閂鎖效應是指CMOS器件所固有的寄生雙極晶體管被觸發(fā)導通，在電源和地之間存在一個低阻通路，大電流，導致電路無法正常工作，甚至燒毀電路
上傳時間： 2013-10-20
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摘要: 介紹了時鐘分相技術并討論了時鐘分相技術在高速數字電路設計中的作用。 關鍵詞: 時鐘分相技術; 應用 中圖分類號: TN 79 文獻標識碼:A 文章編號: 025820934 (2000) 0620437203 時鐘是高速數字電路設計的關鍵技術之一, 系統(tǒng)時鐘的性能好壞, 直接影響了整個電路的 性能。尤其現代電子系統(tǒng)對性能的越來越高的要求, 迫使我們集中更多的注意力在更高頻率、 更高精度的時鐘設計上面。但隨著系統(tǒng)時鐘頻率的升高。我們的系統(tǒng)設計將面臨一系列的問 題。 1) 時鐘的快速電平切換將給電路帶來的串擾(Crosstalk) 和其他的噪聲。 2) 高速的時鐘對電路板的設計提出了更高的要求: 我們應引入傳輸線(T ransm ission L ine) 模型, 并在信號的匹配上有更多的考慮。 3) 在系統(tǒng)時鐘高于100MHz 的情況下, 應使用高速芯片來達到所需的速度, 如ECL 芯 片, 但這種芯片一般功耗很大, 再加上匹配電阻增加的功耗, 使整個系統(tǒng)所需要的電流增大, 發(fā) 熱量增多, 對系統(tǒng)的穩(wěn)定性和集成度有不利的影響。 4) 高頻時鐘相應的電磁輻射(EM I) 比較嚴重。 所以在高速數字系統(tǒng)設計中對高頻時鐘信號的處理應格外慎重, 盡量減少電路中高頻信 號的成分, 這里介紹一種很好的解決方法, 即利用時鐘分相技術, 以低頻的時鐘實現高頻的處 理。 1 時鐘分相技術 我們知道, 時鐘信號的一個周期按相位來分, 可以分為360°。所謂時鐘分相技術, 就是把 時鐘周期的多個相位都加以利用, 以達到更高的時間分辨。在通常的設計中, 我們只用到時鐘 的上升沿(0 相位) , 如果把時鐘的下降沿(180°相位) 也加以利用, 系統(tǒng)的時間分辨能力就可以 提高一倍(如圖1a 所示)。同理, 將時鐘分為4 個相位(0°、90°、180°和270°) , 系統(tǒng)的時間分辨就 可以提高為原來的4 倍(如圖1b 所示)。 以前也有人嘗試過用專門的延遲線或邏輯門延時來達到時鐘分相的目的。用這種方法產生的相位差不夠準確, 而且引起的時間偏移(Skew ) 和抖動 (J itters) 比較大, 無法實現高精度的時間分辨。 近年來半導體技術的發(fā)展, 使高質量的分相功能在一 片芯片內實現成為可能, 如AMCC 公司的S4405, CY2 PRESS 公司的CY9901 和CY9911, 都是性能優(yōu)異的時鐘 芯片。這些芯片的出現, 大大促進了時鐘分相技術在實際電 路中的應用。我們在這方面作了一些嘗試性的工作: 要獲得 良好的時間性能, 必須確保分相時鐘的Skew 和J itters 都 比較小。因此在我們的設計中, 通常用一個低頻、高精度的 晶體作為時鐘源, 將這個低頻時鐘通過一個鎖相環(huán)(PLL ) , 獲得一個較高頻率的、比較純凈的時鐘, 對這個時鐘進行分相, 就可獲得高穩(wěn)定、低抖動的分 相時鐘。 這部分電路在實際運用中獲得了很好的效果。下面以應用的實例加以說明。2 應用實例 2. 1 應用在接入網中 在通訊系統(tǒng)中, 由于要減少傳輸 上的硬件開銷, 一般以串行模式傳輸 圖3 時鐘分為4 個相位 數據, 與其同步的時鐘信號并不傳輸。 但本地接收到數據時, 為了準確地獲取 數據, 必須得到數據時鐘, 即要獲取與數 據同步的時鐘信號。在接入網中, 數據傳 輸的結構如圖2 所示。 數據以68MBös 的速率傳輸, 即每 個bit 占有14. 7ns 的寬度, 在每個數據 幀的開頭有一個用于同步檢測的頭部信息。