尽管USB定义了电源总线，但这并没有消除与过压相关的风险。过压事件可由一系列失效条件导致，包括用户错误、稳压很差的第三方电源、热拔出事件和电感瞬变等。接口和充电系统也会产生负电压，这会导致未受保护的外部设备受损。尽管USB2.0电源的标称误差为5V±5%，但许多采用USB2.0接口的大规模系统仍被设计成可承受16V甚至28V电压（连续）。由于USB3.0提高了正常工作电流及其上限，因此，针对传统0.5A端口设计的过压保护器件可能就不太适合用于保护新的每端口0.9A的USB3.0接口。当一个0.9A主机拔出时，高压感应尖峰就会产生，它可能会损坏总线上的其它设备。一个设计良好的总线将能吸收这些尖峰电压，从而保护设备免受尖峰电压的损害。泰科电子的内部测试显示，热插拔引起的瞬态电压尽管非常短暂，但电压值可超过16～24V。内部测试还发现，开路电压大幅超过USB规范要求（5V±5%）的第三方充电器，可能对敏感的电子设备构成威胁。将过压保护器件（如PolyZen聚合物保护齐纳二极管器件）放置在所有USB供电设备的电源输入端（特别是在VBUS端口），有助于保护设备免遭过压事件造成的损坏。对于USB3.0设备，PolyZen器件可安装在USB输入端口的VBUS上、Powered-B插头的DPWR端口、桶形插座电源端口、以及USB集线器的VBUS输入端。必须注意，USB3.0不再支持总线供电集线器而仅支持自供电集线器。在USB3.0应用中，需要一个电源来为集线器的所有端口供电。如果在集线器的输入端使用一个直流电源连接器，那么就必须安装一个电路保护器件来保护集线器免受过压事件的损害，如未稳流或错误电源、反向电压和瞬态电压。图1显示了如何在VBUS上安装PolyZen器件以及在一个典型USB电路上安装6个低电容值PESD器件，才能帮助提供综合过压保护方案。文章来源网络

汽车架构正在快速演进，车辆逐步从半自动驾驶向最终的完全自动驾驶发展。汽车制造商还加入了多种功能，例如智能访问、车辆共享、预测性维护、车辆跟踪、车队管理和空中(OTA)升级，以增强互联能力和车载通信。这些高级功能生成的数据量不断增加，需要通过高性能处理器进行处理，并在CAN、LIN和高速网络（如以太网）等接口之间安全可靠地进行通信。因此，汽车制造商正在重新评估汽车网关和远程信息处理控制单元系统（TCU）的架构。汽车网关汽车网关是一种核心功能为在车辆内安全可靠地传输数据的系统。车辆中可以存在多种网关：中央网关和域网关（或域控制器）。中央网关可以在TCU、动力传动系统、车身、信息娱乐系统、数字驾驶舱和ADAS应用等多个域之间安全可靠地传输数据。域网关（或域控制器）具有类似的功能，只不过它仅在其相应域内的ECU之间路由数据。与域网关相比，中央网关通常需要更强的处理性能、更多的接口和更高带宽的网络协议。图1说明了如何在车辆中实现这两种类型的网关。TCUTCU是车辆中用于连接互联网和云的ECU。随着汽车制造商为车辆配备Wi-Fi®、Bluetooth®和蜂窝数据功能，连接到互联网和云的汽车变得越来越普遍。图1.示例SoC架构，具有一个中央网关和两个域网关.此连接技术使得紧急呼叫(eCall)成为可能，方便乘客在行驶中在线访问娱乐和其他内容，同时还可为车辆中的数字内容提供OTA软件更新。共享汽车、用手机访问取代遥控钥匙、车队管理和跟踪、保险提供商远程监控驾驶习惯以及汽车经销商远程监控车辆状况以安排预防性维护（如更换机油）等，这些新兴趋势都需要车辆连接到互联网和云才能实现。由于CAN灵活数据速率和LIN之类的接口无法以较低的延迟来传输大量数据，因此汽车制造商正在迁移到基于以太网TCP/IP的协议，以应对更高带宽的数据传输。由于TCP/IP是消费者领域中公认的通信协议，它对人们很有吸引力。因此，与未经证实的协议相比，其风险更低。