一些硬件知识(五)

news2024/12/26 11:58:15

选择MCU时需要考虑以下几个方面:1。首先考虑引脚功能数量是否够用2.其次如果跑RTOS操作系统的话对堆栈有要求3.需要考虑单片机某个功能的极限性能,例如做BLDC驱动板子的时候要求对电机的电流做到精确采样,此时会选用这个方向表现较好的MCU,例如智能车竞赛时候使用的无刷主控芯片自身带运放和MOS.4.需要考虑MCU的成本,生态,库等问题。5.低功耗场景需要单独考虑,选用合宙等企业的专用低功耗MCU

高速布线时候考虑的问题:1.首先要做阻抗匹配2.其次要根据高速器件的专用规则进行隔离或布局3.USB,HDMI等的差分走线4.包地处理4.层叠的合适选择4.电源层内缩20H,3W原则

过孔带有2个寄生参数。寄生电容跟寄生电感。寄生电容会影响信号的上升时间,寄生电感会影响电路电容的滤波效果。对于高频信号打孔的坏处在于阻抗不匹配。所以在pcb布局的时候应该优先考虑高速信号,避免在高速信号上打孔。如果不能避免,那走线尽量粗打孔应该尽量大。以减少寄生参数带来的影响。

BUCK电路的损耗主要体现在以下几个方面:导通损耗:在MOS管导通时,会有一定的电压降,从而产生导通损耗。开关损耗:在MOS管切换时,由于开关时间不为零,会产生一定的开关损耗。换能器损耗:BUCK电路中的电感和输出电容会产生换能器损耗。控制电路损耗:BUCK电路中的控制电路也会产生一定的损耗。这些损耗会导致电路效率降低,同时也会产生热量,需要通过散热等手段进行处理。

为了提高BUCK电路的效率,可以采取以下措施:选择低导通电阻和低开关时间的MOS管,减小导通损耗和开关损耗。合理选择电感和输出电容,尽量减小换能器损耗。优化控制电路,降低控制电路损耗。通过优化PCB布局和散热设计等手段,提高电路的散热效果,减小温升,从而提高效率。

纹波与噪声关系:纹波不等于噪声,一般示波器设置为20MHz,滤除电源的高频噪声成分,测量得到的纹波更加精准  

BUCK电路中电感器的电流会产生纹波,这会导致电路的输出也出现纹波。为了保证输出纹波的幅值和频率范围都在可接受的范围内,通常需要对电感进行合适的选择和设计。在设计BUCK电路中的电感时,需要考虑以下几点:电感的品质因数Q值,Q值越高,纹波越小。电感的值,电感值越大,纹波越小。电感的大小,物理大小越大,纹波越小。电感的电流波形,方波和三角波都会影响电感的纹波。

在考虑运放噪声时,需要关注以下几个方面:电源噪声,PCB布局布线噪声,输入信号噪声(没有好好滤波)

在实际使用中,可以通过以下方法来测试三极管的工作状态:

法一:使用万用表:将万用表的档位调整到“二极管测试”或“三极管测试”位置。接着,将三极管的基极、发射极和集电极分别接入万用表。通过测量基极与发射极、基极与集电极之间的电阻值,可以判断三极管的工作状态。例如,如果基极与发射极之间的电阻值很小,接近于0,那么三极管可能处于导通状态;如果电阻值很大或无穷大,那么三极管可能处于截止状态。

法二:观察电压和电流:通过对三极管各管脚的电压和电流进行测量,也可以判断其工作状态。例如,如果发射结是反向偏置的,那么三极管处于截止状态;如果集电极电流较大,那么三极管可能处于放大或饱和状态。同时,观察发射极和集电极之间的电压,如果只有0.3伏到0.5伏,那么三极管处于饱和状态;如果电压较大,那么三极管处于放大状态。

发射结正偏,集电结反偏——放大状态;

发射结正偏,集电结也正偏——饱和状态;

发射结反偏,集电结也反偏——截止状态。

二极管的伏安特性曲线:

CMOS、TTL逻辑电平的区别:

