PCB 布線原則連線精簡原則連線要精簡,盡可能短,盡量少拐彎,力求線條簡單明了,特別是在高頻回路中,當然為了達到阻抗匹配而需要進行特殊延長的線就例外了,例如蛇行走線等。安全載流原則銅線的寬度應以自己所能承載的電流為基礎進行設計,銅線的載流能力取決于以下因素:線寬、線厚(銅鉑厚度)、允許溫升等,下表給出了銅導線的寬度和導線面積以及導電電流的關系(軍品標準),可以根據這個基本的關系對導線寬度進行適當的考慮。印制導線最大允許工作電流(導線厚50um,允許溫升10℃)導線寬度(Mil) 導線電流(A) 其中:K 為修正系數,一般覆銅線在內層時取0.024,在外層時取0.048;T 為最大溫升,單位為℃;A 為覆銅線的截面積,單位為mil(不是mm,注意);I 為允許的最大電流,單位是A。電磁抗干擾原則電磁抗干擾原則涉及的知識點比較多,例如銅膜線的拐彎處應為圓角或斜角(因為高頻時直角或者尖角的拐彎會影響電氣性能)雙面板兩面的導線應互相垂直、斜交或者彎曲走線,盡量避免平行走線,減小寄生耦合等。一、 通常一個電子系統(tǒng)中有各種不同的地線,如數字地、邏輯地、系統(tǒng)地、機殼地等,地線的設計原則如下:1、 正確的單點和多點接地在低頻電路中,信號的工作頻率小于1MHZ,它的布線和器件間的電感影響較小,而接地電路形成的環(huán)流對干擾影響較大,因而應采用一點接地。當信號工作頻率大于10MHZ 時,如果采用一點接地,其地線的長度不應超過波長的1/20,否則應采用多點接地法。2、 數字地與模擬地分開若線路板上既有邏輯電路又有線性電路,應盡量使它們分開。一般數字電路的抗干擾能力比較強,例如TTL 電路的噪聲容限為0.4~0.6V,CMOS 電路的噪聲容限為電源電壓的0.3~0.45 倍,而模擬電路只要有很小的噪聲就足以使其工作不正常,所以這兩類電路應該分開布局布線。3、 接地線應盡量加粗若接地線用很細的線條,則接地電位會隨電流的變化而變化,使抗噪性能降低。因此應將地線加粗,使它能通過三倍于印制板上的允許電流。如有可能,接地線應在2~3mm 以上。4、 接地線構成閉環(huán)路只由數字電路組成的印制板,其接地電路布成環(huán)路大多能提高抗噪聲能力。因為環(huán)形地線可以減小接地電阻,從而減小接地電位差。二、 配置退藕電容PCB 設計的常規(guī)做法之一是在印刷板的各個關鍵部位配置適當的退藕電容,退藕電容的一般配置原則是:?電電源的輸入端跨½10~100uf的的電解電容器,如果印制電路板的位置允許,采Ó100uf以以上的電解電容器抗干擾效果會更好¡���?原原則上每個集成電路芯片都應布置一¸0.01uf~`0.1uf的的瓷片電容,如遇印制板空隙不夠,可Ã4~8個個芯片布置一¸1~10uf的的鉭電容(最好不用電解電容,電解電容是兩層薄膜卷起來的,這種卷起來的結構在高頻時表現為電感,最好使用鉭電容或聚碳酸醞電容)。���?對對于抗噪能力弱、關斷時電源變化大的器件,ÈRA、¡ROM存存儲器件,應在芯片的電源線和地線之間直接接入退藕電容¡���?電電容引線不能太長,尤其是高頻旁路電容不能有引線¡三¡過過孔設¼在高ËPCB設設計中,看似簡單的過孔也往往會給電路的設計帶來很大的負面效應,為了減小過孔的寄生效應帶來的不利影響,在設計中可以盡量做到£���?從從成本和信號質量兩方面來考慮,選擇合理尺寸的過孔大小。例如¶6- 10層層的內存模¿PCB設設計來說,選Ó10/20mi((鉆¿焊焊盤)的過孔較好,對于一些高密度的小尺寸的板子,也可以嘗試使Ó8/18Mil的的過孔。在目前技術條件下,很難使用更小尺寸的過孔了(當孔的深度超過鉆孔直徑µ6倍倍時,就無法保證孔壁能均勻鍍銅);對于電源或地線的過孔則可以考慮使用較大尺寸,以減小阻抗¡���?使使用較薄µPCB板板有利于減小過孔的兩種寄生參數¡���? PCB板板上的信號走線盡量不換層,即盡量不要使用不必要的過孔¡���?電電源和地的管腳要就近打過孔,過孔和管腳之間的引線越短越好¡���?在在信號換層的過孔附近放置一些接地的過孔,以便為信號提供最近的回路。甚至可以ÔPCB板板上大量放置一些多余的接地過孔¡四¡降降低噪聲與電磁干擾的一些經Ñ?能能用低速芯片就不用高速的,高速芯片用在關鍵地方¡?可可用串一個電阻的方法,降低控制電路上下沿跳變速率¡?盡盡量為繼電器等提供某種形式的阻尼,ÈRC設設置電流阻尼¡?使使用滿足系統(tǒng)要求的最低頻率時鐘¡?時時鐘應盡量靠近到用該時鐘的器件,石英晶體振蕩器的外殼要接地¡?用用地線將時鐘區(qū)圈起來,時鐘線盡量短¡?石石英晶體下面以及對噪聲敏感的器件下面不要走線¡?時時鐘、總線、片選信號要遠ÀI/O線線和接插件¡?時時鐘線垂直ÓI/O線線比平行ÓI/O線線干擾小¡? I/O驅驅動電路盡量靠½PCB板板邊,讓其盡快離¿PC。。對進ÈPCB的的信號要加濾波,從高噪聲區(qū)來的信號也要加濾波,同時用串終端電阻的辦法,減小信號反射¡? MCU無無用端要接高,或接地,或定義成輸出端,集成電路上該接電源、地的端都要接,不要懸空¡?