MCU本身可能满足不了未来网关的处理要求，因此性能更高的应用处理器（ApplicationProcessor）正在取代或填补某些MCU功能，以处理和路由未来网关的数据。此外，随着车载网络向基于以太网网络的迁移，由应用处理器支持的汽车网关可以帮助快速高效地处理和路由各个域之间的数据。互联能力是实现OTA更新娱乐内容和其他服务（如共享汽车/拼车应用和远程车辆访问）所必需的条件。TCU具有一个用于提供连接的蜂窝或Wi-Fi®调制解调器和一个用于处理从调制解调器所接收数据的应用处理器。处理包括解密数据、验证数据并将其路由到网关或其他域ECU。在当前的架构中，调制解调器和处理器集成在单个半导体器件中。但是，由于调制解调器标准在不断发展，因此汽车制造商正在改为使用将调制解调器与处理器分离的架构。此外，汽车网关和TCU都在向由应用处理器支持的基于以太网的网络迁移，该应用处理器另一个新兴趋势是车辆能够与其他车辆、基础设施（如交通信号灯）甚至他人进行通信，这一趋势也有助于实现车辆的完全自动驾驶。人们形象地称之为车对车(V2V)和车对基础设施(V2I)以及车对人(V2P)。专用短程通信(DSRC)或c-V2X连接通常有助于实现此类通信。不断发展演进的网关和TCU需要应用处理器汽车网关处理器通常是32位微控制器(MCU)，具有内置存储和常用的网关接口，如控制器局域网(CAN)、本地互联网络(LIN)和FlexRay™等低速接口。然而，随着汽车的ADAS和连接功能不断增加，车辆必须以非常低的延迟在各个域之间对越来越多的数据进行安全可靠的处理和通信。具有PCIe等高速连接外设支持，并具有强大的计算能力来处理和路由各个域之间的数据。将处理器与调制解调器相分离的优点在于，仅更换调制解调器（无需改变处理器及在其上面运行的所有相关软件），即可将ECU快速迁移到新的调制解调器标准。随着汽车互联性和自主性的提高，安全与防护在汽车网关和TCU中也变得越来越重要。专用的嵌入式安全处理器或子系统可以帮助保护对车辆安全密钥的访问，增强通信通道的安全性，并确保可信软件更新不被用于网络攻击。安全功能通常在经安全认证的分立MCU中实现。集成了应用处理器和安全MCU的片上系统(SoC)为汽车OEM提供了更低的物料清单(BOM)成本。开发成本如前文所述，网关和TCU系统在功能方面正变得越来越复杂。这给汽车制造商带来了高昂的开发成本。理想情况下，汽车所有层级/型号的供应商均可避免此项成本。OEM和一级供应商可以借助Jacinto™DRAx系列汽车处理器来节约开发成本，该系列处理器可提供可扩展且软件互相兼容的平台，有助于满足下一代网关和TCU系统的需求。JacintoDRA8x汽车处理器通过支持各种高速I/O（如PCIe、USB3.x、千兆以太网以及CAN-FD和LIN等传统汽车外设），帮助增强整个车辆的连接性。这些处理器还经过专门设计，集成了片上MCU子系统，以帮助满足TCU、应用处理器和汽车网关所需的实时处理需求和性能。DRA829V是DRA8X系列中最新的汽车处理器。DRA829V是一款高性能的SoC，它集成了多个计算和处理核心，使得汽车网关可以更轻松高效地管理和支持更高的实时数据吞吐量。由于此器件配备了用于实时处理的Arm®Cortex®-A72MPU集群和ArmCortex-R5F内核集群以及高速外设（如USB-3、集成PCIe交换机和千兆以太网交换机）等特性，因此无需外部组件即可实现更高的带宽数据传输。DRA829V处理器的另一个关键特性是其集成的功能安全MCU子系统，该系统支持片上ASIL-B至ASIL-D功能安全操作。DRA829V处理器还包括一整套传统的汽车外设，例如CAN-FD、LIN和MOST。对于安全关键型应用，DRA829器件通过集成的高安全性模块(HSM)支持安全引导和运行时环境。此外，DRA829V处理器还提供了各种计算能力和外设组合，可为多种汽车网关提供成本优化的器件。