我們要找到與它同步性好的時鐘信號, 一般時間 分辨應該達到1ö4 的時鐘周期。即14. 7ö 4≈ 3. 7ns, 這就是說, 系統(tǒng)時鐘頻率應在300MHz 以 上, 在這種頻率下, 我們必須使用ECL inp s 芯片(ECL inp s 是ECL 芯片系列中速度最快的, 其 典型門延遲為340p s) , 如前所述, 這樣對整個系統(tǒng)設計帶來很多的困擾。 我們在這里使用鎖相環(huán)和時鐘分相技術, 將一個16MHz 晶振作為時鐘源, 經過鎖相環(huán) 89429 升頻得到68MHz 的時鐘, 再經過分相芯片AMCCS4405 分成4 個相位, 如圖3 所示。 我們只要從4 個相位的68MHz 時鐘中選擇出與數據同步性最好的一個。選擇的依據是: 在每個數據幀的頭部(HEAD) 都有一個8bit 的KWD (KeyWord) (如圖1 所示) , 我們分別用 這4 個相位的時鐘去鎖存數據, 如果經某個時鐘鎖存后的數據在這個指定位置最先檢測出這 個KWD, 就認為下一相位的時鐘與數據的同步性最好(相關)。 根據這個判別原理, 我們設計了圖4 所示的時鐘分相選擇電路。 在板上通過鎖相環(huán)89429 和分相芯片S4405 獲得我們所要的68MHz 4 相時鐘: 用這4 個 時鐘分別將輸入數據進行移位, 將移位的數據與KWD 作比較, 若至少有7bit 符合, 則認為檢 出了KWD。將4 路相關器的結果經過優(yōu)先判選控制邏輯, 即可輸出同步性最好的時鐘。這里, 我們運用AMCC 公司生產的 S4405 芯片, 對68MHz 的時鐘進行了4 分 相, 成功地實現了同步時鐘的獲取, 這部分 電路目前已實際地應用在某通訊系統(tǒng)的接 入網中。 2. 2 高速數據采集系統(tǒng)中的應用 高速、高精度的模擬- 數字變換 (ADC) 一直是高速數據采集系統(tǒng)的關鍵部 分。高速的ADC 價格昂貴, 而且系統(tǒng)設計 難度很高。以前就有人考慮使用多個低速 圖5 分相技術應用于采集系統(tǒng) ADC 和時鐘分相, 用以替代高速的ADC, 但由 于時鐘分相電路產生的相位不準確, 時鐘的 J itters 和Skew 比較大(如前述) , 容易產生較 大的孔徑晃動(Aperture J itters) , 無法達到很 好的時間分辨。 現在使用時鐘分相芯片, 我們可以把分相 技術應用在高速數據采集系統(tǒng)中: 以4 分相后 圖6 分相技術提高系統(tǒng)的數據采集率 的80MHz 采樣時鐘分別作為ADC 的 轉換時鐘, 對模擬信號進行采樣, 如圖5 所示。 在每一采集通道中, 輸入信號經過 緩沖、調理, 送入ADC 進行模數轉換, 采集到的數據寫入存儲器(M EM )。各個 采集通道采集的是同一信號, 不過采樣 點依次相差90°相位。通過存儲器中的數 據重組, 可以使系統(tǒng)時鐘為80MHz 的采 集系統(tǒng)達到320MHz 數據采集率(如圖6 所示)。 3 總結 靈活地運用時鐘分相技術, 可以有效地用低頻時鐘實現相當于高頻時鐘的時間性能, 并 避免了高速數字電路設計中一些問題, 降低了系統(tǒng)設計的難度。
上傳時間： 2013-12-17
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第四章 信號分離電路 第四章 信號分離電路 第一節(jié) 濾波器的基本知識一、濾波器的功能和類型1、功能：濾波器是具有頻率選擇作用的電路或運算處理系統(tǒng)，具有濾除噪聲和分離各種不同信號的功能。2、類型：按處理信號形式分：模擬濾波器和數字濾波器按功能分：低通、高通、帶通、帶阻按電路組成分：LC無源、RC無源、由特殊元件構成的無源濾波器、RC有源濾波器按傳遞函數的微分方程階數分：一階、二階、高階第一節(jié) 濾波器的基本知識 第一節(jié) 濾波器的基本知識二、模擬濾波器的傳遞函數與頻率特性（一）模擬濾波器的傳遞函數模擬濾波電路的特性可由傳遞函數來描述。