閑閑置不用的門電路輸入端不要懸空,閑置不用的運放正輸入端接地,負輸入端接輸出端¡?印印制板盡量使Ó45折折線而不Ó90折折線布線,以減小高頻信號對外的發(fā)射與耦合¡?印印制板按頻率和電流開關特性分區(qū),噪聲元件與非噪聲元件呀距離再遠一些¡?單單面板和雙面板用單點接電源和單點接地、電源線、地線盡量粗¡?模模擬電壓輸入線、參考電壓端要盡量遠離數字電路信號線,特別是時鐘¡?對¶A/D類類器件,數字部分與模擬部分不要交叉¡?元元件引腳盡量短,去藕電容引腳盡量短¡?關關鍵的線要盡量粗,并在兩邊加上保護地,高速線要短要直¡?對對噪聲敏感的線不要與大電流,高速開關線并行¡?弱弱信號電路,低頻電路周圍不要形成電流環(huán)路¡?任任何信號都不要形成環(huán)路,如不可避免,讓環(huán)路區(qū)盡量小¡?每每個集成電路有一個去藕電容。每個電解電容邊上都要加一個小的高頻旁路電容¡?用用大容量的鉭電容或聚酷電容而不用電解電容做電路充放電儲能電容,使用管狀電容時,外殼要接地¡?對對干擾十分敏感的信號線要設置包地,可以有效地抑制串擾¡?信信號在印刷板上傳輸,其延遲時間不應大于所有器件的標稱延遲時間¡環(huán)境效應原Ô要注意所應用的環(huán)境,例如在一個振動或者其他容易使板子變形的環(huán)境中采用過細的銅膜導線很容易起皮拉斷等¡安全工作原Ô要保證安全工作,例如要保證兩線最小間距要承受所加電壓峰值,高壓線應圓滑,不得有尖銳的倒角,否則容易造成板路擊穿等。組裝方便、規(guī)范原則走線設計要考慮組裝是否方便,例如印制板上有大面積地線和電源線區(qū)時(面積超¹500平平方毫米),應局部開窗口以方便腐蝕等。此外還要考慮組裝規(guī)范設計,例如元件的焊接點用焊盤來表示,這些焊盤(包括過孔)均會自動不上阻焊油,但是如用填充塊當表貼焊盤或用線段當金手指插頭,而又不做特別處理,(在阻焊層畫出無阻焊油的區(qū)域),阻焊油將掩蓋這些焊盤和金手指,容易造成誤解性錯誤£SMD器器件的引腳與大面積覆銅連接時,要進行熱隔離處理,一般是做一¸Track到到銅箔,以防止受熱不均造成的應力集Ö而導致虛焊£PCB上上如果有¦12或或方Ð12mm以以上的過孔時,必須做一個孔蓋,以防止焊錫流出等。經濟原則遵循該原則要求設計者要對加工,組裝的工藝有足夠的認識和了解,例È5mil的的線做腐蝕要±8mil難難,所以價格要高,過孔越小越貴等熱效應原則在印制板設計時可考慮用以下幾種方法:均勻分布熱負載、給零件裝散熱器,局部或全局強迫風冷。從有利于散熱的角度出發(fā),印制板最好是直立安裝,板與板的距離一般不應小Ó2c,,而且器件在印制板上的排列方式應遵循一定的規(guī)則£同一印制板上的器件應盡可能按其發(fā)熱量大小及散熱程度分區(qū)排列,發(fā)熱量小或耐熱性差的器件(如小信號晶體管、小規(guī)模集³電路、電解電容等)放在冷卻氣流的最上(入口處),發(fā)熱量大或耐熱性好的器件(如功率晶體管、大規(guī)模集成電路等)放在冷卻Æ流最下。在水平方向上,大功率器件盡量靠近印刷板的邊沿布置,以便縮短傳熱路徑;在垂直方向上,大功率器件盡量靠近印刷板上方布置£以便減少這些器件在工作時對其他器件溫度的影響。對溫度比較敏感的器件最好安置在溫度最低的區(qū)域(如設備的µ部),千萬不要將它放在發(fā)熱器件的正上方,多個器件最好是在水平面上交錯布局¡設備內印制板的散熱主要依靠空氣流動,所以在設計時要研究空氣流動的路徑,合理配置器件或印制電路板。采用合理的器件排列方式,可以有效地降低印制電路的溫升。此外通過降額使用,做等溫處理等方法也是熱設計中經常使用的手段¡
上傳時間: 2013-11-24
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阻抗匹配 阻抗匹配(Impedance matching)是微波電子學里的一部分,主要用于傳輸線上,來達至所有高頻的微波信號皆能傳至負載點的目的,不會有信號反射回來源點,從而提升能源效益。 大體上,阻抗匹配有兩種,一種是透過改變阻抗力(lumped-circuit matching),另一種則是調整傳輸線的波長(transmission line matching)。 要匹配一組線路,首先把負載點的阻抗值,除以傳輸線的特性阻抗值來歸一化,然后把數值劃在史密夫圖表上。 把電容或電感與負載串聯起來,即可增加或減少負載的阻抗值,在圖表上的點會沿著代表實數電阻的圓圈走動。如果把電容或電感接地,首先圖表上的點會以圖中心旋轉180度,然后才沿電阻圈走動,再沿中心旋轉180度。重覆以上方法直至電阻值變成1,即可直接把阻抗力變?yōu)榱阃瓿善ヅ洹! ∮韶撦d點至來源點加長傳輸線,在圖表上的圓點會沿著圖中心以逆時針方向走動,直至走到電阻值為1的圓圈上,即可加電容或電感把阻抗力調整為零,完成匹配.........
