現(xiàn)代的電子設(shè)計(jì)和芯片制造技術(shù)正在飛速發(fā)展，電子產(chǎn)品的復(fù)雜度、時鐘和總線頻率等等都呈快速上升趨勢，但系統(tǒng)的電壓卻不斷在減小，所有的這一切加上產(chǎn)品投放市場的時間要求給設(shè)計(jì)師帶來了前所未有的巨大壓力。要想保證產(chǎn)品的一次性成功就必須能預(yù)見設(shè)計(jì)中可能出現(xiàn)的各種問題，并及時給出合理的解決方案，對于高速的數(shù)字電路來說，最令人頭大的莫過于如何確保瞬時跳變的數(shù)字信號通過較長的一段傳輸線，還能完整地被接收，并保證良好的電磁兼容性，這就是目前頗受關(guān)注的信號完整性（SI）問題。本章就是圍繞信號完整性的問題，讓大家對高速電路有個基本的認(rèn)識，并介紹一些相關(guān)的基本概念。 第一章 高速數(shù)字電路概述.....................................................................................51.1 何為高速電路...............................................................................................51.2 高速帶來的問題及設(shè)計(jì)流程剖析...............................................................61.3 相關(guān)的一些基本概念...................................................................................8第二章 傳輸線理論...............................................................................................122.1 分布式系統(tǒng)和集總電路.............................................................................122.2 傳輸線的RLCG 模型和電報方程...............................................................132.3 傳輸線的特征阻抗.....................................................................................142.3.1 特性阻抗的本質(zhì).................................................................................142.3.2 特征阻抗相關(guān)計(jì)算.............................................................................152.3.3 特性阻抗對信號完整性的影響.........................................................172.4 傳輸線電報方程及推導(dǎo).............................................................................182.5 趨膚效應(yīng)和集束效應(yīng).................................................................................232.6 信號的反射.................................................................................................252.6.1 反射機(jī)理和電報方程.........................................................................252.6.2 反射導(dǎo)致信號的失真問題.................................................................302.6.2.1 過沖和下沖.....................................................................................302.6.2.2 振蕩：.............................................................................................312.6.3 反射的抑制和匹配.............................................................................342.6.3.1 串行匹配.........................................................................................352.6.3.1 并行匹配.........................................................................................362.6.3.3 差分線的匹配.................................................................................392.6.3.4 多負(fù)載的匹配.................................................................................41第三章 串?dāng)_的分析...............................................................................................423.1 串?dāng)_的基本概念.........................................................................................423.2 前向串?dāng)_和后向串?dāng)_.................................................................................433.3 后向串?dāng)_的反射.........................................................................................463.4 后向串?dāng)_的飽和.........................................................................................463.5 共模和差模電流對串?dāng)_的影響.................................................................483.6 連接器的串?dāng)_問題.....................................................................................513.7 串?dāng)_的具體計(jì)算.........................................................................................543.8 避免串?dāng)_的措施.........................................................................................57第四章 EMI 抑制....................................................................................................604.1 EMI/EMC 的基本概念..................................................................................604.2 EMI 的產(chǎn)生..................................................................................................614.2.1 電壓瞬變.............................................................................................614.2.2 信號的回流.........................................................................................624.2.3 共模和差摸EMI ..................................................................................634.3 EMI 的控制..................................................................................................654.3.1 