傳遞函數是輸出與輸入信號電壓或電流拉氏變換之比。經分析，任意個互相隔離的線性網絡級聯后，總的傳遞函數等于各網絡傳遞函數的乘積。這樣，任何復雜的濾波網絡，可由若干簡單的一階與二階濾波電路級聯構成。 第一節(jié) 濾波器的基本知識（二）模擬濾波器的頻率特性模擬濾波器的傳遞函數H(s)表達了濾波器的輸入與輸出間的傳遞關系。若濾波器的輸入信號Ui是角頻率為w的單位信號，濾波器的輸出Uo(jw)=H(jw)表達了在單位信號輸入情況下的輸出信號隨頻率變化的關系，稱為濾波器的頻率特性函數，簡稱頻率特性。頻率特性H(jw)是一個復函數，其幅值A(w)稱為幅頻特性，其幅角∮(w)表示輸出信號的相位相對于輸入信號相位的變化，稱為相頻特性。
上傳時間： 2014-12-23
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磁珠由氧磁體組成，電感由磁心和線圈組成，磁珠把交流信號轉化為熱能，電感把交流存儲起來，緩慢的釋放出去。 磁珠對高頻信號才有較大阻礙作用，一般規(guī)格有100歐/100mMHZ ,它在低頻時電阻比電感小得多。電感的等效電阻可有Z=2X3.14xf 來求得。 鐵氧體磁珠 (Ferrite Bead) 是目前應用發(fā)展很快的一種抗干擾元件，廉價、易用，濾除高頻噪聲效果顯著。 在電路中只要導線穿過它即可（我用的都是象普通電阻模樣的，導線已穿過并膠合，也有表面貼裝的形式，但很少見到賣的）。當導線中電流穿過時，鐵氧體對低頻電流幾乎沒有什么阻抗，而對較高頻率的電流會產生較大衰減作用。高頻電流在其中以熱量形式散發(fā)，其等效電路為一個電感和一個電阻串聯，兩個元件的值都與磁珠的長度成比例。 磁珠種類很多，制造商應提供技術指標說明，特別是磁珠的阻抗與頻率關系的曲線。 有的磁珠上有多個孔洞，用導線穿過可增加元件阻抗（穿過磁珠次數的平方），不過在高頻時所增加的抑制噪聲能力不可能如預期的多，而用多串聯幾個磁珠的辦法會好些。 鐵氧體是磁性材料，會因通過電流過大而產生磁飽和，導磁率急劇下降。大電流濾波應采用結構上專門設計的磁珠，還要注意其散熱措施。 鐵氧體磁珠不僅可用于電源電路中濾除高頻噪聲（可用于直流和交流輸出），還可廣泛應用于其他電路，其體積可以做得很小。特別是在數字電路中，由于脈沖信號含有頻率很高的高次諧波，也是電路高頻輻射的主要根源，所以可在這種場合發(fā)揮磁珠的作用。 鐵氧體磁珠還廣泛應用于信號電纜的噪聲濾除。 以常用于電源濾波的HH-1H3216-500為例，其型號各字段含義依次為：HH 是其一個系列，主要用于電源濾波，用于信號線是HB系列；1 表示一個元件封裝了一個磁珠，若為4則是并排封裝四個的；H 表示組成物質，H、C、M為中頻應用（50－200MHz），T低頻應用（<50MHz），S高頻應用（>200MHz）；3216 封裝尺寸，長3.2mm，寬1.6mm，即1206封裝；500 阻抗（一般為100MHz時），50 ohm。 其產品參數主要有三項：阻抗[Z]@100MHz (ohm) : Typical 50, Minimum 37;直流電阻DC Resistance (m ohm): Maximum 20;額定電流Rated Current (mA): 2500. 磁珠有很高的電阻率和磁導率， 他等效于電阻和電感串聯， 但電阻值和電感值都隨頻率變化。 他比普通的電感有更好的高頻濾波特性，在高頻時呈現阻性，所以能在相當寬的頻率范圍內保持較高的阻抗，從而提高調頻濾波效果。 磁珠主要用于高頻隔離，抑制差模噪聲等。
標簽： 電感
上傳時間： 2013-11-05
