电磁兼容性(EMC)是指电子设备或系统在其电磁环境中能正常工作,同时不会对环境中的任何设备产生不可接受的电磁干扰。随着电子技术的发展和高频应用的增多,EMC设计变得越来越重要。高频思维是指在进行EMC设计时,需要考虑到电子元件和电路在高频状态下的特性和行为,这些与中低频时有所不同。 以电容器为例,在中低频情况下,电容可以看作一个纯粹的储能组件,但在高频状态下,电容器除了原有的电容特性外,还会表现出引线电感、漏电流和ESR(等效串联电阻)。引线电感和ESR是由于电容器的物理结构决定的,它们在高频条件下会显著影响电容器的性能。因此,在进行EMC设计时,要选择合适的电容器,并且要考虑到其在高频条件下的等效特性。 对于电源设计,尤其是在IC的VCC端,通常会并联使用两种类型的电容器:电解电容和瓷片电容。电解电容通常具有较大的容值,适用于低频滤波;而瓷片电容具有较小的容值,适用于高频滤波。它们的谐振频率点相差较大,可以实现对较宽频带的噪声抑制。 在PCB布线设计时,高频等效特性也需要考虑。在高频条件下,走线电阻虽然存在,但更重要的是走线电感的影响。而且,PCB走线与导线周围导体之间还存在分布电容,这在高频应用中可能会引起串扰等问题。因此,在设计时需要合理布局,以避免不必要的电磁干扰。 磁环和磁珠是EMC设计中常用的元件,它们在高频情况下具有吸波作用,通常被认为具有电感特性。然而,实际上它们的阻值是频率的函数,即R(f)。因此,在高频信号通过时,高频波动会因为I2R的作用产生热量,将干扰转化成热能,从而减少电磁干扰。 了解EMC的高频思维对于电子工程师至关重要。例如,静电工作台的接地导线需要采用宽的铜皮带和金属丝网蛇皮管,而不是传统的圆形接地线缆。这是因为在高频下,线缆的走线电感量过大,不利于静电电荷的快速泄放。而信号线之间的串扰可以通过增加它们之间的间距来减少,但信号线与地线之间应该尽量靠近,以便信号线上的波动干扰可以方便地泄放到地线上。 总结来说,高频思维要求电子工程师们在进行EMC设计时,必须考虑到元件和电路在高频下的等效特性,并且合理利用这些特性来优化设计,防止电磁干扰,并确保设备正常运作。通过正确地应用高频思维,电子工程师可以更好地解决电磁兼容性问题,提升产品的整体性能和可靠性。
2025-11-25 09:58:43 62KB 硬件设计 硬件设计
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开关电源EMI电路设计是电源设计中的一个重要环节,主要目的是减少电源工作时产生的电磁干扰(EMI),保证电源本身的正常工作以及不对其他设备产生干扰。本文将详细解读开关电源EMI电路设计中的技巧和方法,以及设计中需要注意的事项。 了解EMI的产生原理至关重要。开关电源工作时,由于高速的开关动作,会产生大量的电磁干扰。这些干扰可以分为差模干扰和共模干扰两大类。差模干扰主要是由电源的正负线路之间的电压波动产生的,而共模干扰则是由于线路和地之间的电压波动导致的。 在设计EMI电路时,需要考虑不同的频率范围,采取不同的滤波措施。对于1MHz以下的低频干扰,主要以差模干扰为主,可以通过增大X电容的方式来抑制。而当干扰频率在1MHz到5MHz之间时,干扰类型转为差模共模混合,此时需要在输入端并联一系列X电容,并且要分析干扰源并针对性解决。5MHz以上的高频干扰主要是共模干扰,需要采用专门针对共模干扰的抑制方法。 针对高频共模干扰,比如10MHz以上的干扰,可以采用磁环来减小干扰。具体方法是在地线上绕磁环两圈,可以有效衰减高频干扰。在25MHz到30MHz的频率范围内,可以通过增加对地Y电容,或在变压器外包裹铜皮等措施来减小干扰。在更高频段,如30MHz到50MHz,干扰通常是由于MOS管的高速开关动作造成的,这时可以通过增加MOS管驱动电阻或使用RCD缓冲电路来抑制干扰。 