屏蔽.....................................................................................................654.3.1.1 電場屏蔽.........................................................................................654.3.1.2 磁場屏蔽.........................................................................................674.3.1.3 電磁場屏蔽.....................................................................................674.3.1.4 電磁屏蔽體和屏蔽效率.................................................................684.3.2 濾波.....................................................................................................714.3.2.1 去耦電容.........................................................................................714.3.2.3 磁性元件.........................................................................................734.3.3 接地.....................................................................................................744.4 PCB 設(shè)計(jì)中的EMI.......................................................................................754.4.1 傳輸線RLC 參數(shù)和EMI ........................................................................764.4.2 疊層設(shè)計(jì)抑制EMI ..............................................................................774.4.3 電容和接地過孔對回流的作用.........................................................784.4.4 布局和走線規(guī)則.................................................................................79第五章 電源完整性理論基礎(chǔ)...............................................................................825.1 電源噪聲的起因及危害.............................................................................825.2 電源阻抗設(shè)計(jì).............................................................................................855.3 同步開關(guān)噪聲分析.....................................................................................875.3.1 芯片內(nèi)部開關(guān)噪聲.............................................................................885.3.2 芯片外部開關(guān)噪聲.............................................................................895.3.3 等效電感衡量SSN ..............................................................................905.4 旁路電容的特性和應(yīng)用.............................................................................925.4.1 電容的頻率特性.................................................................................935.4.3 電容的介質(zhì)和封裝影響.....................................................................955.4.3 電容并聯(lián)特性及反諧振.....................................................................955.4.4 如何選擇電容.....................................................................................975.4.5 電容的擺放及Layout ........................................................................99第六章 系統(tǒng)時序.................................................................................................1006.1 普通時序系統(tǒng)...........................................................................................1006.1.1 時序參數(shù)的確定...............................................................................1016.1.2 時序約束條件...................................................................................1066.2 源同步時序系統(tǒng).......................................................................................1086.2.1 源同步系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)...................................................................1096.2.2 源同步時序要求...............................................................................110第七章 IBIS 模型................................................................................................1137.1 IBIS 模型的由來...................................................................................... 1137.2 IBIS 與SPICE 的比較.............................................................................. 1137.3 IBIS 模型的構(gòu)成...................................................................................... 1157.4 建立IBIS 模型......................................................................................... 1187.4 使用IBIS 模型......................................................................................... 1197.5 IBIS 相關(guān)工具及鏈接..............................................................................120第八章 高速設(shè)計(jì)理論在實(shí)際中的運(yùn)用.............................................................1228.1 疊層設(shè)計(jì)方案...........................................................................................1228.2 過孔對信號傳輸?shù)挠绊?..........................................................................1278.3 一般布局規(guī)則...........................................................................................1298.4 接地技術(shù)...................................................................................................1308.5 PCB 走線策略............................................................................................134
