電路設(shè)計及技巧

1、電路設(shè)計及技巧自卓,您好！1電源電路設(shè)計技巧PART 01添加內(nèi)容添加內(nèi)容添加內(nèi)容添加內(nèi)容添加內(nèi)容2內(nèi)容概括電源設(shè)計技巧概述電源設(shè)計的重要性輸出電壓穩(wěn)定電源種類選擇3電源設(shè)計的重要性1.1電源電路對于一個完整的電路系統(tǒng)的重要性：每個電子電路系統(tǒng)中必須有電源供給，為了保障電子系統(tǒng)能夠正常高效的運行，電源的正確設(shè)計師保證一個一個電子電路系統(tǒng)正常工作的基本保障。特別是要求在高穩(wěn)定的直流電壓下工作的電路，直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計關(guān)系到整個電路設(shè)計的穩(wěn)定性和可靠性，是電路設(shè)計中非常關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)。目前普遍情況是吧變壓器直接接到交流電源上，只經(jīng)過絕緣/變壓，在對變壓器二次側(cè)的交流電壓進(jìn)行整流/濾波，得到不穩(wěn)定的

2、直流電源。4電源設(shè)計的重要性1.2穩(wěn)定電源的優(yōu)點：電路在實現(xiàn)功能的同時又要承受電源變動，難以兼顧：讓實現(xiàn)功能的電路在波動大的非穩(wěn)定直流電源下運行，需要使用耐壓和功耗都有裕量的半導(dǎo)體器件。這種半導(dǎo)體器件外形尺寸大且價格高。5電源設(shè)計的重要性1.2穩(wěn)定電源的優(yōu)點：應(yīng)對電源變動與實現(xiàn)功能相互分離，簡單易行：在制作價格便宜的小型電子設(shè)備時，人們希望在實現(xiàn)具體功能的電路中使用雖在耐壓上沒有裕量但價格便宜，體積小巧的半導(dǎo)體，而電源變動的部分有穩(wěn)定電源電路承擔(dān)就可以。這樣既降低了IC的電源電壓，可以低功耗高速的進(jìn)行工作6電源設(shè)計的重要性1.2穩(wěn)定電源的優(yōu)點：總之，使用穩(wěn)定電源的目的就是靠分工來提高半導(dǎo)體器件

3、的利用率。并且，如果穩(wěn)定電源電路盡可能地使用內(nèi)部損耗小的電路，設(shè)備整體就能變得既造價低廉又體積小巧7電源設(shè)計的重要性1.3不穩(wěn)定電源的缺點：不穩(wěn)定電源的缺點：電源電壓變動大，數(shù)字電路不易設(shè)計：模擬電路難以應(yīng)對電源電壓的變動：8輸出電壓穩(wěn)定的電源種類及選擇方法1.3穩(wěn)定電源的種類：直流穩(wěn)定電源設(shè)計的第一步是方式的選擇，按照內(nèi)部運行方式分類，直流穩(wěn)定電源可分為線性調(diào)節(jié)器和開關(guān)調(diào)節(jié)器兩種形式。其中線性調(diào)節(jié)器在運行原理上又可以分為并聯(lián)調(diào)節(jié)器和串聯(lián)調(diào)節(jié)器。開關(guān)調(diào)節(jié)器分類如下：9輸出電壓穩(wěn)定的電源種類及選擇方法1.3開關(guān)調(diào)節(jié)器分類：(一).按控制方式：脈沖調(diào)制變換器：驅(qū)動波形為方波。PWM、PFM、混合式

4、。諧振式變換器：驅(qū)動波形為正弦波。又分ZCS(零電流諧振開關(guān))、ZVS(零電壓諧振開關(guān))兩種。10輸出電壓穩(wěn)定的電源種類及選擇方法1.3開關(guān)調(diào)節(jié)器分類：(二).按電壓轉(zhuǎn)換形式：1.AC/DC：一次電源。即整流電源。2.DC/DC：二次電源。1)Buck電路：降壓斬波器，入出極性相同。2)Boost：升壓斬波器，入出極性相同。3)Buck-Boost：升/降壓斬波器，入出極性相反，電感傳輸。4)Cuk：升/降壓斬波器，入出極性相反，電容傳輸。11輸出電壓穩(wěn)定的電源種類及選擇方法1.3開關(guān)調(diào)節(jié)器分類：(三).按拓補(bǔ)結(jié)構(gòu)：1.隔離型：有變壓器。2.非隔離型：無變壓器。線性調(diào)節(jié)器具有噪聲小的優(yōu)勢，而開

