靠性。 其他说明：文档中包含了丰富的实战经验和技巧分享，如动态逻辑控制、电容布局优化、蒙特卡洛仿真设置等，有助于解决实际项目中的常见问题并提升设计质量。

### 晶体振荡器电路+PCB布线设计指南 #### 一、石英晶振的特性及模型 石英晶振作为一种重要的频率控制组件，广泛应用于各种电子设备中，尤其是在微控制器系统中扮演着核心角色。石英晶体本质上是一种压电器件，能够将电能转换成机械能，反之亦然。这种能量转换发生在特定的共振频率点上。为了更好地理解石英晶振的工作原理，可以将其等效为一个简单的电路模型。 **石英晶体模型**： - **C0**：等效电路中与串联臂并接的电容（并电容），其值主要由晶振尺寸决定。 - **Lm**：动态等效电感，代表晶振机械振动的惯性。 - **Cm**：动态等效电容，代表晶振的弹性。 - **Rm**：动态等效电阻，代表电路内部的损耗。 晶振的阻抗可以用以下方程表示（假设 Rm 可以忽略）： \[ Z = jX \] 其中 X 是晶振的电抗，可以表示为： \[ X = \frac{1}{\omega C_m} - \omega L_m \] 这里 ω 表示角频率。 - **Fs**：串联谐振频率，当 \( X = 0 \) 时，有 \[ Fs = \frac{1}{2\pi\sqrt{L_mC_m}} \] - **Fa**：并联谐振频率，当 \( X \) 趋于无穷大时，有 \[ Fa = \frac{1}{2\pi\sqrt{\left(\frac{1}{\omega^2C_0} + \frac{1}{\omega^2C_m}\right)L_m}} \] 在 Fs 和 Fa 之间（图2中的阴影部分），晶振工作在并联谐振状态，呈现出电感特性，导致大约 180° 的相位变化。这个区域内晶振的频率 \( FP \)（负载频率）可以通过下面的公式计算： \[ FP = \frac{1}{2\pi\sqrt{\left(\frac{1}{\omega^2C_0} + \frac{1}{\omega^2C_m}\right)\left(L_m + \frac{1}{\omega^2C_L}\right)}} \] 通过调节外部负载电容 \( CL \)，可以微调振荡器的频率。晶振制造商通常会在产品手册中指定外部负载电容 \( CL \) 的值，以便使晶振在指定频率下振荡。 **等效电路参数实例**：以一个晶振为例，其参数为 Rm = 8Ω，Lm = 14.7mH，Cm = 0.027pF，C0 = 5.57pF。根据上述公式，可以计算得出 Fs = 7988768Hz，Fa = 8008102Hz。如果外部负载电容 CL = 10pF，则振荡频率为 FP = 7995695Hz。为了使其达到 8MHz 的标称振荡频率，CL 应该调整为 4.02pF。 #### 二、振荡器原理 振荡器是一种能够自行产生周期性信号的电路。在电子学中，振荡器被广泛用于生成稳定的时钟信号、射频信号等。对于微控制器来说，一个稳定且准确的时钟信号至关重要，因为它直接影响到系统的性能和可靠性。 **振荡器的基本组成**： - **放大器**：用于放大信号。 - **反馈网络**：提供正反馈使得信号循环。 - **滤波器**：用于选择特定频率范围内的信号。 **振荡器工作条件**： 1. **巴克豪森准则**：振荡器必须满足巴克豪森准则，即环路增益必须等于 1（或 0dB），并且环路总相移必须为 360° 或 0°。 2. **足够的相位裕量**：为了保证振荡器的稳定性，系统需要有足够的相位裕量。 3. **足够的幅度裕量**：振荡器还必须有足够的幅度裕量，以确保即使在温度变化、电源电压波动等情况下也能保持稳定的振荡。 #### 三、Pierce 振荡器 Pierce 振荡器是一种常见的振荡器电路，特别适用于使用石英晶振作为频率控制元件的场合。它通过一个晶体与两个电容器（C1 和 C2）连接构成，晶体的并联谐振频率决定了振荡器的频率。Pierce 振荡器的优点在于其频率稳定性高、振荡频率受温度变化的影响较小。 **Pierce 振荡器设计要点**： 1. **反馈电阻 RF**：反馈电阻用于设定振荡器的增益，确保振荡器能够启动并维持振荡。RF 的值通常较小，以保证足够的增益。 2. **负载电容 CL**：负载电容对振荡器的频率有直接影响。选择合适的 CL 值可以微调振荡频率，并确保其符合设计要求。 3. **振荡器的增益裕量**：增益裕量是指振荡器工作时的增益与其稳定振荡所需最小增益之间的差值。较高的增益裕量可以提高振荡器的稳定性。 4. **驱动级别 DL 外部电阻 RExt 计算**：驱动级别指的是振荡器向晶振提供的电流水平。过高的驱动可能会损害晶振，因此需要计算合适的 RExt 来限制驱动电流。 5. **启动时间**：启动时间是指振荡器从开启到稳定输出所需的时间。合理的电路设计可以缩短启动时间。 6. **晶振的牵引度 Pullability**：晶振的牵引度是指晶振频率受外部电容变化的影响程度。低牵引度意味着晶振对外部扰动不敏感，更加稳定。 #### 四、挑选晶振及外部器件的简易指南 在选择晶振及外部器件时，需要考虑多个因素，包括振荡频率、负载电容、温度稳定性等。 **晶振选择指南**： - **振荡频率**：确保晶振的标称频率与所需频率匹配。 - **负载电容**：选择与设计相匹配的负载电容值。 - **温度稳定性**：根据应用环境选择具有合适温度稳定性的晶振。 - **封装类型**：根据 PCB 布局选择合适的封装形式。 **外部器件选择指南**： - **电容器**：选择合适的电容值以实现精确的频率微调。 - **电阻器**：选择适当的电阻值以确保足够的反馈和增益。 #### 五、关于 PCB 的提示 PCB 设计对于振荡器的性能同样至关重要。良好的 PCB 设计可以减少信号干扰，提高振荡器的稳定性。 **PCB 设计要点**： 1. **布局**：合理布局晶振及其周边元件，尽量减小引线长度，避免形成寄生效应。 2. **接地**：确保良好的接地以减少噪声干扰。 3. **去耦电容**：在电源线上添加去耦电容，以减少电源噪声对振荡器的影响。 4. **隔离**：对于高频振荡器，应采取措施将振荡器与其它电路隔离，减少相互间的干扰。 #### 六、结论 通过对石英晶振特性的深入分析以及 Pierce 振荡器的设计要点介绍，我们可以看出，一个稳定可靠的振荡器不仅需要精心选择晶振和外部器件，还需要进行细致的 PCB 设计。只有综合考虑所有因素，才能设计出高性能的振荡器电路。此外，本应用指南还提供了针对 STM32 微控制器的一些建议晶振型号，有助于工程师们快速上手设计。希望这些信息能够帮助您在实际设计中取得成功。