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第一部分 信號完整性知識基礎(chǔ).................................................................................5第一章 高速數(shù)字電路概述.....................................................................................51.1 何為高速電路...............................................................................................51.2 高速帶來的問題及設(shè)計(jì)流程剖析...............................................................61.3 相關(guān)的一些基本概念...................................................................................8第二章 傳輸線理論...............................................................................................122.1 分布式系統(tǒng)和集總電路.............................................................................122.2 傳輸線的RLCG 模型和電報方程...............................................................132.3 傳輸線的特征阻抗.....................................................................................142.3.1 特性阻抗的本質(zhì).................................................................................142.3.2 特征阻抗相關(guān)計(jì)算.............................................................................152.3.3 特性阻抗對信號完整性的影響.........................................................172.4 傳輸線電報方程及推導(dǎo).............................................................................182.5 趨膚效應(yīng)和集束效應(yīng).................................................................................232.6 信號的反射.................................................................................................252.6.1 反射機(jī)理和電報方程.........................................................................252.6.2 反射導(dǎo)致信號的失真問題.................................................................302.6.2.1 過沖和下沖.....................................................................................302.6.2.2 振蕩：.............................................................................................312.6.3 反射的抑制和匹配.............................................................................342.6.3.1 串行匹配.........................................................................................352.6.3.1 并行匹配.........................................................................................362.6.3.3 差分線的匹配.................................................................................392.6.3.4 多負(fù)載的匹配.................................................................................41第三章 串?dāng)_的分析...............................................................................................423.1 串?dāng)_的基本概念.........................................................................................423.2 前向串?dāng)_和后向串?dāng)_.................................................................................433.3 后向串?dāng)_的反射.........................................................................................463.4 后向串?dāng)_的飽和.........................................................................................463.5 共模和差模電流對串?dāng)_的影響.................................................................483.6 連接器的串?dāng)_問題.....................................................................................513.7 串?dāng)_的具體計(jì)算.........................................................................................543.8 避免串?dāng)_的措施.........................................................................................57第四章 EMI 抑制....................................................................................................604.1 EMI/EMC 的基本概念..................................................................................604.2 EMI 的產(chǎn)生..................................................................................................614.2.1 電壓瞬變.............................................................................................614.2.2 信號的回流.........................................................................................624.2.3 共模和差摸EMI ..................................................................................634.3 