5、關(guān)調(diào)節(jié)器具有損耗曉得優(yōu)點?？偟膩碚f要低求噪聲電源的模擬電路應(yīng)該選用線性調(diào)節(jié)器，需要大電流的電路應(yīng)該選用開關(guān)調(diào)節(jié)器，一般都可按照這個原則靈活使用。12設(shè)計概述1.電源設(shè)計必須考慮負(fù)載的性質(zhì)：數(shù)字電路和模擬電路要求電源電路提供的的電流波形有很大的差異數(shù)字電路的脈沖性質(zhì)負(fù)載電路變化，電源電路的有源器件大部分情況下都不能影響，唯一能夠進(jìn)行響應(yīng)的方式是輸出端介入的電容對電荷的充放電。13設(shè)計概述2.初步選擇：如上面所說，電源有串聯(lián)型線性穩(wěn)壓電源和開關(guān)型穩(wěn)壓電源兩大類。前者具有波紋小，電路結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點，但電路的效率低，功耗大。后者功耗小，效率高，但電路復(fù)雜，紋波大。要求低噪聲電源的模擬電路應(yīng)該使用線性調(diào)

6、節(jié)器，需要大電流的電路應(yīng)該使用開關(guān)調(diào)節(jié)器，一般都可以按照這個原則靈活使用14設(shè)計概述2.PCB設(shè)計：實踐證明即使電路原理圖正確，PCB設(shè)計不恰當(dāng)也會對電子系統(tǒng)的功能產(chǎn)生不良影響，甚至致使電路不能工作。為了解決來自電源和信號之間的干擾，正確接地時控制干擾的重要方法。吧接地和屏蔽正確結(jié)合起來使用，就可以解決大部分干擾問題15正確選擇單點接地和多點接地對于雙面板，地線布置特別講究，通常采用單點接地，電源和地是電源的兩端接到印刷線路板上來的，電源一個接點，地一個接點盡量加粗接地線應(yīng)將接地線盡量加粗，使他能通過三倍于印制電路板的允許電流。如有可能，接地線的寬度應(yīng)該大于3mm。將數(shù)字電路與模擬電路分開兩者

7、的地線以及電源線也不要相混，分別與電源端的地線和電源線相連。還要盡量加大線性電路的接地面積。將接地線構(gòu)成閉環(huán)路設(shè)計只有數(shù)字電路組成的印制電路板的地線系統(tǒng)時，將接地線做成閉環(huán)路可以明顯的提高抗噪聲能力設(shè)計概述2.PCB設(shè)計16設(shè)計概述3.用好去耦電容去耦電容一方面阻止電路中的噪聲進(jìn)入電源，另一方面防止電源中的噪聲進(jìn)入前級電路，使電路噪聲干擾減少到滿足電路要求的范秋。因此設(shè)計數(shù)字電路使，對于集成電路，盡量在每個集成電路的電源與地之間都加一個去耦電容。電容一方面是該集成電路的蓄能電容，提供和吸收該集成電路開門關(guān)門瞬間的充放電能；另一方面旁路掉該期間的高頻噪聲。17設(shè)計概述4.還有一種較好的思路是每一

8、塊電路板各自根據(jù)需要,分別設(shè)計不同精度的穩(wěn)壓電源電路在 電路板上 , 杜絕通過電源線造成各塊電路板 的電源的相互干擾。當(dāng)然,前提是地線依然需要采用一點連接 , 即其他各塊電路板 的地線都要接到共同的模擬電路的末級18模擬電路設(shè)計技巧PART 0219基本放大電路多級放大電路頻率特性功率放大電路波形發(fā)生變換電路穩(wěn)壓電路集成運算放大電路信號運算、處理電路20電路之間的級聯(lián)問題考慮阻抗匹配和采用的耦合方式(直接耦合, 還是阻容耦合, 還是變壓器耦合等)輸入阻抗和輸出阻抗問題前級是后級的信號源, 前級的輸出電阻是后級電路的信號源內(nèi)阻,后級電路是前級電路的負(fù)載放大倍數(shù)“信號源”可看成是一級放大電路; 負(fù)

