技术
近年来,随着工艺与IP的逐渐成熟,32位的MCU增长迅速,风头之劲乃至16位的MCU基本上被跳过了。现在说嵌入式MCU,要么就是8位,要么就是32位,16位的MCU产品型号屈指可数。
那么8位的MCU的情形又如何,很多嵌入式工程师都有一些误解,下面来简单分析下。
<strong>一、8位MCU正在被淘汰</strong>
这是最常见的误解,先说事实,根据最新的Gartner的市场报告,8位的市场营收额和增长额跟32位的相比都仅仅差几个百分点。考虑到8位的单个芯片比32位芯片要便宜很多的事实,8位的出货量其实远高于32位的。打个直观的比方,现在我们有了高铁,是不是所有传统的普快、特快火车都要立即淘汰呢?显然事实并非如此,至于原因就太多了。现实情况就是8位 MCU曾经的应用领域并不能立即用32位的MCU直接替代。
<strong><font color="#004a85">作者:马玺</font> </strong>
运算放大器(Operational Amplifier)是集成电路家族里用途最广的芯片种类之一,也是各大模拟半导体厂商的必有产品。简单来说,运算放大器就是一个低频及中频电子信号放大器。其基本结构为具有两个(同相、反相)高阻输入端和一个低阻输出端。其放大功能体现为输出电压值为两个输入端口电压的差值乘以运放增益(10K-1M)。假设运放增益为10K,同相与反相端电压差值为5mV,其输出电压值则为50V(事实上输出电压受到运放供电电源的限制,不可能超出电源范围)。那么为何又称之为运算放大器?因为在过去模拟计算机时代,就是由这种放大器实现了基本的加法、积分等数学运算功能,所以又称之为运算放大器。
当今的万物互联时代需要很多以太网端口,也就不可避免地会将一些重要的网络连接暴露在危险的外部环境之下。外部传感器摄像头、WiFi热点、WiFi中继器和微蜂窝回程都可能会连接到交换机或路由器,使它们面临过电压威胁。为了最大限度地提高设备的耐用性(并尽量减少保修退货问题),制造商势必会要求其交换机和路由器满足特定的浪涌/安全标准或指南。
<strong>Q:我们能够增加固定增益差分放大器的增益吗?</strong>
A:可以,通过增加更多的电阻。
经典的四电阻差分放大器可以解决许多测量难题。但是,总有一些应用需要的灵活性比这些放大器所能提供的更高。由于在差分放大器中电阻匹配直接影响到增益误差和共模抑制比(CMRR),所以将这些电阻集成到同一个裸片上可以实现高性能。但是,仅仅依靠内部电阻来设置增益,用户就无法在制造商的设计选择之外灵活选择自己想要的增益。
<p><strong>分析一个电磁兼容的问题需要入手?</strong></p>
<ul>
<li>
<p>骚扰源</p>
</li>
<li>
<p>敏感源</p>
</li>
<li>耦合路径</li>
</ul>
找到这三个因素后,再决定去掉哪一个。只要去掉一个,电磁兼容的问题就解决了。例如,当骚扰源是雷电,敏感源是电子线路时,我们能做的就是消除耦合路径(因为没法去掉骚扰源,我们没法让自然界不产生雷电吧)。
<strong>IIC vs SPI</strong>
现今,在低端数字通信应用领域,我们随处可见IIC(Inter-Integrated Circuit)和SPI (Serial Peripheral Interface)的身影,因为这两种通信协议非常适合近距离低速芯片间通信。Philips(对应IIC)和Motorola(对应SPI)出于不同背景和市场需求制定了这两种标准通信协议。
<strong>零漂移运算放大器</strong>