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由于電磁兼容的迫切要求，電磁干擾(EMI)抑制元件獲得了廣泛的應用。然而實際應用中的電磁兼容問題十分復雜，單單依靠理論知識是完全不夠的，它更依賴于廣大電子工程師的實際經驗。為了更好地解決電子產品的電磁兼容性這一問題，還要考慮接地、 電路與PCB板設計、電纜設計、屏蔽設計等問題[1][2]。本文通過介紹磁珠的基本原理和特性來說明它在開關電源電磁兼容設計中的重要性與應用，以期為設計者在設計新產品時提供必要的參考。 2 磁珠及其工作原理 磁珠的主要原料為鐵氧體，鐵氧體是一種立方晶格結構的亞鐵磁性材料，鐵氧體材料為鐵鎂合金或鐵鎳合金，它的制造工藝和機械性能與陶瓷相似，顏色為灰黑色。電磁干擾濾波器中經常使用的一類磁芯就是鐵氧體材料，許多廠商都提供專門用于電磁干擾抑制的鐵氧體材料。這種材料的特點是高頻損耗非常大，具有很高的導磁率，它可以使電感的線圈繞組之間在高頻高阻的情況下產生的電容最小。鐵氧體材料通常應用于高頻情況，因為在低頻時它們主要呈現電感特性，使得損耗很小。在高頻情況下，它們主要呈現電抗特性并且隨頻率改變。實際應用中，鐵氧體材料是作為射頻電路的高 頻衰減器使用的。實際上，鐵氧體可以較好的等效于電阻以及電感的并聯，低頻下電阻被電感短路，高頻下電感阻抗變得相當高，以至于電流全部通過電阻。鐵氧體是一個消耗裝置，高頻能量在上面轉化為熱能，這是由它的電阻特性決定的。 對于抑制電磁干擾用的鐵氧體，最重要的性能參數為磁導率和飽和磁通密度。磁導率可以表示為復數，實數部分構成電感，虛數部分代表損耗，隨著頻率的增加而增加。因此它的等效電路為由電感L和電阻R組成的串聯電路，如圖1所示，電感L和電阻R都是頻率的函數。當導線穿過這種鐵氧體磁芯時，所構成的電感阻抗在形式上是隨著頻率的升高而增加，但是在不同頻率時其機理是完全不同的。
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上傳時間： 2013-11-19
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電子產品功能越來越強大的同時，對便攜的要求也越來越高，小型化設計成為很多電子設計公司的研究課題。本文以小型化設計的方法、挑戰(zhàn)和趨勢為主線，結合Cadence SPB16.5在小型化設計方面的強大功能，全面剖析小型化設計的工程實現。主要包括以下內容：小型化設計的現狀和趨勢，以及現在主流的HDI加工工藝，介紹最新的ANYLAYER（任意階）技術的設計方法以及工藝實現，介紹埋阻、埋容的應用，埋入式元器件的設計方法以及工藝實現。同時介紹Cadence SPB16.5軟件對小型化設計的支持。最后介紹HDI設計在高速中的應用以及仿真方法，HDI在通信系統(tǒng)類產品中的應用，HDI和背鉆的比較等。
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上傳時間： 2014-01-18
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希望對初學者有用
上傳時間： 2013-11-11
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TOP/BOTTOM SOLDER（頂層/底層阻焊綠油層）：頂層/底層敷設阻焊綠油，以防止銅箔上錫，保持絕緣。在焊盤、過孔及本層非電氣走線處阻焊綠油開窗。
上傳時間： 2013-10-14
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我是專業(yè)做PCB的，在線路板災個行業(yè)呆久了，看到了上百家公司設計的PCB板，各行各業(yè)的，如有空調的，液晶電視的，DVD的，數碼相框的，安防的等等，因此我從我所站的角度來說，就覺得有些PCB文件設計得好，有些PCB文件設計則不是那么理想，標準就是怎能么樣PCB廠的工程人員看得一目了然，而不產生誤解，導致做錯板子，下面我會從PCB的制作流程來說，說的不好，請各位多多包涵！1 制作要求對于板材 板厚 銅厚 工藝 阻焊/字符顏色等要求清晰。