9、載同樣可看成是一級放大電路“基本放大電路”和多級放大電路的關(guān)系21電容的大小電容的大小來考慮, 結(jié)電容越小, 對放大信號影響越小,耦合電容和旁路電容越小, 對信號影響越大信號工作頻率頻率較低時, 結(jié)電容可視為開路頻率較高時, 結(jié)電容的容抗變小, 對PN 結(jié)形成分流,使晶體管的電流放大倍數(shù)減小, 而耦合電容和旁路電容可視為短路“基本放大電路”和頻率特性的關(guān)系22“基本放大電路”和功率放大電路的關(guān)系本質(zhì)：放大的仍然是電流和電壓，由于負(fù)載或輸出信號要求的不同, 而采用不同的輸出方式. 關(guān)鍵點：基本放大電路的工作原理中輸入和輸出波 形之間的關(guān)系；靜態(tài)工作點的設(shè)置對于輸入、輸出波形的影響23“基本放大電

10、路”和波形發(fā)生變換電路的關(guān)系實質(zhì)：基本放大電路接入正反饋再加上一個選頻網(wǎng)絡(luò)對非正弦波發(fā)生電路：依靠一個電容的充放電來形成方波變換成三角波：在基本放大電路的基礎(chǔ)上加一個充放電電容24“基本放大電路”和穩(wěn)壓電路的關(guān)系實質(zhì)：建立在基本放大電路共集電極接法基礎(chǔ)上的一種應(yīng)用型電路“基本放大電路”和集成運算放大電路的關(guān)系實質(zhì)：基于直接耦合的多級放大電路, 且增加了抑制零點漂移和各種電流源(深度電流負(fù)反饋)的集成電路25“基本放大電路”和信號運算、處理電路的關(guān)系實質(zhì)：輸入電阻趨于無窮大, 輸出電阻趨于零的基本電壓放大電路結(jié)果：使信號的各種運算成為與集成運算電路基本無關(guān),只與輸入信號的大小和反饋方式及輸入端連

11、接方式有關(guān)的輸出26濾波電路應(yīng)用作用：低通濾波是一種過濾方式，規(guī)則為低頻信號能正常通過，而超過設(shè)定臨界值的高頻信號則被阻隔、減弱。且阻隔、減弱的幅度則會依據(jù)不同的頻率以及不同的濾波程序（目的）而改變。27 數(shù)字電路系統(tǒng)設(shè)計與制作PART 031. 數(shù)字電路系統(tǒng)的設(shè)計方法3. 數(shù)字電路系統(tǒng)設(shè)計的一般方法與步驟2. 數(shù)字電路系統(tǒng)的組成4. 數(shù)字電路系統(tǒng)的裝調(diào)28一. 數(shù)字電路系統(tǒng)的設(shè)計方法利用數(shù)字電路硬件描述語言來設(shè)計數(shù)字系統(tǒng)是目前最先進(jìn)的方法，即電子設(shè)計自動化(EDA）。它可以采用自頂向下的設(shè)計方法，從系統(tǒng)行為級的數(shù)學(xué)模型描述與仿真論證系統(tǒng)的可行性來確定最優(yōu)秀的方案；它可以采用自頂向下的遞階結(jié)構(gòu)

12、加強(qiáng)結(jié)構(gòu)性，既易于設(shè)計調(diào)試又便于對問題的查找和解決；它可以采用原理圖、硬件描述語言或狀態(tài)機(jī)和多種方法輸入，并可調(diào)用軟件系統(tǒng)提供豐富的庫元件，生成數(shù)字電路并映射到可編程邏輯器件，進(jìn)行邏輯仿真及實現(xiàn)后的時序仿真，設(shè)計者只需根據(jù)仿真結(jié)果修改電路直到滿足設(shè)計需要。數(shù)字電路系統(tǒng)的設(shè)計與數(shù)字電子技術(shù)中基本的組合邏輯電路和時序邏輯電路的設(shè)計有較大的區(qū)別。后者是根據(jù)設(shè)計任務(wù)要求，用真值表、狀態(tài)表求出簡化的邏輯表達(dá)式，畫出邏輯圖、邏輯電路，用一般的集成門電路或集成觸發(fā)器電路來實現(xiàn)。而數(shù)字電路系統(tǒng)的設(shè)計具有復(fù)雜的邏輯功能，難以用真值表、邏輯表達(dá)式來完整地描述其邏輯功能，用數(shù)字電子技術(shù)中常用的方法來設(shè)計，顯然是復(fù)雜

