北京信息科技大学电路分析实验讲义整本修订

1 IEEE802.15.4收发器芯片MRF24J40 　　IEEE802.15.4 无线收发器MRF24J40芯片内部包含有SPI接口、控制寄存器、MAC模块、PHY驱动器四个主要的功能模块，支持 IEEE802.15.4，MiWiTM，ZigBee等协议，工作在2.405～2.48 GHz ISM频段，接收灵敏度为-91 dBm，输入电平为+5 dBm，输出功率为+0 dBm，功率控制范围为38.75 dB，集成有20 MHz和32.768 kHz主控振荡器，MAC/基带部分采用硬件CSMA-CA结构，自动ACK6和FCS检测，CTR、CCM和CBC-MAC模式采用硬件加密(AES- 1

验证与设计不同，尤其是初学者，验证会成为一盘散沙——无规可循。然而 为了能够实现验证平台的重用，需要标准的验证语言和标准的验证库。这样一来 在验证的过程中只需要调用验证库中的库单元就可以实现验证的重用。所以为了 解决验证的混乱局面，特此依据 Synopsys 的 SVL 库进行翻译，该库与 OVL 的 使用方式相同，每次的检查对象仅需要例化对应的库单元就可以实现。 其原文来自于 Synopsys 的 SystemVerilog 检查库的讲解文档，翻译难免有错 和生硬的地方，所以请参照相应文件进行阅读。 最后将 Serikanth Vijayaraghavan 和 Meyyappan Ramanathan 编著的《A Practical Guide for SystemVerilog Assertions》的第一章翻译放置在附录 A 中，以 供阅者参考。 SystemVerilog 断言(SVA)是数字电路验证中一种强大的工具，它允许设计者在硬件级别定义期望的行为，从而确保系统按照预期运行。Synopsys的SVA检查库是这个领域的一个重要资源，提供了丰富的预定义检查器，用于简化和标准化验证过程。 1. **SVA检查器库概述** SystemVerilog断言库提供了大量的预定义检查器，这些检查器覆盖了常见的错误检测场景，如数据路径错误、时序问题和协议违规等。它们是基于SystemVerilog的属性和行为语句构建的，可以方便地在验证环境中插入和配置。 2. **全局控制（Global Controls）** 全局控制是影响所有断言的设置，例如，`assertproperty`的超时限制或者全局的严重级别。这些控制可以设置在验证环境的高层次，使得整个验证平台能共享统一的策略。 3. **检查器触发条件** 每个检查器都有一个特定的触发条件，比如时钟边沿、数据变化或者其他事件。这些条件由用户指定，当满足条件时，检查器将被激活并评估断言是否为真。 4. **带有VMM报告性质的检查器** VMM（Virtual Memory Model）是一种流行的验证方法学，它引入了详细的报告机制。当检查器与VMM结合使用时，可以提供更丰富的错误信息，包括错误的位置、时间和其他相关上下文。 5. **定制报告** 用户可以根据需求定制检查失败时的报告信息，包括错误消息、严重级别和类别，以提高调试效率。 6. **共享语法** - **severity_level**：定义断言失败时的严重程度，如error、warning或info。 - **options**：可以用来控制断言的行为，例如禁用或启用某些特性。 - **property_type**：指定断言的类型，例如序列、静态或定时。 - **msg**：自定义的错误消息，显示在检查失败时。 - **category**：分类断言，有助于组织和筛选错误报告。 - **coverage_level_i**：用于覆盖率收集，评估断言的覆盖情况。 - **inst_name**：断言实例的名称，有助于追踪和调试。 - **clk**：关联的时钟信号，用于时序相关的断言。 - **reset_n**：复位信号，通常与断言的初始化和重置行为相关联。 7. **使用示例** 在实际应用中，用户可以通过实例化检查器模块，并设置其参数来使用这些检查器。例如，可以创建一个`always @(posedge clk)`来触发一个数据路径完整性检查，当数据异常时，检查器将报告错误并可能触发覆盖率收集。 Synopsys SVA检查库为设计者提供了强大且灵活的验证手段，通过标准化的库单元和丰富的控制选项，能够有效地管理和组织复杂的验证流程。学习和理解这些检查器的使用，对于提升验证质量和效率至关重要。参考《A Practical Guide for SystemVerilog Assertions》等相关资料，可以进一步深入理解和应用SystemVerilog断言。