在100MHz到200MHz的频率范围内,干扰主要由输出整流管的反向恢复电流引起。可以通过在整流管上串磁珠来减小干扰。针对PFC MOSFET和PFC二极管的干扰,使用磁珠也是非常有效的办法,尽管在垂直方向上可能效果不佳。此外,也可以考虑在MOSFET和二极管上增加吸收回路来抑制干扰,但可能会影响效率。 除了上述频率区分的策略外,设计开关电源时防止EMI的措施还包括: 1. 减小噪声电路节点的PCB铜箔面积,例如开关管的漏极和集电极,以及初次级绕组节点等。 2. 使输入输出端远离噪声元件,例如变压器线包、磁芯以及开关管的散热片等。 3. 确保噪声元件远离外壳边缘,因为外壳边缘容易接触到外部接地线。 4. 如果没有使用电场屏蔽的变压器,应保持屏蔽体和散热片与变压器保持距离。 5. 减少电流环面积,包括次级整流器、初级开关功率器件、栅极驱动线路以及辅助整流器。 6. 避免将门极驱动返馈环路与初级开关电路或辅助整流电路混在一起。 7. 调整阻尼电阻值以防止振铃声。 8. 防止EMI滤波电感饱和。 9. 使拐弯节点和次级电路元件远离初级电路的屏蔽体或散热片。 10. 保持初级电路摆动节点和元件本体远离屏蔽体或散热片。 11. 将高频输入输出的EMI滤波器靠近输入电缆或连接器端以及输出电线端子。 12. 保持EMI滤波器与PCB板铜箔和元件本体之间一定距离。 13. 在辅助线圈的整流器线路上增加电阻,以及在磁棒线圈上并联阻尼电阻。 14. 在输出RF滤波器两端并联阻尼电阻。 15. 在变压器初级静端和辅助绕组之间放置1nF/500V陶瓷电容器或一串电阻。 16. 在PCB设计时留下放置屏蔽绕组脚位和RC阻尼器位置。 17. 如果空间允许,在开关功率场效应管漏极与门极之间放置小径向引线电容器。 18. 在直流输出端放置小RC阻尼器。 19. 避免将AC插座和初级开关管散热片靠在一起。 通过以上的方法和技巧,可以有效减少开关电源在设计中产生的EMI干扰,保证电源的稳定工作以及对其他设备的电磁兼容性。在实际设计过程中,需要综合考虑各种可能的干扰源和干扰途径,并采取相应的设计策略,以达到最佳的EMI控制效果。
2025-11-24 20:09:31 62KB 开关电源 EMI电路设计 硬件设计
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对电子产品开发,生产、使用过程中常常提出电磁干扰、屏蔽等概念。电子产品正常运行时其核心是PCB板及其安装在上面的元器件、零部件等之间的一个协调工作过程。要提高电子产品的性能指标减少电磁干扰的影响是非常重要的。
2025-11-24 09:54:49 98KB 硬件设计 PCB设计 硬件设计
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电磁兼容性(EMC)是电子设计中的一个关键因素,尤其在高速PCB(印刷电路板)设计时显得尤为重要。随着电子设备中电路运行速度的提升,电磁干扰(EMI)问题变得愈加突出。PCB设计时,为了确保产品在电磁环境中能正常工作,同时不会对其他设备产生不可接受的电磁干扰,需要考虑以下几个方面的电磁兼容性问题。 考虑的是关键器件的尺寸。器件尺寸越大,可能产生的辐射就越强,从而更容易引起电磁干扰。射频(RF)电流能够产生电磁场,如果这些电磁场通过机壳泄漏出来,就会导致电磁兼容性问题。 是阻抗匹配的问题。为了最小化信号反射和传输损耗,需要源和接收器之间的阻抗匹配。阻抗不匹配可能导致信号失真和传输效率降低,进而影响电磁兼容性。 第三,干扰信号的时间特性也需要关注。电子设备产生的干扰信号可以是连续的,如周期信号,或者是在特定操作周期内出现的,如按键操作、上电干扰、磁盘驱动操作或网络突发传输。了解干扰信号的特性有助于采取适当的抑制措施。 