13、而困難的。29時鐘電路電源輸入電路控制電路輸出電路And二. 數(shù)字電路系統(tǒng)的組成30 主要作用是將被控信號加工變換成數(shù)字信號，其形式包括各種輸入接口電路。 如在數(shù)字頻率計的設(shè)計制作中，通過輸入電路對微弱信號進(jìn)行放大、整形，得到數(shù)字電路可以處理的數(shù)字信號。有些模擬信號則通過模數(shù)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號再進(jìn)行處理。在設(shè)計輸入電路時，必須首先了解輸入信號的性質(zhì)，接口的條件，以設(shè)計合適的輸入接口電路。2.控制電路1.輸入電路 功能是將信息加工運算并為系統(tǒng)各部分提供所需的各種控制。 如多路可編程控制器的設(shè)計制作，其定時器即為一控制電路，正是在它的作用下，計數(shù)脈沖才按一定的時間周期（定時器的定時時間）一組一

14、組地送給地址計數(shù)器，形成時間控制。數(shù)字電路系統(tǒng)中，各種邏輯運算、判別電路等，都是控制電路，它們是整個系統(tǒng)的核心。設(shè)計控制電路是數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計的最重要的內(nèi)容，必須充分注意不同信號之間的邏輯性與時序性。314.時鐘電路 時鐘電路是數(shù)字電路系統(tǒng)中的靈魂。 它屬于一種控制電路，整個系統(tǒng)都在它的控制下按一定的規(guī)律工作。時鐘電路包括主時鐘振蕩電路及經(jīng)分頻后形成各種時鐘脈沖的電路。比如多路可編程控制器中的555多諧振蕩電路，數(shù)字頻率計中的基準(zhǔn)時間形成電路等都屬于時鐘電路。設(shè)計時鐘電路，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的要求首先確定主時鐘的頻率，并注意與其他控制信號結(jié)合產(chǎn)生系統(tǒng)所需的各種時鐘脈沖。 輸出電路是完成系統(tǒng)最后邏輯功能的重

15、要部分。 數(shù)字電路系統(tǒng)中存在各種各樣的輸出接口電路。其功能可能是發(fā)送一組經(jīng)系統(tǒng)處理的數(shù)據(jù)，或顯示一組數(shù)字，或?qū)?shù)字信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換，變成模擬輸出信號。比如數(shù)字頻率計的顯示譯碼與數(shù)碼管電路，多路可編程控制器的并行移位寄存器及驅(qū)動電路等，都屬于系統(tǒng)的輸出電路。設(shè)計輸出電路，必須注意與負(fù)載在電平、信號極性、拖動能力等方面進(jìn)行匹配。3.輸出電路325.電源 電源為整個系統(tǒng)工作提供所需的能源，為各端口提供所需的直流電平。在數(shù)字電路系統(tǒng)中，TTL電路對電源電壓要求比較嚴(yán)格，電壓值必須在一定范圍內(nèi)。CMOS電路對電源電壓的要求相對比較寬松。設(shè)計電源時，必須注意電源的負(fù)載能力，電壓的穩(wěn)定度及波紋系數(shù)等。 總之，任