標簽: 阻抗匹配
上傳時間: 2013-11-13
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半導體的產品很多,應用的場合非常廣泛,圖一是常見的幾種半導體元件外型。半導體元件一般是以接腳形式或外型來劃分類別,圖一中不同類別的英文縮寫名稱原文為 PDID:Plastic Dual Inline Package SOP:Small Outline Package SOJ:Small Outline J-Lead Package PLCC:Plastic Leaded Chip Carrier QFP:Quad Flat Package PGA:Pin Grid Array BGA:Ball Grid Array 雖然半導體元件的外型種類很多,在電路板上常用的組裝方式有二種,一種是插入電路板的銲孔或腳座,如PDIP、PGA,另一種是貼附在電路板表面的銲墊上,如SOP、SOJ、PLCC、QFP、BGA。 從半導體元件的外觀,只看到從包覆的膠體或陶瓷中伸出的接腳,而半導體元件真正的的核心,是包覆在膠體或陶瓷內一片非常小的晶片,透過伸出的接腳與外部做資訊傳輸。圖二是一片EPROM元件,從上方的玻璃窗可看到內部的晶片,圖三是以顯微鏡將內部的晶片放大,可以看到晶片以多條銲線連接四周的接腳,這些接腳向外延伸並穿出膠體,成為晶片與外界通訊的道路。請注意圖三中有一條銲線從中斷裂,那是使用不當引發(fā)過電流而燒毀,致使晶片失去功能,這也是一般晶片遭到損毀而失效的原因之一。 圖四是常見的LED,也就是發(fā)光二極體,其內部也是一顆晶片,圖五是以顯微鏡正視LED的頂端,可從透明的膠體中隱約的看到一片方型的晶片及一條金色的銲線,若以LED二支接腳的極性來做分別,晶片是貼附在負極的腳上,經由銲線連接正極的腳。當LED通過正向電流時,晶片會發(fā)光而使LED發(fā)亮,如圖六所示。 半導體元件的製作分成兩段的製造程序,前一段是先製造元件的核心─晶片,稱為晶圓製造;後一段是將晶中片加以封裝成最後產品,稱為IC封裝製程,又可細分成晶圓切割、黏晶、銲線、封膠、印字、剪切成型等加工步驟,在本章節(jié)中將簡介這兩段的製造程序。
上傳時間: 2014-01-20
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諸如電信設備、存儲模塊、光學繫統(tǒng)、網絡設備、服務器和基站等許多復雜繫統(tǒng)都采用了 FPGA 和其他需要多個電壓軌的數字 IC,這些電壓軌必須以一個特定的順序進行啟動和停機操作,否則 IC 就會遭到損壞。
上傳時間: 2014-12-24
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時至今日,以太網供電 (PoE) 技術仍在當今的網絡世界中不斷地普及。由供電設備 (PSE) 提供並傳輸至受電設備 (PD) 輸入端的 12.95W 功率是一種通用電源
上傳時間: 2013-11-06
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單片機終結者出品 第1課:新建一個*.DDB,新建一個SCH文件,并且添加畫SCH要用到的零件庫>> 第2課:利用添加好的零件庫,進行畫第一個可以自動布線的原理圖>> 課后補充:SCH中一些必須要避免的錯誤! 圖片教程的第2天: 學會從SCH到PCB的轉變,并且進行自動布線 第一課:建立一個PCB文件,并且添加自動布線所必需的封裝庫 第二課:把前面的SCH文件變成PCB板 第三課: 對PCB進行自動布線 圖片教程的第3天: 學會自己做SCH零件。說明:SCH零件庫用來畫圖和自動布線 第一課:做一個SCH里面常要用到的電阻零件 圖片教程的第4天: 學會自己做PCB零件封裝 第一課:做一個屬于自己的PCB零件封裝 課后補充:PCB中一些必須要避免的錯誤! 布線方面的高級設置:自動布線和手動布線方面的高級設置問題 圖片教程的第5天: 一些高級的常用技巧 一、SCH中的一些常用技巧 SCH的一些高級設置和常用技巧 二、PCB的一些高級設置和常用技巧 在PCB中,如何校驗和查看PCB單個的網絡連接情況 在PCB中給PCB補淚滴的具體操作 在PCB中給PCB做覆銅的具體操作 在PCB中如何打印出中空的焊盤(這個功能對于熱轉印制板比較有用) 在PCB中如何找到我們要找的封裝 如何在PCB文件中加上漂亮的漢字 附件:PROTEL99SE 安裝 License 5天(每天20分鐘),你就可以搞定PROTEL99SE的常規(guī)操作。
上傳時間: 2013-10-18
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第一章 序論……………………………………………………………6 1- 1 研究動機…………………………………………………………..7 1- 2 專題目標…………………………………………………………..8 1- 3 工作流程…………………………………………………………..9 1- 4 開發(fā)環(huán)境與設備…………………………………………………10 第二章 德州儀器OMAP 開發(fā)套件…………………………………10 2- 1 OMAP介紹………………………………………………………10 2-1.1 OMAP是什麼?…….………………………………….…10 2-1.2 DSP的優(yōu)點……………………………………………....11 2- 2 OMAP Architecture介紹………………………………………...12 2-2-1 OMAP1510 硬體架構………………………………….