第四个因素是干扰信号的强度。干扰信号的强度决定了它对其他设备的潜在干扰程度。源能量级别越高,产生的有害干扰就越大。 第五个考虑点是干扰信号的频率特性。高频信号更容易被设备接收,因此需要采取措施减少高频信号的干扰。使用频谱仪可以观察到信号在频谱中的位置,帮助识别干扰源。 在PCB设计时,还应考虑电路组件内的电流流向。电流总是从高电位流向低电位,并且形成闭环回路。最小回路的原则对减少电磁干扰非常关键。针对检测到的干扰电流方向,通过调整PCB走线,可以避免对负载或敏感电路产生影响。 另外,走线的阻抗特性是高速PCB设计中不可忽视的一环。在高频应用中,走线的阻抗包括电阻和感抗,而在100kHz以上的高频操作时,走线可能变成电感。如果设计不当,PCB走线有可能成为一个高效的天线。为避免这一点,PCB走线应避开特定频率的λ/20以下工作。 PCB的尺寸和布局也是电磁兼容性设计中需要考虑的重要因素。过大的PCB尺寸会导致走线过长,系统抗干扰能力下降,成本上升;而尺寸过小则可能导致散热和互扰问题。在PCB布局上,设计师需要考虑PCB的整体尺寸,放置特殊元件的位置,如时钟元件应避免周围铺地和位于关键信号线的上下,从而减少干扰。 PCB设计中的电磁兼容性问题涉及多方面的考量,包括器件尺寸、阻抗匹配、干扰信号特性、电流流向以及走线和布局设计。为了达到良好的EMC性能,设计师必须充分理解这些因素,并运用相应的设计规则和方法。这包括但不限于选择合适的设计工具,进行充分的仿真和测试,并不断调整设计以满足电磁兼容性标准。通过这些细致入微的工作,可以保证设计的产品能够在复杂的电磁环境中正常、稳定地工作。
2025-11-23 23:19:16 58KB 硬件设计 PCB设计 硬件设计
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电子元件百科全书精要是一本系统解析各类基础电子元件功能、类型及其应用的专著。它以直观图示和实用案例的形式,详细阐述了电子电路中不可或缺的组成部分,如电阻、电容、电感、二极管、晶体管等。书中不仅覆盖了这些元件的基本理论知识,还包括了电源管理、信号控制等内容,深入分析了设计时可能遇到的常见误区。 此书为电子爱好者、初学者及工程师提供了快速查阅与深入理解电子元件的权威资源。它不仅仅是一本简单的电子元件指南,而是一本集合了丰富实例和详细解释的实用参考书籍。通过介绍元件的功能和类别,它帮助读者掌握如何在电子电路设计中正确选择和使用这些基础元件。 电子元件百科全书精要的编排结构逻辑清晰,语言表达准确,不仅涉及到理论知识,还提供了大量实际应用案例,这些都是初学者和专业人士在学习和工作中必须掌握的重要知识点。通过对本书的学习,读者能够理解电子元件在电路中的工作原理,以及它们如何相互作用来实现复杂的电路功能。 书中还对各种电子元件的规格参数进行了详细说明,这对于电子元件的选择和应用具有重要意义。此外,书中的案例分析有助于读者避免在电路设计中出现常见错误,提高设计效率和电路性能。 电子元件百科全书精要不仅覆盖了广泛的应用领域,而且注重理论与实践相结合,是电子工程师和电路设计者不可多得的参考资料。无论是在学术研究还是实际应用中,它都能提供宝贵的知识和信息。 本书的翻译版本严格遵循原版内容,保留了原书的结构和深度,以确保读者能够获得与原版读者相同的学习体验。因此,无论是原版还是翻译版本,都是电子领域专业人士和爱好者不可多得的参考资料和学习工具。 “电子元件百科全书精要”不仅为电子爱好者和专业人士提供了一个全面的电子元件知识平台,还结合了大量实际案例,增加了书籍的实用价值。它是一本对电子元件有着系统性、全面性介绍的专业书籍,适合所有从事电子电路设计和学习的人员深入阅读和参考。
2025-11-10 16:56:05 42.71MB 电子元件 电路设计 硬件开发