JacintoDRA8x处理器系列包含对ProcessorSDK中多个高级实时操作系统的支持，同时它还具有全系列兼容且可扩展的软件开发套件(SDK)，从而使得OEM可以在其产品系列中集成和重用设计成果，最终降低开发成本。有了统一的软件，汽车制造商便能够缩小成本高昂的软件研发投资规模，并通过其整个中央网关平台为从入门级到高端级在内的各类车辆部署软件。创新下一代网关系统汽车网关和TCU的架构正在迅速变化，以在汽车的各个域之间高效地处理和传输大量数据。配备集成MCU子系统、应用处理器和高速I/O功能的可扩展SoC将有助于以更少的系统BOM满足这种新架构的需求。TI的可扩展硬件和软件互相兼容DRA8xSOC系列有助于满足新网关和TCU架构的需求，从而帮助降低系统BOM成本和汽车网关的开发成本。文章来源网络

便携式电池供电的物联网或工业物联网设备要求尺寸小，功率损耗低。目标是尽可能延长电池寿命，以减少意外停机时间和更换大量设备的电池所需的工时。此类设计的主要特征包括：能够在不需要时将电源置于静态或待机状态、高效率，以及宽输入电压范围，以应对电量接近耗尽时电池电压下降。对于规格符合便携式物联网需求的DC/DC转换器，RECOM的R-78S系列就是一个示例。该系列中的一款器件R-78S3.3-0.1，可利用1.5V的AA电池产生3.3V的电压。此外，该系列还包括输出电压电平为1.8、3.3和3.6V的器件，适用于通过单芯电池为多种微处理器和控制器供电。所有器件均在从3.15V至0.65V的输入电压范围内工作，从而能够利用电池的最后一毫瓦电量。该款电源转换器的典型效率高达93%，可最大程度地降低功率损耗。它可以置于待机状态，仅消耗7微安(µA)电流。这款电源转换器兼具高效率、待机模式和宽输入电压范围，非常适合便携式无线物联网设备（图1）。R-78S系列还具有-40°至+100°C的宽工作范围，对于极端天气条件下车辆中的便携式设备非常有用。图3中的示例显示了待机或休眠模式的使用，在该模式下，系统功耗仅为20微瓦(µW)。当处于该模式时，电容器电压（如蓝色迹线所示）随时间从完全充电值3.3V降低，直到达到由电阻器R1和R2设置的阈值，此时微处理器通知转换器唤醒。当转换器在活动模式下工作时，系统仅消耗200µA的电流，在此期间电容器将充电为下一个周期做准备。功耗将与活动/休眠模式占空比成正比。RECOM的R-78S转换器具有低输入电压能力，是针对物联网或工业物联网能量收集应用的突出特点。例如，它们可用于提高低压电源（例如太阳能电池或热电发电机[TEG]）的输出，以便为3.3V可充电电池充电（图2）。要通过二极管对电池充电，需要更高的输出电压（3.6V对3.3V）。二极管可防止充满电的电池驱动转换器的输出。这些转换器还具有短路保护和过热保护功能，以确保可靠运行。文章来源网络

尽管为物联网(IoT)和工业物联网(IIoT)设计的设备种类繁多，但它们都需要某种主电源才能进行数据输入、处理和通信。但是，物联网设备功能和应用环境的多样性导致产生了各种各样的主电源，从输电线到电池和太阳能电池。此外，广泛的功能和工作模式（例如用于听取指令的“常开”，以及用于快速响应输入刺激的“待机”）需要仔细选择内部电源。目标是最大程度地提高效率、减小物理尺寸并提高应用的功率密度，同时又不影响性能或不增加热管理需求，后者可能会增加尺寸、重量和成本。另一个考虑因素是用户安全，这一点不容妥协。本文讨论物联网设备中使用的各类电源，并介绍来自RECOMPower的一些产品示例，可专用于满足这些要求。有线电源与便携式设备相比，使用有线电源的物联网或工业物联网设备具有更少的功率限制。有线电源通常提供固定输入电压且具有足够电流电平。其他电源（例如太阳能电池）可能会具有较大的电压和电流电平变化，具体取决于太阳照度和所采用的电压调节程度。物联网或工业物联网设备需要具有灵活的输入功率要求，以应对可能的输入功率变化。