…12 2-2.2 OMAP1510軟體架構……………………………………...12 2-2.3 DSP / BIOS Bridge簡述…………………………………...13 2- 3 TI Innovator套件 -- OMAP1510 ……………………………..14 2-2.1 General Purpose processor -- ARM925T………………...14 2-2.2 DSP processor -- TMS320C55x …………………………15 2-2.3 IDE Tool – CCS …………………………………………15 2-2.4 Peripheral ………………………………………………..16 第三章 在OMAP1510上建構Embedded Linux System…………….17 3- 1 嵌入式工具………………………………………………………17 3-1.1 嵌入式程式開發(fā)與一般程式開發(fā)之不同………….….17 3-1.2 Cross Compiling的GNU工具程式……………………18 3-1.3 建立ARM-Linux Cross-Compiling 工具程式………...19 3-1.4 Serial Communication Program………………………...20 3- 2 Porting kernel………………………………………………….…21 3-2.1 Setup CCS ………………………………………….…..21 3-2.2 編譯及上傳Loader…………………………………..…23 3-2.3 編譯及上傳Kernel…………………………………..…24 3- 3 建構Root File System………………………………………..…..26 3-3.1 Flash ROM……………………………………………...26 3-3.2 NFS mounting…………………………………………..27 3-3.3 支援NFS Mounting 的kernel…………………………..27 3-3.4 提供NFS Mounting Service……………………………29 3-3.5 DHCP Server……………………………………………31 3-3.6 Linux root 檔案系統(tǒng)……………………………….…..32 3- 4 啟動及測試Innovator音效裝置…………………………..…….33 3- 5 建構支援DSP processor的環(huán)境…………………………...……34 3-5.1 Solution -- DSP Gateway簡介……………………..…34 3-5.2 DSP Gateway運作架構…………………………..…..35 3- 6 架設DSP Gateway………………………………………….…36 3-6.1 重編kernel……………………………………………...36 3-6.2 DEVFS driver…………………………………….……..36 3-6.3 編譯DSP tool和API……………………………..…….37 3-6.4 測試……………………………………………….…….37 第四章 MP3 Player……………………………………………….…..38 4- 1 MP3 介紹………………………………………………….…….38 4- 2 MP3 壓縮原理……………………………………………….….39 4- 3 Linux MP3 player – splay………………………………….…….41 4.3-1 splay介紹…………………………………………….…..41 4.3-2 splay 編譯………………………………………….…….41 4.3-3 splay 的使用說明………………………………….……41 第五章 程式改寫………………………………………………...…...42 5-1 程式評估與改寫………………………………………………...…42 5-1.1 Inter-Processor Communication Scheme…………….....42 5-1.2 ARM part programming……………………………..…42 5-1.3 DSP part programming………………………………....42 5-2 程式碼………………………………………………………..……43 5-3 雙處理器程式開發(fā)注意事項…………………………………...…47 第六章 效能評估與討論……………………………………………48 6-1 速度……………………………………………………………...48 6-2 CPU負載………………………………………………………..49 6-3 討論……………………………………………………………...49 6-3.1分工處理的經濟效益………………………………...49 6-3.2音質v.s 浮點與定點運算………………………..…..49 6-3.3 DSP Gateway架構的限制………………………….…50 6-3.4減少IO溝通……………….………………………….50 6-3.5網路掛載File System的Delay…………………..……51 第七章 結論心得…
上傳時間: 2013-10-14
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RS-232-C 是PC 機常用的串行接口,由于信號電平值較高,易損壞接口電路的芯片,與TTL電平不兼容故需使用電平轉換電路方能與TTL 電路連接。本產品(轉接器),可以實現任意電平下(0.8~15)的UART串行接口到RS-232-C/E接口的無源電平轉接, 使用非常方便可靠。 什么是RS-232-C 接口?采用RS-232-C 接口有何特點?傳輸電纜長度如何考慮?答: 計算機與計算機或計算機與終端之間的數據傳送可以采用串行通訊和并行通訊二種方式。由于串行通訊方式具有使用線路少、成本低,特別是在遠程傳輸時,避免了多條線路特性的不一致而被廣泛采用。 在串行通訊時,要求通訊雙方都采用一個標準接口,使不同 的設備可以方便地連接起來進行通訊。 RS-232-C接口(又稱 EIA RS-232-C)是目前最常用的一種串行通訊接口。