一种特殊形式的运算放大器,适用于精密应用,在这些应用中,输入差分信号非常小,输入引脚上的任何偏移都可能在输出端引起严重误差。
这些专用运算放大器除了具有低输入失调电压外,通常还在宽温度和时间范围內具有高共模抑制比(CMRR)、高电源抑制比(PSRR)、高开环增益和较低的漂移。所有这些特性使它们成为精密应用的理想选择,因为这些器件能够精确地测量小的差分电压,并且高开环增益确保良好的闭环增益精度。它们也不太容易受到外界如电源变化、共模电压和温度效应的影响。
零漂移运算放大器特别适合于差分信号较小的精密应用,尤其是低频应用。这包括物联网(IoT)和工业4.0应用(工业物联网IoT)中使用的许多感知方案。
三极管的电流放大作用应该算是模拟电路里面的一个难点内容,下面就用这几个动画简单解释下为什么小电流I<sub>b</sub>能控制大电流I<sub>c</sub>的大小,以及放大电路的原理。
这里的三极管也叫双极型晶体管,在模电的放大电路和数电的简单逻辑电路里面都会用到。它有集电极c、基极b、发射极e、以及两个PN结:集电结和发射结。集电极面积比较大,基极厚度薄而且载流子浓度比较低。图1是个NPN型的三极管:
在开关电源设计中PCB板的物理设计都是最后一个环节,如果设计方法不当,PCB可能会辐射过多的电磁干扰,造成电源工作不稳定,以下针对各个步骤中所需注意的事项进行分析:
<strong>一、从原理图到PCB的设计流程</strong>
建立元件参数-》输入原理网表-》设计参数设置-》手工布局-》手工布线-》验证设计-》复查-》CAM输出。
二、参数设置相邻导线间距必须能满足电气安全要求,而且为了便于操作和生产,间距也应尽量宽些。最小间距至少要能适合承受的电压,在布线密度较低时,信号线的间距可适当地加大,对高、低电平悬殊的信号线应尽可能地短且加大间距,一般情况下将走线间距设为8mil。
<strong><font color="#004a85">电容</font> </strong>
<strong>故障特点及维修</strong>
电容损坏引发的故障在电子设备中是最高的,其中尤其以电解电容的损坏最为常见。电容损坏表现为:容量变小;完全失去容量;漏电;短路。
电容在电路中所起的作用不同,引起的故障也各有特点。在工控电路板中,数字电路占绝大多数,电容多用做电源滤波,用做信号耦合和振荡电路的电容较少。用在开关电源中的电解电容如果损坏,则开关电源可能不起振,没有电压输出;或者输出电压滤波不好,电路因电压不稳而发生逻辑混乱,表现为机器工作时好时坏或开不了机,如果电容并在数字电路的电源正负极之间,故障表现同上。
随着电子装联技术质量的提高以及市场的竞争需要,全自动插装机得到迅速普及。这样对单面PCB纸基板材冲孔质量(少数单双面非金属化孔环氧-玻璃布基板也采用冲孔)的要求也就越来越高。
本文主要介绍了PCB冲孔常见的十大瑕疵以及解决办法,分别有毛刺、铜箔面孔口周围凸起、孔口铜泊向上翻起、基板面孔口周围分层泛白、孔壁倾斜和偏位、断面粗糙、孔之孔与间裂纹、 外形鼓胀、废料上跳及废料堵塞等,具体的跟随小编一起来了解一下。
<strong>一、毛刺</strong>
PCBA焊接采用的是热风再流焊,依靠风的对流和PCB、焊盘、引线的传导进行加热。由于焊盘、引脚的热容量大小以及受热条件不同,因而焊盘、引脚在再流焊接加热过程中同一时刻所加热到的温度也不同。如果这个温度差比较大,就可能引起焊接不良,如QFP引脚的开焊、绳吸;片式元件的立碑、移位和BGA焊点的收缩断裂等。同样道理,我们可以通过改变热容量解决一些问题。
如果将电子设计圈比作一个“江湖”,电子工程师就像是在江湖中行走的侠客,掌握各种开发技能,修炼出更高级的功法,无疑是在江湖中安身立命的根本,也会决定个人江(薪)湖(资)地(水)位(平)的高下。而在诸多“功法”中,FPGA可以算是当下最炙手可热的一门。