电源制造商RECOMPower设计了一系列超紧凑、全封闭式5瓦电源，即RAC05-K系列AC/DC模块，用以满足物联网或工业物联网应用对输入电压的灵活性需求。这些电源模块使用85至264V交流（47至63赫兹[Hz]）或120至370V直流输入电压。由于这种线路输入电压范围几乎通用，因此适合在全球的家庭或工业环境中使用。这些电源的工作温度范围进一步证明了这一点：RAC05-K系列可在-25°C至+50°C的温度范围内满功率工作，并在+50°C至+70°C的温度范围内降功率工作。该系列的各个型号具有固定的输出电压：3.3、5、12、15或24V。5V的RAC05-05SK在印刷电路板上的基底面为1英寸x1英寸（25.4x25.4毫米[mm]），高度为0.65英寸(16.5mm)。该电源模块的额定输出功率为5瓦，具有相当可观的功率密度，每立方英寸高达7.7瓦（图1）。这些电源的效率超过80%，空载功耗仅为75毫瓦(mW)。这一组合使它们适用于“常开”物联网/工业物联网设备，高效率和低内部能量损耗有助于保持设备低温状态。从安全角度来看，RAC05-K系列包含集成的熔断、过压和短路保护。它们符合IEC60950-1和UL62368-1安全标准，并且满足EN55032B类EMC限制，不包含任何外部组件。这些电源注重安全，输入电压范围大，尺寸小，还有宽工作温度范围，这些特点组合使其非常适合众多物联网或工业物联网线路供电应用。工业级电源由于设备所处的特殊工作环境条件，工业环境通常需要特殊的产品。RECOM的R1SX系列DC/DC转换器就是这样一种产品，可在-40°至+100°C的温度范围无降额工作。此温度范围可安全应对大多数工业条件。来自该系列的一款示例设备是R1SX-3.305-R，它是1瓦升压DC/DC转换器，接受3.3V输入，并将其升至5V输出。这些转换器还提供1千伏(kV)/1秒的DC隔离，并可选3kV/1秒的额定隔离。在接地环路和电气噪声非常普遍的工业环境中，隔离非常重要。输入和输出隔离有助于打破这些接地环路，并最大程度地降低噪声传播。R1SX-3.3-5DC/DC转换器可用于支持带电平位移的隔离数据接口（图2）。文章来源网络

在USB应用中，一个综合保护方案可用来增强对高电流、高电压和ESD瞬态电压冲击的保护。下图显示了适用于USB3.0和Powered-B连接器设计的电路保护器件。器件推荐PPTC过流保护器件可帮助设计师满足USB3.0规范的新的大电流要求，并提供一种简单的、节省空间的限流解决方案。PESD器件可提供高速数据传输应用所需的低电容值（典型值0.2pF），并可提供目前电子工业最流行的外形尺寸。PolyZen器件既可为设计师提供传统箝位二极管的简单性，又消除了持续过压所需的大型散热片。该器件可保护设备免受因使用不正确的电源、瞬态电压和其它因用户错误而引起的损害。文章来源网络

机对机(M2M)通信和物联网(IoT)虽有所关联，却是两种不同概念，不过往往作为同义词使用。这就导致人们对二者各自的特性、功能及其设计和实施要求有所误解，甚至不解。本文阐释了二者的区别，分别对两种技术进行举例说明，并以Multi-TechSystems、FreeWaveTechnologies、Hirschmann和B+BSmartWorx的设计解决方案为例，对比了M2M与物联网系统的独特差异。此外，本文还介绍了无线(OTA)更新和多级安全性等M2M新功能；这些功能有助于增强网络功能，降低准入门槛。最后，本文指导设计人员选择合适的M2M流量套餐以降低数据通信成本。M2M与物联网的区别尽管M2M和物联网技术都涉及数据共享及建立数据传输链接，但二者仍有所不同：物联网是连接互联网的设备网络，而M2M是指两个或多个电子系统（或机器、设备）之间的自动通信技术。以M2M点对点或点对多点连接的机器或设备，可以是传感器、致动器、嵌入式系统或其他连接元素。