16、何復(fù)雜的數(shù)字電路系統(tǒng)都可以逐步劃分成不同層次、相對獨立的子系統(tǒng)。通過對子系統(tǒng)的邏輯關(guān)系、時序等的分析，最后可以選用合適的數(shù)字電路器件來實現(xiàn)。將各子系統(tǒng)組合起來，便完成了整個大系統(tǒng)的設(shè)計。按照這種由大到小，由整體到局部，再由小到大，由局部到整體的設(shè)計方法進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計，就可以避免盲目的拼湊，完成設(shè)計任務(wù)。331) 分析課題 必須充分了解設(shè)計要求，明確被設(shè)計系統(tǒng)的全部功能、要求及技術(shù)指標(biāo)。熟悉被處理信號與被控制對象的各種參數(shù)與特點。2) 確定總體設(shè)計方案 根據(jù)系統(tǒng)邏輯功能畫出系統(tǒng)的原理框圖，將系統(tǒng)分解。確定貫串不同方框間各種信號的邏輯關(guān)系與時序關(guān)系。方框圖應(yīng)能簡潔、清晰地表示設(shè)計方案的原理。3) 繪

17、制單元電路并對單元電路仿真 選擇合適的數(shù)字器件，用電子CAD軟件繪出各邏輯單元的邏輯電路圖。三. 數(shù)字電路系統(tǒng)設(shè)計的一般方法與步驟34 4) 分析電路 可能設(shè)計的單元電路不存在任何問題，但組合起來后系統(tǒng)卻不能正常工作，因此，必須充分分析各單元電路，尤其是對控制信號要從邏輯關(guān)系、正反極性、時序幾個方面進(jìn)行深入考慮，確保不存在沖突。在深入分析的基礎(chǔ)上通過對原設(shè)計電路的不斷修改，獲得最佳設(shè)計方案。5) 完成整體設(shè)計 在各單元電路完成的基礎(chǔ)上，用電子CAD軟件將各單元電路連接起來，畫出符合軟件要求的整機(jī)邏輯電路圖。重新審查電路，以消除因某種疏忽造成的錯誤。6) 邏輯仿真 整體電路設(shè)計完畢后，再次在仿真

18、軟件上對整個試驗系統(tǒng)進(jìn)行邏輯仿真，驗證設(shè)計。 根據(jù)設(shè)計任務(wù)，設(shè)計出一個比較理想的數(shù)字電路系統(tǒng)必須經(jīng)常訓(xùn)練，反復(fù)實踐。為使設(shè)計盡可能優(yōu)化，必須對數(shù)字電路器件，尤其是中大規(guī)模集成電路器件有比較多的了解。學(xué)會查閱數(shù)字電路器件手冊，了解不同器件之間的區(qū)別。充分明了各器件輸入端、控制端對信號的要求，輸出端輸出信號的特點，對設(shè)計者來說是十分重要的。351） 制作PCB電路板 如果整體電路是利用電子CAD軟件按其要求繪制的，則可以利用該軟件繪制PCB圖，制作出印刷電路板。采用PCB制作數(shù)字電路系統(tǒng)可以保證試驗系統(tǒng)工作可靠，減少不必要的差錯，節(jié)省時間。2) 檢測器件 在將器件安裝到PCB上之前，對所選用的器件

19、進(jìn)行測試是十分必要的，它可以減少因器件原因造成的電路故障，縮短工作時間。3) 安裝元器件 將各種器件安裝到PCB上是一件不太困難的工作。安裝時，集成電路最好通過插座與電路板連接，便于器件不小心損壞后進(jìn)行更換。數(shù)字電路的布線一般比較緊密、焊點較小，在焊接過程中注意不要出現(xiàn)掛錫或虛焊。四. 數(shù)字電路系統(tǒng)的裝調(diào)36 充分理解電路的工作原理和電路結(jié)構(gòu)，對電路輸入輸出量之間的邏輯關(guān)系，正常情況下信號的電平、波形、頻率等做到心中有數(shù)。據(jù)此設(shè)計出科學(xué)的調(diào)試方法。包括選用的儀器設(shè)備，調(diào)試的步驟、每個步驟中檢測的部位、如何人為設(shè)置電路工作狀態(tài)進(jìn)行測試等。01 明確每次測量的意義，要了解什么，希望解決什么問題，一