EMI 的控制..................................................................................................654.3.1 屏蔽.....................................................................................................654.3.1.1 電場屏蔽.........................................................................................654.3.1.2 磁場屏蔽.........................................................................................674.3.1.3 電磁場屏蔽.....................................................................................674.3.1.4 電磁屏蔽體和屏蔽效率.................................................................684.3.2 濾波.....................................................................................................714.3.2.1 去耦電容.........................................................................................714.3.2.3 磁性元件.........................................................................................734.3.3 接地.....................................................................................................744.4 PCB 設(shè)計(jì)中的EMI.......................................................................................754.4.1 傳輸線RLC 參數(shù)和EMI ........................................................................764.4.2 疊層設(shè)計(jì)抑制EMI ..............................................................................774.4.3 電容和接地過孔對回流的作用.........................................................784.4.4 布局和走線規(guī)則.................................................................................79第五章 電源完整性理論基礎(chǔ)...............................................................................825.1 電源噪聲的起因及危害.............................................................................825.2 電源阻抗設(shè)計(jì).............................................................................................855.3 同步開關(guān)噪聲分析.....................................................................................875.3.1 芯片內(nèi)部開關(guān)噪聲.............................................................................885.3.2 芯片外部開關(guān)噪聲.............................................................................895.3.3 等效電感衡量SSN ..............................................................................905.4 旁路電容的特性和應(yīng)用.............................................................................925.4.1 電容的頻率特性.................................................................................935.4.3 電容的介質(zhì)和封裝影響.....................................................................955.4.3 電容并聯(lián)特性及反諧振.....................................................................955.4.4 如何選擇電容.....................................................................................975.4.5 電容的擺放及Layout ........................................................................99第六章 系統(tǒng)時序.................................................................................................1006.1 普通時序系統(tǒng)...........................................................................................1006.1.1 時序參數(shù)的確定...............................................................................1016.1.2 時序約束條件...................................................................................1063.2 高速設(shè)計(jì)的問題.......................................................................................2093.3 SPECCTRAQuest SI Expert 的組件.......................................................2103.3.1 SPECCTRAQuest Model Integrity .................................................2103.3.2 SPECCTRAQuest Floorplanner/Editor .........................................2153.3.3 Constraint Manager .......................................................................2163.3.4 SigXplorer Expert Topology Development Environment .......2233.3.5 SigNoise 仿真子系統(tǒng)......................................................................2253.3.6 EMControl .........................................................................................2303.3.7 SPECCTRA Expert 自動布線器.......................................................2303.4 高速設(shè)計(jì)的大致流程...............................................................................2303.4.1 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的探索...............................................................................2313.4.2 空間解決方案的探索.......................................................................2313.4.3 