请务必注意，在“物联网”一词诞生之前，甚至20世纪90年代中期商业互联网出现之前，M2M就已存在。M2M起源于20世纪初的遥测应用，继双向无线电通信问世后出现。不过，20世纪90年代推出的首个数字蜂窝网络GSM，促使M2M通信进入全新的发展阶段。大约十年后，物联网才出现，并通过基于开放IP的网络成为主要连接工具。自此，这两种独特通信技术之间的界限逐渐变得模糊。为了明确两者之间的差异，借助示例应用（本文中为心率传感器），可有效说明M2M和物联网模型的应用方式。如需将监测患者心率的传感器连接至外部设备或医疗级服务器，使医生了解患者的健康状况，则可通过M2M应用来实现。相反，若将心率传感器集成到患者周遭的交互式设备中，并向患者主治医生或家庭成员的智能手机发送报警信息，则属于物联网范畴。M2M应用可采用有线、无线和蜂窝连接机制，包括电表自动抄表、交通信号灯智能连接，以及基于监视摄像头的家庭安全和辅助生活。正是凭借网络技术，M2M通信才开始融入相关物联网设计。物联网如何补足M2M就广义而言，进入物联网时代后，M2M通信迈向了新阶段。作为物联网的关联技术，同样迅猛发展的物联网相关连接技术和解决方案均可为M2M所用，尤其是无线方面。例如，Multi-TechSystems的MTC-H5-B01-US-EU-GBMultiConnectCell100系列蜂窝调制解调器，同时支持M2M和物联网应用（图1）。图1：Multi-TechSystems的MTC-H5-B01-US-EU-GB蜂窝调制解调器（左），专为M2M应用设计，也可用于物联网服务。（图片来源：Telit）这款蜂窝调制解调器支持GSM、4G网络（Cat4和Cat-M1），可用于过程自动化、紧急服务、远程患者监护、可再生能源系统，以及列尾装置系统管理等M2M应用。Cell100系列调制解调器提供多种接口选项，包括RS-232和USB串行接口，可满足广泛的应用需求。该硬件由MultiTechConnectionManager提供支持；这款软件包可以自动检测USB和串行设备，下载所需驱动程序，并确保正确映射通信端口以建立M2M连接。供应商利用高度集成的连接性开发低功耗物联网解决方案，同时也促进紧凑型M2M无线电的发展，以提供各种电压输入和网络配置。FreeWaveTechnologies的MM2系列900MHz射频模块就是典型范例。该模块可在点对点和点对多点网络拓扑中作为端点。射频前端模块整合了砷化镓(GaAs)FET和多级表面声波(SAW)滤波功能，藉此提高灵敏度和抗过载能力。数据速率可选：115.2kbps或153.6kbps。MM2系列的典型规格：输出功率为1W，输入灵敏度为-108dBm，射频范围可达20mi。该范围定义了清晰视距。M2M安全性和可靠性M2M和物联网设计中均需注意安全性和可靠性，但是由于M2M应用通常不涉及人机交互，这两点就显得更为重要。事实上，对于广泛覆盖的M2M网络而言，安全性和可靠性是关键障碍。针对有线应用，借助Hirschmann的RS20/RS30工业DIN导轨以太网交换机，工程师可以根据可靠性需求配置M2M网络。RS20交换机提供4至25个快速以太网端口，以确保极高的容错能力（图2）。同样，该公司的RS30交换机具有8至24个端口，包括2个千兆位以太网端口和8、16或24个快速以太网端口。图2：Hirschmann的RS20以太网交换机提供4至25个快速以太网端口，以最大限度地减少故障。（图片来源：Hirschmann）快速以太网端口和千兆位以太网端口可单独定义，使M2M设计人员可以根据特定设计要求选择冗余协议和安全机制。在注重可靠性的M2M应用中，鉴于支持媒体冗余协议(MRP)和多生成树协议(MSTP)等标准，可确保网络可用性较高。此外，这款工业以太网交换机还支持多种安全机制，包括IP和MAC端口安全性、SNMPV3、SSHv2和802.1x多客户端身份验证。