20、定要做到心中有數(shù)。從測量中掌握的各種數(shù)據(jù)、現(xiàn)象、觀測到的信號波形等入手，通過分析、試驗（調(diào)整）再開始新的測量，如此循環(huán)向下進(jìn)行，就可以發(fā)現(xiàn)與排除故障，達(dá)到預(yù)定的設(shè)計目標(biāo)。04 在尋找故障時，可以按信號的流程對電路進(jìn)行逐級測量，或由前往后、或由后向前；也可以根據(jù)電路的特點從關(guān)鍵部位入手進(jìn)行；或根據(jù)通電連接后系統(tǒng)的工作狀態(tài)直接從電路的某一部分著手進(jìn)行。03 可以先進(jìn)行靜態(tài)測量，確定IC的電源、地、控制端的靜態(tài)電平等直流工作狀態(tài)是否正常后再進(jìn)行動態(tài)測量，如果電路裝配工藝比較好，也可以在動態(tài)測量發(fā)現(xiàn)問題后再進(jìn)行靜態(tài)測量。進(jìn)行靜、動態(tài)測量時應(yīng)盡量保證測試條件與電路的實際工作狀態(tài)相吻合。024） 電路調(diào)試

21、 電路的調(diào)試可分兩步來進(jìn)行，一是單元電路的調(diào)試，然后是總調(diào)。只有通過調(diào)試使單元電路到達(dá)預(yù)定要求，總調(diào)才能順利進(jìn)行。375) 歸納總結(jié) 當(dāng)電路能夠正常工作以后，應(yīng)將測試的數(shù)據(jù)、波形、計算結(jié)果等原始數(shù)據(jù)歸納保存，以備以后查閱。最后編寫總結(jié)報告。總結(jié)報告應(yīng)對本設(shè)計的特點、所采用的設(shè)計技巧、存在的問題、解決的方法、電路的最后形式、電路達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)等進(jìn)行必要的分析與闡述。38 模數(shù)混合PART 04A/D轉(zhuǎn)換器D/A轉(zhuǎn)換器39D/A轉(zhuǎn)換器 A/D轉(zhuǎn)換的任務(wù)是實現(xiàn)模擬信號的數(shù)字化，通常A/D轉(zhuǎn)換由采樣保持、量化和編碼三部分組成D/A轉(zhuǎn)換器將輸入數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成相對應(yīng)的模擬信號輸入。內(nèi)部覅安路一般分為四部分

22、。電壓基準(zhǔn)或電流基準(zhǔn)、精密電阻網(wǎng)絡(luò)、電子開關(guān)和電流求和電路A/D轉(zhuǎn)換器40轉(zhuǎn)換時間轉(zhuǎn)換速率轉(zhuǎn)換精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器的技術(shù)指標(biāo)現(xiàn)在隨著科技水平與制造工藝的發(fā)展，模數(shù)轉(zhuǎn)換器的使用范圍更加廣泛， 因此我們要因地制宜的選擇合適的模數(shù)轉(zhuǎn)換器， 以達(dá)到功能性與經(jīng)濟(jì)性的良好結(jié)合。下面我們就針對模數(shù)轉(zhuǎn)換器的技術(shù)指標(biāo)與注意事項略作敘述。41轉(zhuǎn)換時間指的是模數(shù)轉(zhuǎn)換器自接到轉(zhuǎn)換控制信號直到輸出端可以得到穩(wěn)定的信號所需要的時間。這個時間的長短受轉(zhuǎn)換電路的類型影響較大，在這幾種類型的轉(zhuǎn)換器中， 間接型模數(shù)轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速度是最慢的， 一般都在 10 300ms 之間，有時所用的時間可能會更長。逐次比較型模數(shù)轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速度要優(yōu)

23、于間接型模數(shù)轉(zhuǎn)換器， 它的轉(zhuǎn)換時間可以控制在0 4s左右。并型比較型模數(shù)轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速度最快， 有的最快轉(zhuǎn)換速度可以控制在 20 50ns 之間，單從轉(zhuǎn)換時間來講， 并型比較型模數(shù)轉(zhuǎn)換器是轉(zhuǎn)換速度最好的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換時間42轉(zhuǎn)換速率是轉(zhuǎn)換時間的倒數(shù)， 用來表示轉(zhuǎn)換的速度。如一般情況下，并型比較型模數(shù)轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速率可達(dá)到 20 50M 次 /s; 逐次比較型模數(shù)轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速率可以達(dá)到 2 5M次 /s 左右; 間接型模數(shù)轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速率與前兩種相比則要小得多。轉(zhuǎn)換速率43 轉(zhuǎn)換誤差轉(zhuǎn)換誤差用于表示輸出誤差的最大值， 它用于衡量模數(shù)轉(zhuǎn)換器實際輸出的數(shù)字量與理論輸出數(shù)字量的差別， 可用最低有效