EB-SAM9G45（原称EM-SAM9G45）开发板是英蓓特公司新推出的一款基 于ATMEL公司AT91SAM9G45处理器（ARM926EJ-S内核）的全功能评估板。SAM9G45开发板主频高达400MHz，可支持 WinCE和Linux操作系统的开发板调试，带有256MB NandFlash，2MB NorFlash，512KB EEPROM，4MB DataFlash，以及2个64MB的DDR2 SDRAM，并带有丰富的功能扩展:高速USB2.0（480MHz），音频输入，音频输出， 10/100Mbps网络，JTAG调试接口，DBGU串口，Micro SD卡接口，SD/MMC卡接口，CMOS摄像头接口，支持8位/12位视频数据采集。 芯片说明: AT91SAM9G45芯片使用ARM926EJ-S内核，它带有MMU功能，有一个64KB的内部SRAM和一个64KB的内部ROM，并带有两 个外部 总线接口，总共可支持4块DDR2/LPDDR，SDRAM/LPSDR，静态存储器，CF闪存或带ECC校验的SLC NAND Flash。 AT91SAM9G45芯片把用户接口的功能性和高速数据连接相结合，包括LCD控制器，电阻触摸屏，相机接口，音频，10/100M以太网，高速USB 和SDIO等等。随着处理器运行在400MHz和多个速率超过100Mbps的外设，AT91SAM9G45使用高性能和带宽网络或本地存储媒体来提供良 好的用户体验。 AT91SAM9G45支持最新的DDR2和NAND闪存接口来存储程序和数据。一个与37个DMA通道相关的133M的内部多层总线接口，以及一个双外 部总线接口，和一个能够用来配置紧密耦合内存（TCM）的64K字节的分布式内存，它们用来维持处理器和高速外设通信时所需的带宽。 AT91SAM9G45的电源管理控制器具有高效的时钟门控和电池备份部分，在上电和待机模式时将功耗降低至最少。

Lenovo Thinkpad E480/E580 LCFC NM-B421 REV 1.0联想笔记本电脑主板电路原理图 Lenovo Thinkpad E480/E580 LCFC NM-B421 REV 1.0联想笔记本电脑主板电路原理图是Lenovo公司推出的笔记本电脑主板电路原理图，适用于Thinkpad E480和E580笔记本电脑。该电路原理图包含了主板的详细设计信息，包括组件布局、接口定义、信号线路等。 知识点： 1. 主板设计：_lenovo Thinkpad E480/E580 LCFC NM-B421 REV 1.0联想笔记本电脑主板电路原理图展示了主板的设计思想和布局原则，包括组件选择、PCB设计、接口定义等。 2. 电路设计：该电路原理图提供了详细的电路设计信息，包括电路拓扑结构、信号线路、电源设计等。 3. 接口定义：该电路原理图定义了各种接口的设计规范，包括USB、HDMI、DP、MIC等。 4. 信号线路设计：该电路原理图提供了信号线路的设计信息，包括trace width、spacing、max length等参数。 5. 电源设计：该电路原理图提供了电源设计信息，包括电源模块的设计、电压输出等。 6. 主板组件：该电路原理图展示了主板组件的设计信息，包括CPU、PCH、MCP、RCOMP等组件的设计和布局。 7. Thermal设计：该电路原理图提供了热设计信息，包括散热器设计、热管理等。 8. 安全设计：该电路原理图提供了安全设计信息，包括安全机制、加密技术等。 9. 测试和验证：该电路原理图提供了测试和验证信息，包括测试方法、测试工具等。 10. 制造和assembly：该电路原理图提供了制造和assembly信息，包括PCB制造、组件焊接等。 该电路原理图提供了Lenovo Thinkpad E480/E580笔记本电脑主板的详细设计信息，涵盖了主板设计、电路设计、接口定义、信号线路设计、电源设计、主板组件、热设计、安全设计、测试和验证、制造和assembly等多个方面，为笔记本电脑主板设计和制造提供了有价值的参考。

