电子技术经验集（一）

以下经验，参考高速电路设计实践 （王剑宇，苏颖 编著）（1）如何区分一根传输线路上是低速还是高速信号这里讲的低速信号是指传输路径上个点电平大致相同，高速信号则较大差异。要知道两个定义周期频率Fclock=1/Tclock有效频率（下面解释）有效频率的定义一般是半功率点的某及谐波分量。（此条定义基于任何信号都可以分解成多个频率的正弦波）举例 理想方波，周期为F ，可有频率为F的正弦波及其奇数次谐波（3F,5F,7F等）组成，每个谐波的幅值Vn=2/(3.14N)V1=0.64V<0.707V ,还勉强可以算有效频率。现实中应用频率升高，幅值下降的更快，一般用公式有效频率Fknee=1/2Tr（10%-90%）Tr（10%-90%）是信号的10%-90%的上升时间根据以上定义，有以下结论（一般情况）在信号传输路径的长度小于信号有效波长的1/6时，可以认为是低速信号。有效波长=光速/有效频率。但是要注意：1一般没实际电路板，可认为有效频率=7倍时钟频率。2对于极高频率信号，如1GHz以上的信号本身就是高速信号。不需要如此判断。3对所有高速信号，应视作传输线处理。传输线的判断，也就可以那么判断：在信号传输路径的长度大于信号有效波长的1/6时，就是高速信号，以传输线处理。（2）项目工程师分类和工作内容（详细资料参考原书第一章1.3节）电子设计工程师 整体架构设计和原理图设计，BOM设计 ，测试计划PCB设计工程师根据电子设计工程师来进行PCB设计信号完整性工程师 完成PCB高速线路仿真，电源仿真。（可简化）逻辑设计工程师 提供逻辑说明书，进行相关仿真（可简化）电源设计工程师 设计电源结构及安全设计工程师 设计结构和安全热设计工程师对器件进行热设计EMC及防护设计工程师 做EMC测试，并提出修改建议。测试工程师测试硬件电路产品工程师设计部门和生产部门的纽带。软件工程师编写源程序，测试程序等。（3）原理图设计的重要点（详细资料参考原书第一章1.4节）1必须体现设计细想，让PCB工程师看得“明白”2原理图应有总体框架图，面板接口图。等提示的信息图3在电源的输出输入端应标注各模块的所需电压电流。4大电流标注清除5有些元件位置，次序清晰示意，直接体现到PCB上。6高速信号标注，热元件标注，其他特殊器件标注。（4）电容器件的阻抗-频率研究1电容器件的阻抗-频率变化取信是一种浴盆曲线，曲线左边取决于电容分量，中间谐振点等于ESR,右边取决于ESL.2滤波电容并联以展宽低阻抗频带时，不仅要考虑容值搭配，而且要考虑封装搭配，多个同型号的电容并联时，只能降低谐振点的阻抗。（5）电容材质研究1陶瓷电容，价格低，稳定性好，容量较小。 NPO X7R,X5R,Y5V等就是陶瓷电容。一般用X7R即可,NPO具有温度补偿，是最稳定的陶瓷电容。2钽电容 温度特性好，ESL低，高频滤波效果好，体积小，容量大。 耐压，耐流差，一般要降额50%以上，开关电源这种电流电压变化大的要降额70%。 具有较好的自愈能力，余量不够，可能出现一下行，一下又不行了的状态。3铝电解电容：容量大，耐压高，温度特性差，精度差，只适合低频滤波。 一般降额20%以上。 举例：48V电路可用63V电容。4OSCON电解电容，一般称固态电容。比一般的电解电容好不少，价格又比钽电容低。(6)电感使用注意电感选型，信号线上使用，考虑品质因数频率特性曲线，在电源滤波中使用考虑其直流电阻，额定电流等参数。（7）磁珠的用法1磁珠是电感和电阻的组合2低频段，感抗起主要作用，主要起反射噪声的作用 高频段，电阻起主要作用，吸收噪声并转换为热量 两种功能的转换点，就在电抗等于阻抗。3在选型时，需要知道信号和噪声所在的频率，磁珠应满足，电路噪声的频带大于磁珠转换点的频率，才能吸收噪声。有效信号的频率应该小于0.1的转换点频率。（8）磁珠，电容，电感滤波效果比较1电容本身能滤波,电感，电容配合也能滤波，但这种滤波不能真正消除噪声。2电容的滤波其原理是构建一条通到地平面的低阻抗通道，以便宣泄噪声 电容和电感的滤波原理啊是构建一个低通滤波器，低频信号可以通过，而高频信号 倍反射回去了，应用这个原理，后级电路将比较稳定。应用范围只是在几十兆内。3纯电感的话，甚至不能释放到地平面，只是进行噪声反射，噪声还是四处游串。4磁珠的话，能反射一定频率的噪声，还能吸收噪声转换为热能。（9）CMOS器件的输入端由S极连接在一起的一对PMOS和NMOS构成， CMOS器件输入端处于非稳态时，输出端将发生震荡。（10）74逻辑器件，根据制造工艺，I/O接口不同，分为多种系列。（书3.2.1）ABT先进BICMOSAC/ACT 先进CMOS逻辑AHC/AHCT 先进高速CMOS逻辑ALS 先进低功耗肖特基逻辑ALVC 先进低电压CMOS逻辑ALVT 先进低电压BICMOS逻辑AS 先进肖特基逻辑以上可以去掉A 先进去掉F快速逻辑FCT 快速CMOS TTL逻辑T一般表示 BICMOS工艺C一般表示 CMOS工艺S/F 一般表示 Bipolar工艺Bipolar 工艺 特点 速度高，驱动能力强，功耗大CMOS 功耗低，集成度高，速度，驱动能力比Bipolar差BICMOS 在两者之间在热插拔的应用中，为防止冲击，输出端一般串联50R电阻，输入端100欧电阻(11):MOS管的应用要点1 MOS管为单极性器件，其导通速度和输入电容有密切关系，输入电容的计算C=Ciss+2.5*Crss，比较难计算，可直接根据Qg=C*Vgs来计算。输入电流的计算 I=C*dV/dt，可以计算出瞬间的电流是多少。计算出来的值比较大，但是一般只要电源能达到一半的电流值就足够了，因为时间很短。（12）纹波和噪声（第111页）纹波指电源波动的低频成分，一般在5M的频段内，噪声则相反，但成分复杂，有开关噪声，随即白噪声，信号干扰等。纹波幅度一般比较大，噪声幅度比较小。