它是在1970 年由美國電子工業(yè)協會(EIA)聯合貝爾系統(tǒng)、 調制解調器廠家及計算機終端生產廠家共同制定的用于串行通訊的標準。它的全名是“數據終端設備(DTE)和數據通訊設備(DCE)之間串行二進制數據交換接口技術標準”該標準規(guī)定采用一個25 個腳的 DB25 連接器,對連接器的每個引腳的信號內容加以規(guī)定,還對各種信號的電平加以規(guī)定。(1) 接口的信號內容實際上RS-232-C 的25 條引線中有許多是很少使用的,在計算機與終端通訊中一般只使用3-9 條引線。(2) 接口的電氣特性 在RS-232-C 中任何一條信號線的電壓均為負邏輯關系。即:邏輯“1”,-5— -15V;邏輯“0” +5— +15V 。噪聲容限為2V。即 要求接收器能識別低至+3V 的信號作為邏輯“0”,高到-3V的信號 作為邏輯“1”(3) 接口的物理結構 RS-232-C 接口連接器一般使用型號為DB-25 的25 芯插頭座,通常插頭在DCE 端,插座在DTE端. 一些設備與PC 機連接的RS-232-C 接口,因為不使用對方的傳送控制信號,只需三條接口線,即“發(fā)送數據”、“接收數據”和“信號地”。所以采用DB-9 的9 芯插頭座,傳輸線采用屏蔽雙絞線。(4) 傳輸電纜長度由RS-232C 標準規(guī)定在碼元畸變小于4%的情況下,傳輸電纜長度應為50 英尺,其實這個4%的碼元畸變是很保守的,在實際應用中,約有99%的用戶是按碼元畸變10-20%的范圍工作的,所以實際使用中最大距離會遠超過50 英尺,美國DEC 公司曾規(guī)定允許碼元畸變?yōu)?0%而得出附表2 的實驗結果。其中1 號電纜為屏蔽電纜,型號為DECP.NO.9107723 內有三對雙絞線,每對由22# AWG 組成,其外覆以屏蔽網。2 號電纜為不帶屏蔽的電纜。 2. 什么是RS-485 接口?它比RS-232-C 接口相比有何特點?答: 由于RS-232-C 接口標準出現較早,難免有不足之處,主要有以下四點:(1) 接口的信號電平值較高,易損壞接口電路的芯片,又因為與TTL 電平不兼容故需使用電平轉換電路方能與TTL 電路連接。(2) 傳輸速率較低,在異步傳輸時,波特率為20Kbps。(3) 接口使用一根信號線和一根信號返回線而構成共地的傳輸形式, 這種共地傳輸容易產生共模干擾,所以抗噪聲干擾性弱。(4) 傳輸距離有限,最大傳輸距離標準值為50 英尺,實際上也只能 用在50 米左右。針對RS-232-C 的不足,于是就不斷出現了一些新的接口標準,RS-485 就是其中之一,它具有以下特點:1. RS-485 的電氣特性:邏輯“1”以兩線間的電壓差為+(2—6) V 表示;邏輯“0”以兩線間的電壓差為-(2—6)V 表示。接口信號電平比RS-232-C 降低了,就不易損壞接口電路的芯片, 且該電平與TTL 電平兼容,可方便與TTL 電路連接。2. RS-485 的數據最高傳輸速率為10Mbps3. RS-485 接口是采用平衡驅動器和差分接收器的組合,抗共模干能力增強,即抗噪聲干擾性好。4. RS-485 接口的最大傳輸距離標準值為4000 英尺,實際上可達 3000 米,另外RS-232-C接口在總線上只允許連接1 個收發(fā)器, 即單站能力。而RS-485 接口在總線上是允許連接多達128 個收發(fā)器。即具有多站能力,這樣用戶可以利用單一的RS-485 接口方便地建立起設備網絡。因RS-485 接口具有良好的抗噪聲干擾性,長的傳輸距離和多站能力等上述優(yōu)點就使其成為首選的串行接口。 因為RS485 接口組成的半雙工網絡,一般只需二根連線,所以RS485接口均采用屏蔽雙絞線傳輸。 RS485 接口連接器采用DB-9 的9 芯插頭座,與智能終端RS485接口采用DB-9(孔),與鍵盤連接的鍵盤接口RS485 采用DB-9(針)。3. 采用RS485 接口時,傳輸電纜的長度如何考慮?答: 在使用RS485 接口時,對于特定的傳輸線經,從發(fā)生器到負載其數據信號傳輸所允許的最大電纜長度是數據信號速率的函數,這個 長度數據主要是受信號失真及噪聲等影響所限制。下圖所示的最大電纜長度與信號速率的關系曲線是使用24AWG 銅芯雙絞電話電纜(線 徑為0.51mm),線間旁路電容為52.5PF/M,終端負載電阻為100 歐 時所得出。(曲線引自GB11014-89 附錄A)。由圖中可知,當數據信 號速率降低到90Kbit/S 以下時,假定最大允許的信號損失為6dBV 時, 則電纜長度被限制在1200M。實際上,圖中的曲線是很保守的,在實 用時是完全可以取得比它大的電纜長度。 當使用不同線徑的電纜。則取得的最大電纜長度是不相同的。例 如:當數據信號速率為600Kbit/S 時,采用24AWG 電纜,由圖可知最 大電纜長度是200m,若采用19AWG 電纜(線徑為0。91mm)則電纜長 度將可以大于200m; 若采用28AWG 電纜(線徑為0。32mm)則電纜 長度只能小于200m。
上傳時間: 2013-10-11
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單片機應用系統(tǒng)抗干擾技術:第1章 電磁干擾控制基礎. 