摘要： VHF发射机是监控终端中的关键设备， 也是典型的数字通信射频无线收发设备。文中详细阐述了VHF发射机的指标、链路以及模块电路工作原理， 给出了载波频率为156.025～162.025 MHz的VHF发射机各模块电路的设计方法。 　　0 引言 　　超外差发射接收机的主要优点是可在比较低的中频频段实现相对带宽比较窄而矩形系数较高的中频滤波器， 此类中频滤波器可以提高接收机的选择性， 而且可以从中频级获得较大的增益，从而降低射频级实现高增益的难度。当射频信号频率上升到微波甚至毫米波时， 即可采用二次变频方法， 以进一步降低滤波器的实现难度， 保证接收机的选择性。在该VHF发射接收机中，

摘要：针对ZigBee,蓝牙等设备的无线唤醒应用,提出了超高频倍压整流电路的分析模型。该模型考虑了接收信号强度,二极管参数,倍压整流电路级数以及负载阻抗等主要电路元件参数。利用该模型能准确计算使得电路性能最优化所需的元件参数并节省设计时间,模型的计算结果与HSpice仿真结果吻合。利用该模型计算得出的元件参数设计无线唤醒电路,仿真结果表明,当输入信号的频率为2.4GHz、功率为-37dBm,负载为200MΩ反相器时,几十微秒内输出电平可以达到1V,可应用于现有的无线设备中,产生直接的经济效益。 　　1 引言 　　无线唤醒电路是一种电平产生电路，它接收并积累无线信号能量，输出使反相器翻转的直

基于Mathcad14.0的Buck电路设计工具：规格参数自定义，损耗与效率计算，开关电源优化分析,Buck电路设计与开关电源工具：规格参数自定义，计算结果自动生成，开关元件及无源器件选型，损耗与温升精细计算，电路优化对比不同电压频率下的性能表现（基于Mathcad 14.0）,Buck电路设计，开关电源学习工具，可以根据需求修改电路的规格参数，计算书自动生成计算结果，可以进行开关管及无源器件的选型，损耗及温升计算。 附赠两个电路优化计算书，可以对比不同电压或者频率下Buck电路的优劣。 基于Mathcad14.0 开关电源计算书，损耗计算，效率计算，温升计算，电感计算，电容选型，开关管选型。 ,Buck电路设计; 开关电源学习工具; 修改电路规格参数; 计算书自动生成; 开关管选型; 无源器件选型; 损耗计算; 温升计算; 电路优化计算书; 不同电压/频率对比; Mathcad14.0; 开关电源计算书; 效率计算; 电感计算; 电容选型。,基于Mathcad14.0的Buck电路设计与开关电源学习工具：规格参数可定制，效率温升全计算