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工业和医疗设计推动产品的精度和速度日益提高。模拟集成电路行业总体能够跟上速度的发展要求,但在精度要求上却有所不足。许多系统都竞相迈入1ppm精度之列,特别是如今,1ppm的线性ADC日益普遍。本文将介绍运算放大器的精度局限性,以及如何选择为数不多的有可能达到1ppm精度的运算放大器。另外,我们还将介绍一些针对现有运算放大器局限性的应用改善。
元件封装起着安装、固定、密封、保护芯片及增强电热性能等方面的作用。同时,通过芯片上的接点用导线连接到封装外壳的引脚上,这些引脚又通过印刷电路板上的导线与其他器件相连接,从而实现内部芯片与外部电路的连接。
因此,芯片必须与外界隔离,以防止空气中的杂质对芯片电路的腐蚀而造成电气性能下降。而且封装后的芯片也更便于安装和运输。由于封装的好坏,直接影响到芯片自身性能的发挥和与之连接的PCB设计和制造,所以封装技术至关重要。
衡量一个芯片封装技术先进与否的重要指标是:芯片面积与封装面积之比,这个比值越接近1越好。
<strong>封装时主要考虑的因素:</strong>
输入电容可能会成为高阻抗和高频运算放大器(op-amp)应用的一个主要规格。值得注意的是,当光电二极管的结电容较小时,运算放大器的输入电容会成为噪声和带宽问题的主导因素。
运算放大器的输入电容和反馈电阻在放大器的响应中产生一个极点,从而影响稳定性并增加较高频率下的噪声增益。因此,稳定性和相位裕量可能会降低,输出噪声可能会增加。实际上,以前的一些C<sub>DM</sub>(差模电容)测量技术依据的是高阻抗反相电路、稳定性分析以及噪声分析,这些方法可能会非常繁琐。
<strong><font color="#004a85">作者:Richard Wang</font> </strong>
<strong>接近传感器及现有方案</strong>
接近感应传感器在我们的生活中发挥着重要的作用,在智能家居家电中广泛存在,如自动感应出水的水龙头,自动感应送风的空调,自动检测并避开障碍物的扫地机及自动打开与关闭的走廊灯等等。接近感应的主要技术手段目前主要有红外传感(包括主动红外和被动红外)、超声波传感、多普勒微波传感及红外光飞行时间(ToF)等。每一种技术手段都有其独特性及优缺点,下面我们将展开讨论。
一般而言,与低压差(LDO)稳压器输出相比,人们认为传统开关稳压器的输出电压噪声很大。然而,LDO电压会引起严重的额外热问题,并使得电源设计更加复杂。全面认识开关稳压器噪声很有必要,有助于设计低噪声开关解决方案,使之产生与LDO稳压器相当的低噪声性能。本文分析和评估的目标是采用电流模式控制的降压稳压器,因为它在应用中最常用。信号分析是了解开关纹波噪声、当前宽带噪声特性(及其来源)、开关引起的高频尖峰噪声的主要方法。本文将讨论开关稳压器PSRR(电源抑制比,其对输入噪声抑制很重要)以及信号分析方法。
<strong>开关纹波噪声</strong>
<strong>1、引言</strong>
电磁干扰EMI中电子设备产生的干扰信号是通过导线或公共电源线进行传输,互相产生干扰称为传导干扰。传导干扰给不少电子工程师带来困惑,如何解决传导干扰?找对方法,你会发现,传导干扰其实很容易解决,只要增加电源输入电路中EMC滤波器的阶数,并适当调整每阶滤波器的参数,基本上都能满足要求。
<strong>2、对策一</strong>
对策一:尽量减少每个回路的有效面积