1.1 電磁干擾的基本概念1 1.1.1 噪聲與干擾1 1.1.2 電磁干擾的形成因素2 1.1.3 干擾的分類2 1.2 電磁兼容性3 1.2.1 電磁兼容性定義3 1.2.2 電磁兼容性設計3 1.2.3 電磁兼容性常用術語4 1.2.4 電磁兼容性標準6 1.3 差模干擾和共模干擾8 1.3.1 差模干擾8 1.3.2 共模干擾9 1.4 電磁耦合的等效模型9 1.4.1 集中參數模型9 1.4.2 分布參數模型10 1.4.3 電磁波輻射模型11 1.5 電磁干擾的耦合途徑14 1.5.1 傳導耦合14 1.5.2 感應耦合(近場耦合)15 .1.5.3 電磁輻射耦合(遠場耦合)15 1.6 單片機應用系統(tǒng)電磁干擾控制的一般方法16 第2章 數字信號耦合與傳輸機理 2.1 數字信號與電磁干擾18 2.1.1 數字信號的開關速度與頻譜18 2.1.2 開關暫態(tài)電源尖峰電流噪聲22 2.1.3 開關暫態(tài)接地反沖噪聲24 2.1.4 高速數字電路的EMI特點25 2.2 導線阻抗與線間耦合27 2.2.1 導體交直流電阻的計算27 2.2.2 導體電感量的計算29 2.2.3 導體電容量的計算31 2.2.4 電感耦合分析32 2.2.5 電容耦合分析35 2.3 信號的長線傳輸36 2.3.1 長線傳輸過程的數學描述36 2.3.2 均勻傳輸線特性40 2.3.3 傳輸線特性阻抗計算42 2.3.4 傳輸線特性阻抗的重復性與阻抗匹配44 2.4 數字信號傳輸過程中的畸變45 2.4.1 信號傳輸的入射畸變45 2.4.2 信號傳輸的反射畸變46 2.5 信號傳輸畸變的抑制措施49 2.5.1 最大傳輸線長度的計算49 2.5.2 端點的阻抗匹配50 2.6 數字信號的輻射52 2.6.1 差模輻射52 2.6.2 共模輻射55 2.6.3 差模和共模輻射比較57 第3章 常用元件的可靠性能與選擇 3.1 元件的選擇與降額設計59 3.1.1 元件的選擇準則59 3.1.2 元件的降額設計59 3.2 電阻器60 3.2.1 電阻器的等效電路60 3.2.2 電阻器的內部噪聲60 3.2.3 電阻器的溫度特性61 3.2.4 電阻器的分類與主要參數62 3.2.5 電阻器的正確選用66 3.3 電容器67 3.3.1 電容器的等效電路67 3.3.2 電容器的種類與型號68 3.3.3 電容器的標志方法70 3.3.4 電容器引腳的電感量71 3.3.5 電容器的正確選用71 3.3.6 電容器使用注意事項73 3.4 電感器73 3.4.1 電感器的等效電路74 3.4.2 電感器使用的注意事項74 3.5 數字集成電路的抗干擾性能75 3.5.1 噪聲容限與抗干擾能力75 3.5.2 施密特集成電路的噪聲容限77 3.5.3 TTL數字集成電路的抗干擾性能78 3.5.4 CMOS數字集成電路的抗干擾性能79 3.5.5 CMOS電路使用中注意事項80 3.5.6 集成門電路系列型號81 3.6 高速CMOS 54/74HC系列接口設計83 3.6.1 54/74HC 系列芯片特點83 3.6.2 74HC與TTL接口85 3.6.3 74HC與單片機接口85 3.7 元器件的裝配工藝對可靠性的影響86 第4章 電磁干擾硬件控制技術 4.1 屏蔽技術88 4.1.1 電場屏蔽88 4.1.2 磁場屏蔽89 4.1.3 電磁場屏蔽91 4.1.4 屏蔽損耗的計算92 4.1.5 屏蔽體屏蔽效能的計算99 4.1.6 屏蔽箱的設計100 4.1.7 電磁泄漏的抑制措施102 4.1.8 電纜屏蔽層的屏蔽原理108 4.1.9 屏蔽與接地113 4.1.10 屏蔽設計要點113 4.2 接地技術114 4.2.1 概述114 4.2.2 安全接地115 4.2.3 工作接地117 4.2.4 接地系統(tǒng)的布局119 4.2.5 接地裝置和接地電阻120 4.2.6 地環(huán)路問題121 4.2.7 浮地方式122 4.2.8 電纜屏蔽層接地123 4.3 濾波技術126 4.3.1 濾波器概述127 4.3.2 無源濾波器130 4.3.3 有源濾波器138 4.3.4 鐵氧體抗干擾磁珠143 4.3.5 貫通濾波器146 4.3.6 電纜線濾波連接器149 4.3.7 PCB板濾波器件154 4.4 隔離技術155 4.4.1 光電隔離156 4.4.2 繼電器隔離160 4.4.3 變壓器隔離 161 4.4.4 布線隔離161 4.4.5 共模扼流圈162 4.5 電路平衡結構164 4.5.1 雙絞線在平衡電路中的使用164 4.5.2 同軸電纜的平衡結構165 4.5.3 差分放大器165 4.6 雙絞線的抗干擾原理及應用166 4.6.1 雙絞線的抗干擾原理166 4.6.2 雙絞線的應用168 4.7 信號線間的串擾及抑制169 4.7.1 線間串擾分析169 4.7.2 線間串擾的抑制173 4.8 信號線的選擇與敷設174 4.8.1 信號線型式的選擇174 4.8.2 信號線截面的選擇175 4.8.3 單股導線的阻抗分析175 4.8.4 信號線的敷設176 4.9 漏電干擾的防止措施177 4.10 抑制數字信號噪聲常用硬件措施177 4.10.1 數字信號負傳輸方式178 4.10.2 提高數字信號的電壓等級178 4.10.3 數字輸入信號的RC阻容濾波179 4.10.4 提高輸入端的門限電壓181 4.10.5 輸入開關觸點抖動干擾的抑制方法181 4.10.6 提高器件的驅動能力184 4.11 靜電放電干擾及其抑制184 第5章 主機單元配置與抗干擾設計 5.1 單片機主機單元組成特點186 5.1.1 80C51最小應用系統(tǒng)186 5.1.2 低功耗單片機最小應用系統(tǒng)187 5.2 總線的可靠性設計191 5.2.1 總線驅動器191 5.2.2 總線的負載平衡192 5.2.3 總線上拉電阻的配置192 5.3 芯片配置與抗干擾193 5.3.1去耦電容配置194 5.3.2 數字輸入端的噪聲抑制194 5.3.3 數字電路不用端的處理195 5.3.4 存儲器的布線196 5.4 譯碼電路的可靠性分析197 5.4.1 過渡干擾與譯碼選通197 5.4.2 譯碼方式與抗干擾200 5.5 時鐘電路配置200 5.6 復位電路設計201 5.6.1 復位電路RC參數的選擇201 5.6.2 復位電路的可靠性與抗干擾分析202 5.6.3 I/O接口芯片的延時復位205 5.7 單片機系統(tǒng)的中斷保護問題205 5.7.1 80C51單片機的中斷機構205 5.7.2 常用的幾種中斷保護措施205 5.8 RAM數據掉電保護207 5.8.1 片內RAM數據保護207 5.8.2 利用雙片選的外RAM數據保護207 5.8.3 