24、位數(shù)的倍數(shù)來進(jìn)行表示。?？煞譃榱炕`差、 偏移誤差和滿刻度誤差等。分辨率分辨率一般是以輸出的二進(jìn)制或十進(jìn)制數(shù)字的位數(shù)來進(jìn)行表示的，它是用來衡量模數(shù)轉(zhuǎn)換器對輸入信號的分辨能力的。由于 N 位輸出的模數(shù)轉(zhuǎn)換器可以用于區(qū)分 2 的 N 次冪級次的不同等級的模擬輸入電壓， 其區(qū)分能力為滿量程輸入電壓的 1 /2N，且在電壓一定的情況下，位數(shù)越高， 分辨率就越高。單位分辨為 1LSB，如 N = 12 時，用百分?jǐn)?shù)可將其表示為: 1 /212= 0 24。轉(zhuǎn)換精度44轉(zhuǎn)換速率選擇在進(jìn)行轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換速率的選擇過程中， 要首先選擇好采樣速率位數(shù)選擇一般情況下，我們在要考慮兩個主要因素， 即靜態(tài)精度和動態(tài)平滑性

25、。選擇模數(shù)轉(zhuǎn)換器時的注意事項45一般來說， 分辨率越高，平滑性越好。數(shù)位在 13 位以上的具有較高的分辨率， 其平滑性較好; 在 9 12 位間的為中等分辨率，其平滑性一般; 在 8 位以下的為低分辨率，其平滑性較差。要適當(dāng)選擇其位數(shù)， 避免選取的過低以影響精度，也不要選取得過高以增加成本。位數(shù)選擇時的注意事項46如果轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換時間為 100s 時，其對模擬信號的處理頻率最高為 1000Hz， 而當(dāng)轉(zhuǎn)換時間 為 10s 時， 其 對 模 擬 信 號 的 處 理 頻 率 可 提 高 至10000Hz。如果再提高處理頻率就較為困難了， 所以定出的轉(zhuǎn)換速率要在滿足定理的同時，符合實際的條件。轉(zhuǎn)換速

26、率選擇時的注意事項471）在布局時，需要考慮哪些屬于模擬部分電路，哪些屬于數(shù)字電路，兩者之間的要分開放置，防止互相干擾。2）電源分離。模擬電源和數(shù)字電源通常要分開，以避免相互干擾。如果把數(shù)字電源與模擬電源重疊放置，會產(chǎn)生耦合效應(yīng)，相互干擾。3）地平面要分開:在分離電源的同時，模擬地和數(shù)字地也要相應(yīng)該進(jìn)行分離，以構(gòu)成兩個相互獨立的地平面，保證信號的完整性數(shù)?；旌献⒁馇闆r48 高速PCB設(shè)計PART 0549高速電路設(shè)計的幾個要點電磁兼容性（EMC）分析電源完整性（PI）分析高速電路定義及其一般流程信號完整性（ SI ）分析50高速電路：如果數(shù)字邏輯電路的頻率達(dá)到或者超過 50MHz，而且作在這個

27、頻率之上的電路已經(jīng)占到整個電子系統(tǒng)的 1/3 相比較于低速PCB設(shè)計過程，高速PCB中進(jìn)行了原理圖仿真以及SI（信號完整性），PI（電源完整性），EMC（電磁兼容性）等的檢測，目的是以此檢驗是否滿足預(yù)計的信號完整性要求 傳統(tǒng)的PCB設(shè)計依次要經(jīng)過電路設(shè)計，版圖設(shè)計，PCB制作等工序，且PCB的性能只能通過一系列儀器來測試，善于使用一些仿真工具將大大方便高速PCB設(shè)計者的工作一般高速PCB設(shè)計流程51反射信號延遲串?dāng)_振鈴和環(huán)繞振蕩信號完整性（SI）分析傳輸線效應(yīng)過沖和下沖52傳輸線理論傳輸線理論認(rèn)為電阻、電容和電導(dǎo)總是沿導(dǎo)體(印制導(dǎo)線) 分布的, 而不是集中的。一個導(dǎo)體(印制導(dǎo)線) 是否要用傳輸