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印制电路板(PCB)设计与制造遵循一系列标准,以确保产品的可靠性和一致性。以下是一些关键的IPC(国际电子工业联接协会)标准的详细介绍: 20) IPC-SC-60A:该标准关注焊接后溶剂清洗的过程,涵盖了自动和手工焊接中的清洗技术,讨论溶剂特性、残留物影响以及过程控制和环保要求。 21) IPC-9201:涉及表面绝缘电阻(SIR)的手册,提供了SIR的定义、理论、测试方法和环境因素,如温度和湿度对SIR的影响,以及故障分析和对策。 22) IPC-DRM-53:是一个关于通孔安装和表面贴装技术的桌面参考手册,包含图示和照片,帮助理解各种组装技术。 23) IPC-M-103:表面贴装装配手册,整合了与表面贴装相关的21个IPC文件,提供全面的表面贴装技术指导。 24) IPC-M-I04:印刷电路板组装手册,涵盖10个最常用的文件,指导组装过程和相关技术。 25) IPC-CC-830B:针对电子绝缘化合物的标准,定义了在PCB组装中使用的涂敷材料的质量和资格要求。 26) IPC-S-816:表面贴装技术工艺指南,列出并解决了表面贴装组装中的常见问题,如短路、遗漏焊点、元件定位不准确等问题的解决方案。 27) IPC-CM-770D:印制电路板元器件安装指南,提供了元件准备和组装的详细步骤,包括手工和自动组装、表面贴装和倒装芯片技术,以及后续焊接、清洗和涂敷工艺的考虑。 28) IPC-7129:定义了计算DPMO(每百万机会发生故障数目)的方法,为质量控制和缺陷率的行业基准设定标准。 29) IPC-9261:印制电路板组装产量估算和DPMO计算,提供了评估组装过程不同阶段性能的工具。 30) IPC-D-279:表面贴装技术的可靠性设计指南,涵盖了适用于表面贴装和混合技术的PCB的制造过程和设计理念。 31) IPC-2546:阐述了在PCB组装中传递物料的要求,如传送系统、手工和自动化操作,以及各种焊接工艺。 32) IPC-PE-740A:印制电路板制造和组装的故障排除指南,提供了设计、制造、装配和测试过程中问题的案例和纠正措施。 33) IPC-6010:是印制电路板质量标准和性能规范的系列手册,定义了PCB行业的质量标准。 34) IPC-6018A:专注于微波成品印制电路板的检验和测试,规定了高频和微波PCB的性能要求。 35) IPC-D-317A:高速技术电子封装设计指南,涵盖了高速电路设计的机械、电气考量和性能测试方法。 这些标准确保了PCB设计和制造的标准化,从而提高产品的质量和可靠性,同时降低生产过程中的问题和风险,是硬件设计工程师不可或缺的参考资料。理解和遵循这些标准能够提升PCB的性能,确保其在各种应用中的稳定性和耐用性。
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有protrus的.dsn电路文件(高版本的也可以用),有8086使用的main.exe文件,有main.asm文件,可以自行修改 运行时,按下左侧或右侧击打键 开始击打 以 “网”为界,如果对侧地面灯亮起,说明球落到地面,得1分。中间两个灯亮时,可以击打,让球反向。 按击打键时,尽量多按一些时间,看到LED灯向反方向运动时,再松开
2025-08-25 10:30:02 22KB 8086 课程设计 8255
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电路板维修是一门新兴的修理行业。近年来工业设备的自动化程度越来越高,所以各个行业的工控板 的数量也越来越多,工控板损坏后,更换电路板所需的高额费用(少则几千元,多则上万或几十万元)也成为各企业非常头痛的一件事。其实,这些损坏的电路板绝 大多......