以上要求是制作一個板子的基礎，因此R&D工程師必須寫清晰，這個在我所接觸的客戶來看，格力是做得相對好的，每個文件的技術要求都寫得很清晰，哪怕就是平時我們認為最正常的用綠色阻焊油墨白色字符都寫在技術要求有體現，而有些客戶則是能免則免，什么都不寫，就發(fā)給廠家打樣生產，特別是有些廠家有些特別的要求都沒有寫出來，導致廠家在收到郵件之后，第一件事情就是要咨詢這方面的要求，或者有些廠家最后做出來的不符要求。2 鉆孔方面的設計 最直接也是最大的問題，就是最小孔徑的設計，一般板內的最小孔徑都是過孔的孔徑，這個是直接體現在成本上的，有些板的過孔明明可以設計為0.50MM的孔，即只放0.30MM，這樣成本就直接大幅上升，廠家成本高了，就會提高報價；另外就是過孔太多，有些DVD以及數碼相框上面的過孔真的是整板都放滿了，動不動就1000多孔，做過太多這方面的板，認為正常應該在500-600孔，當然有人會說過孔多對板子的信號導通方面，以及散熱方面有好處，我認為這就要取一個平衡，在控制這些方面的同時還要不會導致成本上升，我在這里可以說個例子：我們公司有個客戶是深圳做DVD的，量很大，在最開始合作的時候也是以上這種情況，后來成本對雙方來說，實在是個大問題，經過與 R&D溝通，將過孔的孔徑盡量加大，刪除大銅皮上的部分過孔，像主IC中間的散熱孔用4個3.00MM的孔代替， 這樣一來,鉆孔的費用就降低了，一平方就可以降幾十塊錢的鉆孔費，對于雙方來說達到了雙贏；另外就是一些槽孔，比如說1.00MM X 1.20MM的超短槽孔，對于廠家來說，真的是非常之難做，第一很難控制公差，第二鉆也來的槽也不是直的，有些彎曲，以前我們也做過部分這樣的板子，結果幾毛錢人民幣的板，由于槽孔不合格，扣款1美金/塊，我們也與客戶溝通過這方面的問題，后來就直接改用1.20MM的圓孔。
標簽： PCB
上傳時間： 2013-10-10
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PCB 被動組件的隱藏特性解析 傳統(tǒng)上，EMC一直被視為「黑色魔術（black magic）」。其實，EMC是可以藉由數學公式來理解的。不過，縱使有數學分析方法可以利用，但那些數學方程式對實際的EMC電路設計而言，仍然太過復雜了。幸運的是，在大多數的實務工作中，工程師并不需要完全理解那些復雜的數學公式和存在于EMC規(guī)范中的學理依據，只要藉由簡單的數學模型，就能夠明白要如何達到EMC的要求。本文藉由簡單的數學公式和電磁理論，來說明在印刷電路板（PCB）上被動組件（passivecomponent）的隱藏行為和特性，這些都是工程師想讓所設計的電子產品通過EMC標準時，事先所必須具備的基本知識。導線和PCB走線導線（wire）、走線（trace）、固定架……等看似不起眼的組件，卻經常成為射頻能量的最佳發(fā)射器（亦即，EMI的來源）。每一種組件都具有電感，這包含硅芯片的焊線（bond wire）、以及電阻、電容、電感的接腳。每根導線或走線都包含有隱藏的寄生電容和電感。這些寄生性組件會影響導線的阻抗大小，而且對頻率很敏感。依據LC 的值（決定自共振頻率）和PCB走線的長度，在某組件和PCB走線之間，可以產生自共振（self-resonance），因此，形成一根有效率的輻射天線。在低頻時，導線大致上只具有電阻的特性。但在高頻時，導線就具有電感的特性。因為變成高頻后，會造成阻抗大小的變化，進而改變導線或PCB 走線與接地之間的EMC 設計，這時必需使用接地面（ground plane）和接地網格（ground grid）。導線和PCB 走線的最主要差別只在于，導線是圓形的，走線是長方形的。導線或走線的阻抗包含電阻R和感抗XL = 2πfL，在高頻時，此阻抗定義為Z = R + j XL j2πfL，沒有容抗Xc = 1/2πfC存在。頻率高于100 kHz以上時，感抗大于電阻，此時導線或走線不再是低電阻的連接線，而是電感。一般而言，在音頻以上工作的導線或走線應該視為電感，不能再看成電阻，而且可以是射頻天線。
上傳時間： 2013-10-09
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