利用DS1210實現外RAM數據保護208 5.8.4 2 KB非易失性隨機存儲器DS1220AB/AD211 5.9 看門狗技術215 5.9.1 由單穩(wěn)態(tài)電路實現看門狗電路216 5.9.2 利用單片機片內定時器實現軟件看門狗217 5.9.3 軟硬件結合的看門狗技術219 5.9.4 單片機內配置看門狗電路221 5.10 微處理器監(jiān)控器223 5.10.1 微處理器監(jiān)控器MAX703~709/813L223 5.10.2 微處理器監(jiān)控器MAX791227 5.10.3 微處理器監(jiān)控器MAX807231 5.10.4 微處理器監(jiān)控器MAX690A/MAX692A234 5.10.5 微處理器監(jiān)控器MAX691A/MAX693A238 5.10.6 帶備份電池的微處理器監(jiān)控器MAX1691242 5.11 串行E2PROM X25045245 第6章 測量單元配置與抗干擾設計 6.1 概述255 6.2 模擬信號放大器256 6.2.1 集成運算放大器256 6.2.2 測量放大器組成原理260 6.2.3 單片集成測量放大器AD521263 6.2.4 單片集成測量放大器AD522265 6.2.5 單片集成測量放大器AD526266 6.2.6 單片集成測量放大器AD620270 6.2.7 單片集成測量放大器AD623274 6.2.8 單片集成測量放大器AD624276 6.2.9 單片集成測量放大器AD625278 6.2.10 單片集成測量放大器AD626281 6.3 電壓/電流變換器(V/I)283 6.3.1 V/I變換電路..283 6.3.2 集成V/I變換器XTR101284 6.3.3 集成V/I變換器XTR110289 6.3.4 集成V/I變換器AD693292 6.3.5 集成V/I變換器AD694299 6.4 電流/電壓變換器(I/V)302 6.4.1 I/V變換電路302 6.4.2 RCV420型I/V變換器303 6.5 具有放大、濾波、激勵功能的模塊2B30/2B31305 6.6 模擬信號隔離放大器313 6.6.1 隔離放大器ISO100313 6.6.2 隔離放大器ISO120316 6.6.3 隔離放大器ISO122319 6.6.4 隔離放大器ISO130323 6.6.5 隔離放大器ISO212P326 6.6.6 由兩片VFC320組成的隔離放大器329 6.6.7 由兩光耦組成的實用線性隔離放大器333 6.7 數字電位器及其應用336 6.7.1 非易失性數字電位器x9221336 6.7.2 非易失性數字電位器x9241343 6.8 傳感器供電電源的配置及抗干擾346 6.8.1 傳感器供電電源的擾動補償347 6.8.2 單片集成精密電壓芯片349 6.8.3 A/D轉換器芯片提供基準電壓350 6.9 測量單元噪聲抑制措施351 6.9.1 外部噪聲源的干擾及其抑制351 6.9.2 輸入信號串模干擾的抑制352 6.9.3 輸入信號共模干擾的抑制353 6.9.4 儀器儀表的接地噪聲355 第7章 D/A、A/D單元配置與抗干擾設計 7.1 D/A、A/D轉換器的干擾源357 7.2 D/A轉換原理及抗干擾分析358 7.2.1 T型電阻D/A轉換器359 7.2.2 基準電源精度要求361 7.2.3 D/A轉換器的尖峰干擾362 7.3 典型D/A轉換器與單片機接口363 7.3.1 并行12位D/A轉換器AD667363 7.3.2 串行12位D/A轉換器MAX5154370 7.4 D/A轉換器與單片機的光電接口電路377 7.5 A/D轉換器原理與抗干擾性能378 7.5.1 逐次比較式ADC原理378 7.5.2 余數反饋比較式ADC原理378 7.5.3 雙積分ADC原理380 7.5.4 V/F ADC原理382 7.5.5 ∑Δ式ADC原理384 7.6 典型A/D轉換器與單片機接口387 7.6.18 位并行逐次比較式MAX 118387 7.6.28 通道12位A/D轉換器MAX 197394 7.6.3 雙積分式A/D轉換器5G14433399 7.6.4 V/F轉換器AD 652在A/D轉換器中的應用403 7.7 采樣保持電路與抗干擾措施408 7.8 多路模擬開關與抗干擾措施412 7.8.1 CD4051412 7.8.2 AD7501413 7.8.3 多路開關配置與抗干擾技術413 7.9 D/A、A/D轉換器的電源、接地與布線416 7.10 精密基準電壓電路與噪聲抑制416 7.10.1 基準電壓電路原理417 7.10.2 引腳可編程精密基準電壓源AD584418 7.10.3 埋入式齊納二極管基準AD588420 7.10.4 低漂移電壓基準MAX676/MAX677/MAX678422 7.10.5 低功率低漂移電壓基準MAX873/MAX875/MAX876424 7.10.6 MC1403/MC1403A、MC1503精密電壓基準電路430 第8章 功率接口與抗干擾設計 8.1 功率驅動元件432 8.1.1 74系列功率集成電路432 8.1.2 75系列功率集成電路433 8.1.3 MOC系列光耦合過零觸發(fā)雙向晶閘管驅動器435 8.2 輸出控制功率接口電路438 8.2.1 繼電器輸出驅動接口438 8.2.2 繼電器—接觸器輸出驅動電路439 8.2.3 光電耦合器—晶閘管輸出驅動電路439 8.2.4 脈沖變壓器—晶閘管輸出電路440 8.2.5 單片機與大功率單相負載的接口電路441 8.2.6 單片機與大功率三相負載間的接口電路442 8.3 感性負載電路噪聲的抑制442 8.3.1 交直流感性負載瞬變噪聲的抑制方法442 8.3.2 晶閘管過零觸發(fā)的幾種形式445 8.3.3 利用晶閘管抑制感性負載的瞬變噪聲447 8.4 晶閘管變流裝置的干擾和抑制措施448 8.4.1 晶閘管變流裝置電氣干擾分析448 8.4.2 