针对无线应用，B+BSmartWorx的AirborneM2M以太网路由器和网桥提供单串口和双串口两种型号，以提高M2M应用的可靠性（图3）。B+BSmartWorx的双串口设备可在2.4GHz和5GHz频段上建立Wi-Fi连接。因此，若2.4GHz频段因无线通信活动过多而拥挤不堪，则M2M路由器和网桥可切换至5GHz频段以保持数据传输畅通。图3：借助高度安全的Wi-Fi网桥和路由器，通过以太网或串行链路连接M2M设备的示意图。（图片来源：B+BSmartWorx）此外，AirborneM2M网络设备还集成了多级安全方法：无线安全性通过802.11i/WPA2企业级认证；网络安全性通过可扩展身份验证协议(EAP)认证。这款M2M设备提供安全外壳协议(SSH)公钥身份验证和完全加密的数据隧道，藉此提高网络安全性。另外，就设备而言，这款M2M路由器和网桥具有多级加密功能以保护配置数据。在使用蜂窝连接的M2M服务中，常常将安全性和身份验证纳入LTE标准。在物理安全性方面，eSIM卡直接焊接到电路板上，因而篡改和移除SIM卡的不当使用情况几乎不可能发生。M2M应用中的SIM卡将我们带入最后一个主题：M2M流量套餐及相关选择和使用问题。M2M流量套餐由于所有主要移动运营商都针对M2M服务推出了流量套餐和资费套餐，因此M2M设计人员和用户可能拥有大量选择。不过，评估各种套餐时须考量一些关键标准，例如应用的定制程度。此外，某些附属运营商专门提供M2M服务，通常称作移动虚拟网络运营商(MVNO)。这些移动运营商通过无线(OTA)服务提供远程M2M连接和管理。然而，与手机使用的传统SIM卡不同，专业运营商提供的M2MSIM卡可为用户提供流量使用控制及其他功能（例如活动监控和SIM卡锁定）。此外，借助隧道网络功能，可将这些SIM卡连接至特定应用服务器。另一方面，某些专业M2M运营商的套餐既包含流量套餐，也提供调制解调器和网关等其他M2M设备，藉此可轻松构建完整的M2M应用。这些M2M运营商往往是独立运营商，其网络覆盖范围根据M2M应用需求而定。例如，医疗监护服务可能只需单个蜂窝网络覆盖就已足够，但卡车运输车队则需要覆盖面更广的移动网络。此外，M2M用户应确保服务提供商具有故障排除能力，能够执行实时远程排故。流量套餐等级最后，论及M2M数据传输的成本及流量套餐的经济性时，应用的性质相当重要。例如，无线收银机(PoS)和停车计时器等M2M应用只是间或传输较小的数据包，因此相比按设备付费或固定流量套餐，按使用付费更为合理。此外，对于自动抄表、资产和车辆跟踪，以及安全警报系统等M2M应用，每月50KB到3MB的小流量套餐就已足够。另一方面，M2M中流量套餐（每月5MB到150MB）适用于自动售货、零售和医疗应用（图4）。图4：不存在所谓“一刀切”式M2M流量套餐。（图片来源：Data2GoWireless）数字标牌、用于工业监控的PLC和智能楼宇管理等应用，则可选择大流量套餐。流量范围从300MB到4GB，常用于要求实时远程访问以传输大文件或内容流的M2M设备。另外，更有M2M流量范围从8GB到100GB的超大流量套餐，常用于需要全天候M2M连接以传输大量数据的设备。通常，这类M2M应用包括用于资产管理的备份和冗余链路以及视频监视系统。此外，还有一些M2M流量套餐允许用户累计多张SIM卡的流量使用情况。因此，即使一台M2M设备超出套餐流量范围，也可使用另一台连接设备的剩余流量抵消。而且，根据应用和运营商的不同，这些流量套餐还为用户提供不同的连接技术以供选择：GPRS、2G、3G和LTE4G数据管道。总结深入研究M2M和物联网通信这两种相互关联的技术，即可发现二者在网络架构和实现要求方面截然不同，但是射频模块、调制解调器、交换机、路由器和网关等许多构件却为二者所共用。蜂窝连接及相关流量套餐正是这两种联网技术的另一共同点。不管怎样，了解这些共性对于明确M2M与物联网系统之间的界限极为重要，因为在工业自动化设计时，可藉此有效考量安全性、连接可用性和可靠性、接口选项以及射频稳定性方面的需求。文章来源digkey