使用拓?fù)淠０弪?qū)動設(shè)計(jì)...................................................................2313.4.4 時序驅(qū)動布局...................................................................................2323.4.5 以約束條件驅(qū)動設(shè)計(jì).......................................................................2323.4.6 設(shè)計(jì)后分析.......................................................................................233第四章 SPECCTRAQUEST SIGNAL EXPLORER 的進(jìn)階運(yùn)用..........................................2344.1 SPECCTRAQuest Signal Explorer 的功能包括：................................2344.2 圖形化的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)探索...........................................................................2344.3 全面的信號完整性(Signal Integrity)分析.......................................2344.4 完全兼容 IBIS 模型...............................................................................2344.5 PCB 設(shè)計(jì)前和設(shè)計(jì)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)提取.......................................................2354.6 仿真設(shè)置顧問...........................................................................................2354.7 改變設(shè)計(jì)的管理.......................................................................................2354.8 關(guān)鍵技術(shù)特點(diǎn)...........................................................................................2364.8.1 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)探索...................................................................................2364.8.2 SigWave 波形顯示器........................................................................2364.8.3 集成化的在線分析(Integration and In-process Analysis) .236第五章 部分特殊的運(yùn)用...............................................................................2375.1 Script 指令的使用..................................................................................2375.2 差分信號的仿真.......................................................................................2435.3 眼圖模式的使用.......................................................................................249第四部分：HYPERLYNX 仿真工具使用指南............................................................251第一章 使用LINESIM 進(jìn)行前仿真.......................................................................2511.1 用LineSim 進(jìn)行仿真工作的基本方法...................................................2511.2 處理信號完整性原理圖的具體問題.......................................................2591.3 在LineSim 中如何對傳輸線進(jìn)行設(shè)置...................................................2601.4 在LineSim 中模擬IC 元件.....................................................................2631.5 在LineSim 中進(jìn)行串?dāng)_仿真...................................................................268第二章 使用BOARDSIM 進(jìn)行后仿真......................................................................2732.1 用BOARDSIM 進(jìn)行后仿真工作的基本方法...................................................2732.2 BoardSim 的進(jìn)一步介紹..........................................................................2922.3 BoardSim 中的串?dāng)_仿真..........................................................................309
標(biāo)簽： PCB 內(nèi)存 仿真技術(shù)
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電路板布局………………………………………42.1 電源和地…………………………………………………………………….42.1.1 感抗……………………………………………………………………42.1.2 兩層板和四層板………………………………………………………42.1.3 單層板和二層板設(shè)計(jì)中的微處理器地……………………………….42.1.4 信號返回地……………………………………………………………52.1.5 模擬數(shù)字和高壓…………………………………………………….52.1.6 模擬電源引腳和模擬參考電壓……………………………………….52.1.7 四層板中電源平面因該怎么做和不應(yīng)該怎么做…………………….52.2 兩層板中的電源分配……………………………………………………….62.2.1 單點(diǎn)和多點(diǎn)分配……………………………………………………….62.2.2 星型分配………………………………………………………………62.2.3 格柵化地……………………………………………………………….72.2.4 旁路和鐵氧體磁珠……………………………………………………92.2.5 使噪聲靠近磁珠……………………………………………………..102.3 電路板分區(qū)………………………………112.4 信號線……………………………………………………………………...122.4.1 容性和感性串?dāng)_……………………………………………………...122.4.2 天線因素和長度規(guī)則………………………………………………...122.4.3 串聯(lián)終端傳輸線…………………………………………………..132.4.4 輸入阻抗匹配………………………………………………………...132.5 電纜和接插件……………………………………………………………...132.5.1 差模和共模噪聲……………………………………………………...142.5.2 串?dāng)_模型……………………………………………………………..142.5.3 返回線路數(shù)目……………………………………..142.5.4 對板外信號I/O的建議………………………………………………142.5.5 隔離噪聲和靜電放電ESD ……………………………………….142.6 其他布局問題……………………………………………………………...142.6.1 汽車和用戶應(yīng)用帶鍵盤和顯示器的前端面板印刷電路板………...152.6.2 易感性布局…………………………………………………………...15