《南邮电子电路课程设计-数字交流电压表实践报告》是一个关于电子工程领域的实践项目，主要涉及了数字交流电压表的设计与实现。这份报告详细记录了整个课程设计的过程，包括理论基础、硬件选型、电路设计、软件编程以及实验验证等关键环节。以下是基于这个主题的详细知识点讲解： 1. **数字交流电压表基础**：数字交流电压表是用于测量交流电压的电子仪器，它能显示被测电压的精确数值，通常具有较高的精度和分辨率。与传统的模拟电压表相比，数字电压表具有读数直观、测量范围广、抗干扰能力强等优点。 2. **电子电路理论**：设计数字交流电压表需要扎实的电子电路基础，包括交流电路分析、滤波器设计、信号放大与处理等。其中，交流电路分析涉及基尔霍夫定律、欧姆定律以及复数表示法；滤波器设计则关乎信号的频率选择性；信号放大与处理则需要理解运算放大器的工作原理和应用。 3. **硬件选型**：设计中会涉及到各种元器件的选择，如ADC（模数转换器）用于将交流电压转换为数字信号，DAC（数模转换器）可能用于显示调整，还有微控制器或单片机作为核心处理器，负责数据处理和结果显示。 4. **电路设计**：包括前端交流电压输入电路、滤波电路、放大电路以及ADC接口电路。前端电路需要确保安全地接入被测电压，滤波电路去除噪声，放大电路提升信号强度，ADC接口电路则保证信号准确无损地进入处理系统。 5. **软件编程**：微控制器或单片机的程序设计是关键，需要编写代码来控制ADC采样、计算电压值、驱动显示屏以及可能的通信功能。这通常涉及C语言或汇编语言编程，需理解中断服务、定时器操作、串行通信协议等。 6. **实验验证**：在硬件组装完成后，需要通过实验来验证设计的正确性和性能。这包括测量不同频率和幅度的交流电压，评估精度、稳定性和响应时间等指标，可能还需要进行温度漂移和长期稳定性测试。 7. **报告撰写**：实践报告应详实记录设计过程，包含设计思路、原理图、硬件清单、代码片段、实验数据及结果分析。良好的报告应该清晰易懂，体现问题解决的逻辑和创新点。 8. **南邮电子电路课设**：南京邮电大学的电子电路课程设计是本科教育中的重要实践环节，旨在培养学生的电路设计能力和动手能力，为未来从事电子工程工作打下坚实基础。 这份实践报告涵盖了电子工程的多个方面，对于学习者来说，不仅可以了解数字交流电压表的工作原理，还能掌握电路设计、软件编程的实际操作，是一份宝贵的参考资料。