车载逆变器指标:输入电压：DC10V～14.5V；输出电压：AC200V～220V±10％；输出频率：50Hz±5％；输出功率：70W～150W；转换效率：大于85％；逆变工作频率：30kHz～50kHz。目前市场上销售量最大、最常见的车载逆变器的输出功率为70W－150W，逆变器电路中主要采用TL494或KA7500芯片为主的脉宽调制电路。一款最常见的车载逆变器电路原理图见图1。车载逆变器电路工作原理车载逆变器的整个电路大体上可分为两大部分，每部分各采用一只TL494或KA7500芯片组成控制电路，其中第一部分电路的作用是将汽车电瓶等提供的12V直流电，通过高频PWM(脉宽调制)开关电源技术转换成30kHz－50kHz、220V左右的交流电；第二部分电路的作用则是利用桥式整流、滤波、脉宽调制及开关功率输出等技术，将30kHz～50kHz、220V左右的交流电转换成50Hz、220V的交流电。图1电路中，由芯片IC1及其外围电路、三极管VT1、VT3、MOS功率管VT2、VT4以及变压器T1组成12V直流变换为220V/50kHz交流的逆变电路。由芯片IC2及其外围电路、三极管VT5、VT8、MOS功率管VT6、VT7、VT9、VT10以及220V/50kHz整流、滤波电路VD5－VD8、C12等共同组成220V/50kHz高频交流电变换为220V/50Hz工频交流电的转换电路，最后通过XAC插座输出220V/50Hz交流电供各种便携式电器使用。图1中IC1、IC2采用了TL494CN(或KA7500C)芯片，构成车载逆变器的核心控制电路。TL494CN是专用的双端式开关电源控制芯片，其尾缀字母CN表示芯片的封装外形为双列直插式塑封结构，工作温度范围为0℃-70℃，极限工作电源电压为7V～40V，最高工作频率为300kHz。TL494芯片内置有5V基准源，稳压精度为5V±5％，负载能力为10mA，并通过其14脚进行输出供外部电路使用。TL494(点击查看:TL494中文资料)芯片还内置2只NPN功率输出管，可提供500mA的驱动能力。TL494芯片的内部电路如图2所示。图1电路中IC1的15脚外围电路的R1、C1组成上电软启动电路。上电时电容C1两端的电压由0V逐步升高，只有当C1两端电压达到5V以上时，才允许IC1内部的脉宽调制电路开始工作。当电源断电后，C1通过电阻R2放电，保证下次上电时的软启动电路正常工作。IC1的15脚外围电路的R1、Rt、R2组成过热保护电路，Rt为正温度系数热敏电阻，常温阻值可在150Ω～300Ω范围内任选，适当选大些可提高过热保护电路启动的灵敏度。热敏电阻Rt安装时要紧贴于MOS功率开关管VT2或VT4的金属散热片上，这样才能保证电路的过热保护功能有效。IC1的15脚的对地电压值U是一个比较重要的参数，图1电路中U≈Vcc×R2÷(R1+Rt+R2)V，常温下的计算值为U≈6.2V。结合图1、图2可知，正常工作情况下要求IC1的15脚电压应略高于16脚电压(与芯片14脚相连为5V)，其常温下6.2V的电压值大小正好满足要求，并略留有一定的余量。当电路工作异常，MOS功率管VT2或VT4的温升大幅提高，热敏电阻Rt的阻值超过约4kΩ时，IC1内部比较器1的输出将由低电平翻转为高电平，IC1的3脚也随即翻转为高电平状态，致使芯片内部的PWM比较器、“或”门以及“或非”门的输出均发生翻转，输出级三极管VT1和三极管VT2均转为截止状态。当IC1内的两只功率输出管截止时，图1电路中的VT1、VT3将因基极为低电平而饱和导通，VT1、VT3导通后，功率管VT2和VT4将因栅极无正偏压而处于截止状态，逆变电源电路停止工作。