2025-08-01 16:31:34 42KB 硬件设计 硬件设计
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采样保持电路原理 采样保持电路能够跟踪或者保持输入模拟信号的电平值。在理想状况下,当处于采样状态时,采样保持电路的输出信号跟随输入信号变化而变化;当处于保持状态时,采样保持电路的输出信号保持为接到保持命令的瞬间的输入信号电平值。当电路处于采样状态时开关导通,这时电容充电,如果电容值很小,电容可以在很短的时间内完成充放电,这时,输出端输出信号跟随输入信号的变化而变化;当电路处于保持状态时开关断开,这是由于开关断开,以及集成运放的输入端呈高阻状态,电容放电缓慢,由于电容一端接由集成运放构成的信号跟随电路,所以输出信号基本保持为断开瞬间的信号电平值。 采样保持电路图设计(一) 采样保持放大器SMP04用做多路输出选择器电路图。 如图所示为SMP04用做多路输出选择器,与解码器、D/A转换器构成的四路数字-模拟转换电路。数字信号输入模数转换器DAC8228,输出产生5~10V模拟电压送副SMP04,地址输入通道解码器,不同的地址解码后分别控制四路开关,以分别输出四模拟信号。采用DAC8228产生DAC电压输出可以使电路得以最大的简化。为了将输出电压干扰减小到最小,在采样信号被确认之前, 采样保持电路是一种在数据采集系统中至关重要的电路,它主要功能是捕获瞬时的模拟信号,并在后续处理期间保持该信号的电平不变。这种电路在数字化处理模拟信号时,尤其是模数转换(ADC)过程中,起到了关键的作用。在理想的采样保持电路中,当处于“采样”模式时,电路的输出会紧密跟随输入信号的变化;而当进入“保持”模式时,输出电压将保持在采样时刻的输入信号电平,即使输入信号随后发生变化。 采样保持电路的工作原理依赖于一个开关和一个电容。在采样阶段,开关打开,电容通过输入信号源充电,其电压跟随输入信号变化。电容的大小决定了充电速度,小电容能快速响应输入信号的改变。而在保持阶段,开关关闭,输入信号与电容断开,由于运放输入端的高阻抗特性,电容放电非常缓慢,因此输出电压几乎不变,持续反映采样时刻的信号电平。 在实际应用中,例如在图示的电路设计中,采样保持放大器SMP04被用作一个多路输出选择器。这里结合了解码器和D/A转换器(DAC),形成一个四路数字-模拟转换电路。数字信号首先输入到模数转换器DAC8228,生成5至10伏的模拟电压,然后馈送到SMP04。地址输入通过解码器控制四个开关,使得每个开关对应一路模拟信号的输出。使用DAC8228简化了电路设计,因为它可以直接产生所需的电压输出。 为了降低输出电压的干扰,确保在采样信号被确认前,电路需要有至少5微秒的电压建立时间,以保证输出电压稳定。此外,每个采样保持放大器必须定期刷新,通常每秒一次或更少,以防止输出电压下降速率超过10毫伏或1/2 LSB(最小有效位),从而保持精度。 另一个设计示例展示了SMP04与运算放大器OP490组合成一个增益为10的采样保持放大电路。SMP04的开关状态决定了是采样还是保持模式。在采样模式下,开关闭合,运放反馈回路接通,输出端输出放大后的采样电压。而在保持模式,开关断开,运放反馈回路中断,输出保持在电容上的先前采样电压,不受输入信号影响。为防止运放饱和,输出端的二极管1N914起到钳位作用。 采样保持电路在保证模拟信号的准确传输和稳定保持方面具有重要意义,其设计涉及到开关控制、电容充放电、反馈电路以及信号的精确控制等多个方面。通过巧妙地结合各种元器件,可以构建出满足特定需求的采样保持系统,以适应各种复杂的信号处理场景。
2025-07-08 16:02:35 92KB 电路设计 硬件设计 原理图设计
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内容概要:本文详细介绍了一个基于51单片机(STC89C52)和ADC0808的数字电压表的设计过程。首先介绍了硬件连接方法,包括ADC0808与时钟信号、电位器、数码管的连接方式。接着深入讲解了ADC启动时序、数据读取、电压计算以及显示部分的动态扫描技术。文中还提到了一些常见的陷阱和解决方法,如Proteus仿真中的EOC信号配置、PCB布局注意事项等。此外,提供了自动量程切换和滑动平均滤波等功能的实现方法,并强调了硬件校准的重要性。 适合人群:具有一定单片机基础的学习者、电子爱好者、初学者工程师。 使用场景及目标:适用于希望深入了解51单片机与ADC0808配合使用的开发者,帮助他们掌握从硬件搭建到软件编程的全过程,最终能够独立制作一个精度达到0.02V级别的数字电压表。 其他说明:附带完整的源码、仿真文件和PCB设计文件,方便读者动手实践。同时,文中提供的经验和技巧有助于提高项目的成功率和可靠性。
2025-06-22 23:26:46 1011KB
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