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減小電磁干擾的印刷電路板設(shè)計(jì)原則 內(nèi) 容 摘要……1 1 背景…1 1.1 射頻源.1 1.2 表面貼裝芯片和通孔元器件.1 1.3 靜態(tài)引腳活動引腳和輸入.1 1.4 基本回路……..2 1.4.1 回路和偶極子的對稱性3 1.5 差模和共?！?.3 2 電路板布局…4 2.1 電源和地…….4 2.1.1 感抗……4 2.1.2 兩層板和四層板4 2.1.3 單層板和二層板設(shè)計(jì)中的微處理器地.4 2.1.4 信號返回地……5 2.1.5 模擬數(shù)字和高壓…….5 2.1.6 模擬電源引腳和模擬參考電壓.5 2.1.7 四層板中電源平面因該怎么做和不應(yīng)該怎么做…….5 2.2 兩層板中的電源分配.6 2.2.1 單點(diǎn)和多點(diǎn)分配.6 2.2.2 星型分配6 2.2.3 格柵化地.7 2.2.4 旁路和鐵氧體磁珠……9 2.2.5 使噪聲靠近磁珠……..10 2.3 電路板分區(qū)…11 2.4 信號線……...12 2.4.1 容性和感性串?dāng)_……...12 2.4.2 天線因素和長度規(guī)則...12 2.4.3 串聯(lián)終端傳輸線…..13 2.4.4 輸入阻抗匹配...13 2.5 電纜和接插件……...13 2.5.1 差模和共模噪聲……...14 2.5.2 串?dāng)_模型……..14 2.5.3 返回線路數(shù)目..14 2.5.4 對板外信號I/O的建議14 2.5.5 隔離噪聲和靜電放電ESD .14 2.6 其他布局問題……...14 2.6.1 汽車和用戶應(yīng)用帶鍵盤和顯示器的前端面板印刷電路板...15 2.6.2 易感性布局…...15 3 屏蔽..16 3.1 工作原理…...16 3.2 屏蔽接地…...16 3.3 電纜和屏蔽旁路………………..16 4 總結(jié)…………………………………………17 5 參考文獻(xiàn)………………………17
標(biāo)簽： 印刷電路板 設(shè)計(jì)原則
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第二章 地線干擾與接地技術(shù)為什么要地線地環(huán)路問題與解決方法公共阻抗耦合問題與解決方法各種接地方法電纜屏蔽層的接地 安全地信號地地線引發(fā)干擾問題的原因?qū)Ь€的阻抗導(dǎo)線的阻抗金屬條與導(dǎo)線的阻抗比較地線問題－地環(huán)路隔離變壓器光隔離器共模扼流圈的作用平衡電路對地環(huán)路干擾的抑制地線問題－公共阻抗耦合單點(diǎn)接地對噪聲的抑制接地方式種類單點(diǎn)接地串聯(lián)單點(diǎn)、并聯(lián)單點(diǎn)混合接地線路板上的地線長地線的阻抗多點(diǎn)接地混合接地
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根據(jù)汽車發(fā)動機(jī)控制芯片的工作環(huán)境，針對常見的溫度失效問題，提出了一種應(yīng)用在發(fā)動機(jī)控制芯片中的帶隙基準(zhǔn)電壓源電路。該電路采用0.18 μm CMOS工藝，采用電流型帶隙基準(zhǔn)電壓源結(jié)構(gòu)，具有適應(yīng)低電源電壓、電源抑制比高的特點(diǎn)。同時還提出一種使用不同溫度系數(shù)的電阻進(jìn)行高階補(bǔ)償?shù)姆椒?，?shí)現(xiàn)了較寬溫度范圍內(nèi)的低溫度系數(shù)。仿真結(jié)果表明，該帶隙基準(zhǔn)電路在-50℃~+125℃的溫度范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)平均輸出電壓誤差僅5.2 ppm/℃，可用于要求極端嚴(yán)格的發(fā)動機(jī)溫度環(huán)境。該電路電源共模抑制比最大為99 dB，可以有效緩解由發(fā)動機(jī)在不同工況下產(chǎn)生的電源紋波對輸出參考電壓的影響。
標(biāo)簽： 發(fā)動機(jī) 溫差 基準(zhǔn)電壓源 環(huán)境
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某些理想的運(yùn)算放大器配置假定反饋電阻器呈現(xiàn)完美的匹配。而實(shí)際上，電阻器的非理想性會對各種電路參數(shù)產(chǎn)生影響，例如：共模抑制比 (CMRR)、諧波失真和穩(wěn)定性
標(biāo)簽： 502 DN 精準(zhǔn)放大器 匹配電阻
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ADuM320x是采用ADI公司iCoupler® 技術(shù)的雙通道數(shù)字隔離器。這些隔離器件將高速CMOS與單芯片變壓器技術(shù)融為一體，具有優(yōu)于光耦合器等替代器件的出色性能特征。 iCoupler器件不用LED和光電二極管，因而不存在一般與光耦合器相關(guān)的設(shè)計(jì)困難。簡單的iCoupler 數(shù)字接口和穩(wěn)定的性能特征，可消除光耦合器通常具有的電流傳輸比不確定、非線性傳遞函數(shù)以及溫度和使用壽命影響等問題。這些iCoupler 產(chǎn)品不需要外部驅(qū)動器和其它分立器件。此外，在信號數(shù)據(jù)速率相當(dāng)?shù)那闆r下，iCoupler 器件的功耗只有光耦合器的1/10至1/6。 ADuM320x隔離器提供兩個獨(dú)立的隔離通道，支持多種通道配置和數(shù)據(jù)速率（請參考數(shù)據(jù)手冊“訂購指南”部分）。兩款器件均可采用2.7 V至5.5 V電源電壓工作，與低壓系統(tǒng)兼容，并且能夠跨越隔離柵實(shí)現(xiàn)電壓轉(zhuǎn)換功能。ADuM320x隔離器具有已取得專利的刷新特性，可確保不存在輸入邏輯轉(zhuǎn)換時及上電/關(guān)斷條件下的直流正確性。 與ADuM120x隔離器相比，ADuM320x隔離器包含多項(xiàng)電路和布局改進(jìn)，系統(tǒng)級IEC 61000-4-x測試（ESD、突波和浪涌）顯示其性能大大增強(qiáng)。對于ADuM120x或ADuM320x產(chǎn)品，這些測試的精度主要取決于用戶電路板或模塊的設(shè)計(jì)與布局。 應(yīng)用 --尺寸至關(guān)重要的多通道隔離 --SPI 接口/數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器隔離 --RS-232/RS-422/RS-485收發(fā)器隔離 --數(shù)字現(xiàn)場總線隔離 特性： 增強(qiáng)的系統(tǒng)級ESD保護(hù)性能，符合IEC 61000-4-x標(biāo)準(zhǔn) 工作溫度最高可達(dá)：125℃ 8引腳窄體SOIC封裝，符合RoHS標(biāo)準(zhǔn) 技術(shù)指標(biāo)： 高共模瞬變抗擾度：>25 kV/μs 雙向通信 - 3 V/5 V 電平轉(zhuǎn)換 - 高數(shù)據(jù)速率：dc 至 25 Mbps（NRZ）
標(biāo)簽： ADUM 3200 雙通道 數(shù)字隔離器
上傳時間： 2013-10-11
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ADM2582E/ADM2587E是具備±15 kV ESD保護(hù)功能的完全集成式隔離數(shù)據(jù)收發(fā)器，適合用于多點(diǎn)傳輸線路上的高速通信應(yīng)用。ADM2582E/ADM2587E包含一個集成式隔離DC-DC電源，不再需要外部DC/DC隔離模塊。 該器件針對均衡的傳輸線路而設(shè)計(jì)，符合ANSI TIA/EIA-485-A-98和ISO 8482:1987(E)標(biāo)準(zhǔn)。 它采用ADI公司的iCoupler®技術(shù)，在單個封裝內(nèi)集成了一個三通道隔離器、一個三態(tài)差分線路驅(qū)動器、一個差分輸入接收器和一個isoPower DC/DC轉(zhuǎn)換器。該器件采用5V或3.3V單電源供電，從而實(shí)現(xiàn)了完全集成的信號和電源隔離RS-485解決方案。 ADM2582E/ADM2587E驅(qū)動器帶有一個高電平有效使能電路，并且還提供一個高電平接收機(jī)有效禁用電路，可使接收機(jī)輸出進(jìn)入高阻抗?fàn)顟B(tài)。 該器件具備限流和熱關(guān)斷特性，能夠防止輸出短路。 隔離的RS-485/RS-422收發(fā)器，可配置成半雙工或全雙工模式 isoPower™集成式隔離DC/DC轉(zhuǎn)換器 在RS-485輸入/輸出引腳上提供±15 kV ESD保護(hù)功能 符合ANSI/TIA/EIA-485-A-98和ISO 8482:1987(E)標(biāo)準(zhǔn) ADM2587E數(shù)據(jù)速率： 500 kbps 5 V或3.3V電源供電 總線上擁有256個節(jié)點(diǎn) 開路和短路故障安全接收機(jī)輸入 高共模瞬態(tài)抑制能力： >25 kV/μs 熱關(guān)斷保護(hù)
上傳時間： 2013-10-27
上傳用戶：名爵少年
:設(shè)計(jì)了一種基于單片機(jī)控制的數(shù)控恒流源。數(shù)控恒流源以AT89S52 為控制核心,采用了高共模抑制比低溫漂的運(yùn)算放大器OP07 和達(dá)林頓管TIP122 構(gòu)成恒流源的主體,配以高精度12 bit D/ A 芯片MAX532 以及16 bit A/ D 芯片AD7715 完成單片機(jī)對輸出電流的實(shí)時監(jiān)測。
標(biāo)簽： 單片機(jī) 恒流源 技術(shù)研究
上傳時間： 2013-12-17
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