根据给定文件的信息，我们可以了解到一些关于隔离式安全栅电路原理图的知识。隔离式安全栅（Safety Barrier）是一种安全设备，通常用于危险环境下的电子设备与传感器之间的接口，以提供电压和电流隔离，保障操作人员和设备的安全，同时满足防爆和本安的要求。 在描述中提到了防爆和本安（Intrinsic Safety），这两个术语通常出现在工业自动化领域，特别是在涉及易燃易爆环境的场合。防爆意味着设备的设计能够防止爆炸发生，而本安指的是设备的电路在正常运行和规定的故障条件下都不会产生足以引燃周围爆炸性混合物的火花或高温。 从标签中我们得知，本文主要涉及制造、本安、防爆和开关等关键词，这表明讨论的主题是与工业控制系统中的安全栅相关。 【部分内容】是一系列看似没有直接联系的PID、PIT、PIF、PIC、PIR、PIU等字母与数字的组合。这些可能是安全栅电路图中的元件编号，或者电路图中各个部分的标识。例如PID可能表示过程仪表（Process Instrumentation Device），PIT表示过程接口转换器（Process Interface Transducer），PIF表示过程接口功能器（Process Interface Function），PIC表示过程接口控制器（Process Interface Controller），PIR表示过程接口接收器（Process Interface Receiver），PIU表示过程接口单元（Process Interface Unit）。 结合标题和描述，我们可以推测这些字母与数字的组合代表了安全栅电路中不同模块或部件的相互连接和工作流程。每个标识都可能代表特定的功能，比如信号的传输、隔离、转换等。在制造过程中，这些不同的模块或部件协同工作，共同实现信号的安全隔离和转换，确保信号能够安全地在危险区与安全区之间传递。 由于【部分内容】中提供的信息是片段化的，因此难以构建一个完整的电路图。然而，从理论上讲，一个典型的隔离式安全栅电路可能包括以下几个主要部分： 1. 传感器输入部分：负责将来自危险区域的传感器信号接收并隔离，以防止危险区域的电压或电流通过信号线直接影响到安全区域的控制电路。 2. 信号处理部分：对隔离后的信号进行必要的处理，如放大、滤波、转换等，确保信号质量符合控制系统的要求。 3. 输出驱动部分：将处理后的信号通过隔离装置传输至安全区域，并驱动执行器件，如继电器、电磁阀等。 4. 电源管理部分：为整个安全栅电路提供稳定的电源，并且通常需要进行隔离处理，以防止电路之间的电气干扰。 5. 通信接口部分：如果需要，安全栅还可以提供用于与控制系统通信的接口，如HART通信、基金会现场总线（FF）等工业通信协议。 6. 故障诊断和保护部分：具备自我监测能力，能及时发现电路中的异常情况，并采取相应的安全措施，例如断开危险区域与安全区域之间的连接，以防止潜在的安全事故。 在设计和制造隔离式安全栅时，需要考虑各种安全标准和规定，如国际电工委员会（IEC）的IEC 60079系列标准，以及针对特定应用的特殊规范。安全栅的设计必须通过相应的认证测试，以确保在实际应用中的可靠性和安全性。

### 压阻式压力传感器及其应用电路设计 #### 一、引言 随着现代工业技术的发展，压力传感器作为重要的传感设备，在各个领域发挥着关键作用。本文将详细介绍压阻式压力传感器的工作原理及其相关应用电路的设计，并通过一个具体的应用案例进行说明。 #### 二、压阻式传感器概述 压阻式传感器是一种能够将机械应变转化为电阻值变化的传感器。其基本工作原理是基于半导体材料的压阻效应，即在外力作用下，半导体材料的电阻率发生变化。这一特性使得压阻式传感器能够在各种恶劣环境下保持稳定的工作性能。 #### 三、压阻式传感器的工作原理 ##### 3.1 半导体材料的压阻效应 压阻式传感器的核心在于利用半导体材料（通常是单晶硅）的压阻效应。当半导体材料受到外力作用时，其内部的电子结构会发生变化，从而导致电阻率的变化。这一变化可以通过公式表示： \[ \Delta R / R = \alpha \cdot \epsilon \] 其中，\(\Delta R / R\) 表示电阻的相对变化量；\(\alpha\) 是压阻系数；\(\epsilon\) 是材料的应变（长度的相对变化量）。压阻系数 \(\alpha\) 和材料的弹性模量 \(E\) 有关，可以表示为 \(\alpha = - \pi E\)，其中 \(\pi\) 是泊松比。 ##### 3.2 应变片的应用 为了将非电量如压力、力或加速度等转换成电信号，通常需要在弹性元件上贴附应变片。当这些物理量作用于弹性元件时，会使弹性元件发生形变，进而产生应变。应变片会将这一应变转化为电阻值的变化，通过这种方式实现非电量到电量的转换。 #### 四、压阻式传感器的应用电路设计 ##### 4.1 供电电路 压阻式传感器可以采用恒压源供电，也可以采用恒流源供电。恒压源供电方式简单，但在温度变化较大的环境中可能会对测量结果产生影响。相比之下，恒流源供电方式可以有效减少温度变化带来的影响。 ##### 4.2 桥式电路的应用 为了提高测量精度，通常采用惠斯通电桥（Wheatstone Bridge）作为压力传感器的检测电路。电桥由四个电阻组成，其中两个电阻作为固定参考电阻，另外两个电阻则作为感压元件。当压力作用于传感器时，感压元件的电阻值会发生变化，导致电桥不平衡，从而产生输出电压。输出电压与压力成正比关系，可以用来精确地测量压力的大小。 #### 五、应用实例 假设有一个压阻式压力传感器用于监测管道中的气体压力。该传感器采用恒流源供电方式，并通过惠斯通电桥来提高测量精度。当管道中的气体压力发生变化时，传感器中的应变片随之产生应变，进而引起电阻的变化。通过测量电桥输出电压的变化，即可得到管道内气体压力的具体数值。 #### 六、总结 压阻式压力传感器因其简单可靠的结构、良好的稳定性以及广泛的适用范围，在众多压力传感器中脱颖而出。通过合理的电路设计，可以进一步提高其测量精度和稳定性。未来，随着材料科学和技术的进步，压阻式压力传感器将在更多领域发挥重要作用。