晶閘管變流裝置的抗干擾措施449 8.5 固態(tài)繼電器451 8.5.1 固態(tài)繼電器的原理和結構451 8.5.2 主要參數與選用452 8.5.3 交流固態(tài)繼電器的使用454 第9章 人機對話單元配置與抗干擾設計 9.1 鍵盤接口抗干擾問題456 9.2 LED顯示器的構造與特點458 9.3 LED的驅動方式459 9.3.1 采用限流電阻的驅動方式459 9.3.2 采用LM317的驅動方式460 9.3.3 串聯二極管壓降驅動方式462 9.4 典型鍵盤/顯示器接口芯片與單片機接口463 9.4.1 8位LED驅動器ICM 7218B463 9.4.2 串行LED顯示驅動器MAX 7219468 9.4.3 并行鍵盤/顯示器專用芯片8279482 9.4.4 串行鍵盤/顯示器專用芯片HD 7279A492 9.5 LED顯示接口的抗干擾措施502 9.5.1 LED靜態(tài)顯示接口的抗干擾502 9.5.2 LED動態(tài)顯示接口的抗干擾506 9.6 打印機接口與抗干擾技術508 9.6.1 并行打印機標準接口信號508 9.6.2 打印機與單片機接口電路509 9.6.3 打印機電磁干擾的防護設計510 9.6.4 提高數據傳輸可靠性的措施512 第10章 供電電源的配置與抗干擾設計 10.1 電源干擾問題概述513 10.1.1 電源干擾的類型513 10.1.2 電源干擾的耦合途徑514 10.1.3 電源的共模和差模干擾515 10.1.4 電源抗干擾的基本方法516 10.2 EMI電源濾波器517 10.2.1 實用低通電容濾波器518 10.2.2 雙繞組扼流圈的應用518 10.3 EMI濾波器模塊519 10.3.1 濾波器模塊基礎知識519 10.3.2 電源濾波器模塊521 10.3.3 防雷濾波器模塊531 10.3.4 脈沖群抑制模塊532 10.4 瞬變干擾吸收器件532 10.4.1 金屬氧化物壓敏電阻(MOV)533 10.4.2 瞬變電壓抑制器(TVS)537 10.5 電源變壓器的屏蔽與隔離552 10.6 交流電源的供電抗干擾方案553 10.6.1 交流電源配電方式553 10.6.2 交流電源抗干擾綜合方案555 10.7 供電直流側抑制干擾措施555 10.7.1 整流電路的高頻濾波555 10.7.2 串聯型直流穩(wěn)壓電源配置與抗干擾556 10.7.3 集成穩(wěn)壓器使用中的保護557 10.8 開關電源干擾的抑制措施559 10.8.1 開關噪聲的分類559 10.8.2 開關電源噪聲的抑制措施560 10.9 微機用不間斷電源UPS561 10.10 采用晶閘管無觸點開關消除瞬態(tài)干擾設計方案564 第11章 印制電路板的抗干擾設計 11.1 印制電路板用覆銅板566 11.1.1 覆銅板材料566 11.1.2 覆銅板分類568 11.1.3 覆銅板的標準與電性能571 11.1.4 覆銅板的主要特點和應用583 11.2 印制板布線設計基礎585 11.2.1 印制板導線的阻抗計算585 11.2.2 PCB布線結構和特性阻抗計算587 11.2.3 信號在印制板上的傳播速度589 11.3 地線和電源線的布線設計590 11.3.1 降低接地阻抗的設計590 11.3.2 減小電源線阻抗的方法591 11.4 信號線的布線原則592 11.4.1 信號傳輸線的尺寸控制592 11.4.2 線間串擾控制592 11.4.3 輻射干擾的抑制593 11.4.4 反射干擾的抑制594 11.4.5 微機自動布線注意問題594 11.5 配置去耦電容的方法594 11.5.1 電源去耦595 11.5.2 集成芯片去耦595 11.6 芯片的選用與器件布局596 11.6.1 芯片選用指南596 11.6.2 器件的布局597 11.6.3 時鐘電路的布置598 11.7 多層印制電路板599 11.7.1 多層印制板的結構與特點599 11.7.2 多層印制板的布局方案600 11.7.3 20H原則605 11.8 印制電路板的安裝和板間配線606 第12章 軟件抗干擾原理與方法 12.1 概述607 12.1.1 測控系統(tǒng)軟件的基本要求607 12.1.2 軟件抗干擾一般方法607 12.2 指令冗余技術608 12.2.1 NOP的使用609 12.2.2 重要指令冗余609 12.3 軟件陷阱技術609 12.3.1 軟件陷阱609 12.3.2 軟件陷阱的安排610 12.4 故障自動恢復處理程序613 12.4.1 上電標志設定614 12.4.2 RAM中數據冗余保護與糾錯616 12.4.3 軟件復位與中斷激活標志617 12.4.4 程序失控后恢復運行的方法618 12.5 數字濾波619 12.5.1 程序判斷濾波法620 12.5.2 中位值濾波法620 12.5.3 算術平均濾波法621 12.5.4 遞推平均濾波法623 12.5.5 防脈沖干擾平均值濾波法624 12.5.6 一階滯后濾波法626 12.6 干擾避開法627 12.7 開關量輸入/輸出軟件抗干擾設計629 12.7.1 開關量輸入軟件抗干擾措施629 12.7.2 開關量輸出軟件抗干擾措施629 12.8 編寫軟件的其他注意事項630 附錄 電磁兼容器件選購信息632
標簽: 單片機 應用系統(tǒng) 抗干擾技術
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無線感測器已變得越來越普及,短期內其開發(fā)和部署數量將急遽增加。而無線通訊技術的突飛猛進,也使得智慧型網路中的無線感測器能夠緊密互連。此外,系統(tǒng)單晶片(SoC)的密度不斷提高,讓各式各樣的多功能、小尺寸無線感測器系統(tǒng)相繼問市。儘管如此,工程師仍面臨一個重大的挑戰(zhàn):即電源消耗。
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