CMOS逻辑电平:逻辑1的电平通常在3.5V至5V之间,逻辑0的电平通常在0V至1.5V之间。在CMOS电路中,当输入电压超过某个阈值电压时,输出电路就会切换状态。CMOS电路具有高输入阻抗和低功耗的优点。

TTL逻辑电平:逻辑1的电平通常在2.4V至5V之间,逻辑0的电平通常在0V至0.8V之间。在TTL电路中,当输入电压超过某个阈值电压时,输出电路就会切换状态。TTL电路具有快速开关速度和低噪声的优点。

RS485是一种差分传输的串行通信协议,它采用两根信号线之间的电压差来确定逻辑电平。RS485的电平逻辑采用差分电平,根据两根信号线电压的差值来确定电平逻辑。发送端的逻辑0对应-2V到-6V的电压范围,而逻辑1对应+2V到+6V的电压范围。在接收端,逻辑0对应小于-200mV的电压,而逻辑1对应大于+200mV的电压。

CAN是一种用于汽车和其他实时应用的串行通信协议。CAN协议使用两根线(CAN_H和CAN_L)之间的电位差来判断总线电平。总线电平分为显性电平和隐性电平,二者必居其一。显性电平对应逻辑0,而隐性电平对应逻辑1。当CAN_H和CAN_L之间的电压差为2.5V时,表示逻辑0;当电压差为0V时,表示逻辑1。

DRAM和DRAM都是计算机内存的类型。DRAM是动态随机访问存储器,它使用电容来存储数据。DRAM需要不断地进行刷新,以防止存储的数据消失SDRAM是同步动态随机访问存储器,它在内部使用时钟来同步数据传输。相比DRAM,SDRAM具有更快的速度和更高的带宽,而且不需要像DRAM一样频繁进行刷新操作。SDRAM可以分为DDR(双倍数据速率)和DDR2、DDR3、DDR4等不同的版本,每个版本都有自己的特点和性能。DDR SDRAM可以一次传输两次数据,从而提高带宽,而DDR2 SDRAM可以一次传输四次数据,DDR3 SDRAM可以一次传输八次数据,DDR4 SDRAM可以一次传输十六次数据,以此类推。

差分信号怎么布线:差分信号是指同时存在正负两个信号的信号,比如USB、HDMI、LVDS等标准都使用了差分信号技术,通过抵消噪声、提高信号的传输质量。因此,对于差分信号的布线要特别注意,以下是一些建议: 1.尽量保持差分对的长度相等,以防止差分信号之间的时间差。 2.尽量使差分对的两根线距离相等,以避免不必要的互感和干扰。 3.差分对的两根线应尽量并排走,而不要拐弯曲折,以减少反射和串扰。 4.差分线和信号线之间应有一定的间隔,以避免互相干扰。 5.如果需要跨PCB板传输差分信号,应使用差分对进行传输,避免信号互相干扰。 6.选择适合的差分对阻抗,并采用适当的终端电阻。

板对板之间通信通常用CAN和RS485

电路板设计中菊花链经验:RM超级电容,如下图所示,星形结构:32核心板

【选型攻略:只需3步,选出合适的电源芯片 电路设计必备】https://www.bilibili.com/video/BV1H3411z7t5?vd_source=3cc3c07b09206097d0d8b0aefdf07958

首先选择拓扑结构,其次考虑输入输出电流电压大小:

开关电源用同步结构效率更高。非同步的话有二极管效率比较低。

typeC:

支持正反插,USB2.0兼容,差分线,例如TX+和TX-两根线利用差分电平进行数据发送。

大批量生产的时候电阻可以用印刷碳膜代替。

电流是从滤波电容由大到小进入芯片,出芯片也是由大到小出芯片的(大电容滤低频,小电容滤高频)。

直流有刷驱动板:H桥,驱动芯片,自举电容,上桥,MOS,电机停止时候两个上管关断。

小功率的常用tb6612,L298N之类的,大功率采用H桥。

接口的ESD防护的一些措施:共模电感,TVS,陶瓷电容

三极管是电流控制元件,MOS是电压控制元件

MOSA防反接:

 

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