详细介绍了压力传感器的原理和应用分类，列举了汽车压力传感器在轮胎气压监测方面的应用及具体的电路设计，把轮胎气压转换为电压，通过电压值的大小间接地测量气压值的大小。汽车压力传感器在汽车行业的应用和推广意义非常重大。 《汽车压力传感器及其电路设计》 汽车压力传感器在现代汽车技术中扮演着至关重要的角色，它们是汽车电子化和智能化的基础。压力传感器的工作原理基于物质的物理或化学性质随压力变化而变化的特性，比如压阻效应，即压力引起电阻率的改变。汽车压力传感器主要由敏感元件、转换元件和测量电路组成，其中敏感元件如单晶硅、扩散掺杂硅和多晶硅，它们在受压时会发生电阻变化，从而将压力转换为电信号。 汽车压力传感器广泛应用于汽车的各个系统，如电子检测系统和保安防撞系统。特别是在轮胎气压监测方面，它们能够实时监测轮胎的气压，确保气压维持在安全范围，防止因过高或过低气压导致的轮胎损坏，延长轮胎使用寿命，降低油耗。例如，通过在轮胎内嵌入微型压力传感器，可以精确控制轮胎的充气量，有效节省燃油。 气压传感器通常采用四电阻桥式电路布局，当压力作用于传感器膜片时，电阻值会变化，产生电位差输出。这种输出特性接近线性，易于解析和处理。为了实现实际应用，传感器的输出信号需要通过放大电路，如高精度低噪声的AD620仪表放大器，来增强微弱的信号。然后，通过A/D转换器将放大后的模拟电压转换为数字信号，最后通过计数译码电路和7段译码器驱动显示，以直观的数字形式呈现气压值。 在轮胎气压测量电路设计中，一个便携式装置可以方便地与轮胎气门嘴对接，压力变化会转化为电压信号，不同气压对应不同的电压值，从而间接测量气压。当电压值超出预设的高压(V1)和低压(V2)阈值时，系统会提示调整气压，确保其保持在标准范围(P0-P1)内，从而保证行车安全。 汽车压力传感器及其电路设计是汽车安全与效率的关键技术，它们的应用不仅提高了车辆的性能，还带来了显著的经济效益。随着科技的进步，压力传感器在汽车领域的应用将更加广泛和深入，为未来的智能交通提供坚实的技术支持。

参考博文，如何快速的获取电路的传递函数 https://blog.csdn.net/weixin_42665184/article/details/126029970?spm=1001.2014.3001.5502