28、線來模擬, 取決于導(dǎo)體的特性電阻、特性電容和特性電導(dǎo)對信號完整性影響的程度。一般來說, 當(dāng)導(dǎo)體(印制導(dǎo)線) 比驅(qū)動器上升時間的一半還長的時候, 即當(dāng)互連延時大于1 /2的上升時間時, 就應(yīng)該把導(dǎo)體作為傳輸線來處理。53電磁兼容性是指電子設(shè)備在各種電磁環(huán)境中仍能夠協(xié)調(diào)、有效的進(jìn)行工作的能力。電磁兼容性主要包括電磁干擾（EMI）和電磁忍受，即過量的電磁輻射和對輻射敏感的程度。電磁兼容性（EMC）產(chǎn)生電磁兼容問題須符合以下三個條件：1.存在一定的輻射源；2.存在干擾傳播途徑；3.存在易受干擾的敏感器件54電源完整性（PI）電源完整性是指系統(tǒng)運行過程中電源受影響的情況。對于一個理想的電源來說，其阻抗為

29、零，平面任何一點的點位都是保持恒定的(等于系統(tǒng)供給電壓)，然而際的情況并不如此，是存在很大的噪聲干擾。在許多實際問題中，系統(tǒng)無法正常工作的主要原因是電源分配系統(tǒng)（PDS）設(shè)計不合理導(dǎo)致地彈噪聲，同步開關(guān)噪聲，尤其是在高速PCB設(shè)計中，電源分配系統(tǒng)的不合理設(shè)常常是導(dǎo)致系統(tǒng)工作不穩(wěn)定的重要原因。55電子電路設(shè)計軟件PART 0656隨著計算機(jī)在國內(nèi)的逐漸普及，EDA(ElectronicDesignAutomatic,電路設(shè)計自動化)軟件在電路行業(yè)的應(yīng)用也越來越廣泛。這些軟件包括電路設(shè)計與仿真工具、PCB設(shè)計軟件、IC設(shè)計軟件、PLD設(shè)計工具及其它EDA軟件，如：Multisim， Altium

30、Designer，Pads, Orcad, proteus57原理圖的設(shè)計不管用什么軟件，設(shè)計有個大致的程序，按順序來會省時省力量，簡潔生動。網(wǎng)絡(luò)表的導(dǎo)入布線布局PCB設(shè)計流程58確定元件封裝。要完成從原理圖到PCB的轉(zhuǎn)換，只有各個元器件對象的連接關(guān)系是不夠的，還必須知道每一個元件的封裝形式（Footprint）。軟件中一般都提供了豐富的標(biāo)準(zhǔn)元件庫，在導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表文件，必須先加載PCB元件封裝庫，并且要確保所有用到的庫都已載入。原理圖的設(shè)計59設(shè)置環(huán)境參數(shù)用戶可以根據(jù)自己的習(xí)慣設(shè)置環(huán)境參數(shù)，如柵格大小、光標(biāo)捕捉大小、公制英制單位的轉(zhuǎn)換以及工作層面的顏色等。另外，因為PCB板圖由很多層構(gòu)成，所以還需要對PCB板的圖層進(jìn)行設(shè)置。確定元件封裝要完成從原理圖到PCB的轉(zhuǎn)換，只有各個元器件對象的連接關(guān)系是不夠的，還必須知道每一個元件的封裝形式（Footprint）。軟件中一般都提供了豐富的標(biāo)準(zhǔn)元件庫，在導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表文件，必須先加載PCB元件封裝庫，并且要確保所有用到的庫都已載入。原理圖的設(shè)計60原理圖的比較61網(wǎng)絡(luò)表的導(dǎo)入要想將設(shè)計好的原理圖轉(zhuǎn)變成可以制作成電路板的PCB圖，就必須通過網(wǎng)絡(luò)表這一橋梁。在設(shè)計完原理圖之后，通過原理圖內(nèi)給出