IC1的1脚外围电路的VDZ1、R5、VD1、C2、R6构成12V输入电源过压保护电路，稳压管VDZ1的稳压值决定了保护电路的启动门限电压值，VD1、C2、R6还组成保护状态维持电路，只要发生瞬间的输入电源过压现象，保护电路就会启动并维持一段时间，以确保后级功率输出管的安全。考虑到汽车行驶过程中电瓶电压的正常变化幅度大小，通常将稳压管VDZ1的稳压值选为15V或16V较为合适。IC1的3脚外围电路的C3、R5是构成上电软启动时间维持以及电路保护状态维持的关键性电路，实际上不管是电路软启动的控制还是保护电路的启动控制，其最终结果均反映在IC1的3脚电平状态上。电路上电或保护电路启动时，IC1的3脚为高电平。当IC1的3脚为高电平时，将对电容C3充电。这导致保护电路启动的诱因消失后，C3通过R5放电，因放电所需时间较长，使得电路的保护状态仍得以维持一段时间。当IC1的3脚为高电平时，还将沿R8、VD4对电容C7进行充电，同时将电容C7两端的电压提供给IC2的4脚，使IC2的4脚保持为高电平状态。从图2的芯片内部电路可知，当4脚为高电平时，将抬高芯片内死区时间比较器同相输入端的电位，使该比较器输出保持为恒定的高电平，经“或”门、“或非”门后使内置的三极管VT1和三极管VT2均截止。图1电路中的VT5和VT8处于饱和导通状态，其后级的MOS管VT6和VT9将因栅极无正偏压而都处于截止状态，逆变电源电路停止工作。IC1的5脚外接电容C4(472)和6脚外接电阻R7(4k3)为脉宽调制器的定时元件，所决定的脉宽调制频率为fosc=1.1÷(0.0047×4.3)kHz≈50kHz。即电路中的三极管VT1、VT2、VT3、VT4、变压器T1的工作频率均为50kHz左右，因此T1应选用高频铁氧体磁芯变压器，变压器T1的作用是将12V脉冲升压为220V的脉冲，其初级匝数为20×2，次级匝数为380。IC2的5脚外接电容C8(104)和6脚外接电阻R14(220k)为脉宽调制器的定时元件，所决定的脉宽调制频率为fosc=1.1÷(C8×R14)=1.1÷(0.1×220)kHz≈50Hz。R29、R30、R27、C11、VDZ2组成XAC插座220V输出端的过压保护电路，当输出电压过高时将导致稳压管VDZ2击穿，使IC2的4脚对地电压上升，芯片IC2内的保护电路动作，切断输出。车载逆变器电路中的MOS管VT2、VT4有一定的功耗，必须加装散热片，其他器件均不需要安装散热片。当车载逆变器产品持续应用于功率较大的场合时，需在其内部加装12V小风扇以帮助散热。文章来源网络

设计一病房呼叫系统，实现以下功能：1．用1~5个开关模拟5个病房的呼叫输入信号，5号优先级最高；5~1优先级依次降低；2．用一个数码管显示呼叫信号的号码；没信号呼叫时显示0；又多个信号呼叫时，显示优先级最高的呼叫号（附加：其它呼叫号用指示灯显示）；3．凡有呼叫发出5秒的呼叫声；原理：当病人按下某个按钮时，将产生一个负脉冲给优先编码器74LS148，输出的BCD码经过非门传送到CD4511译码，并通过数码管显示相对应的病房号。在74LS148输出BCD码时，同时从15脚有一个正脉冲输出，通过一个反相器送到555的第2脚，使3脚输出高电平，从而驱动扬声器发出声音。从555的2脚获得负脉冲的同时，555的第6，7脚上连接的充电电容开始充电，约5秒钟后，充电电压大于等于2/3倍的VCC时，则第3脚变为低电平，扬声器停止发声。所以扬声器发出的声音将持续5秒钟。文章来源网络

断路器随处可见。如果某项技术、产品或设备依靠电力运行，则很可能至少带有一个断路器，以确保用户和内部组件的安全。断路器是在检测到预先设定的过载电流时自动断开电路以停止电流流动的装置。断路器本身不会受到损坏，因此，一旦电流恢复正常即可复位。过载电流的起因有很多，但均对人员和设备构成潜在危险，例如船舶、车辆、军事设施、电信和数据通信设备、工业自动化、家用电器、暖通空调和可再生能源等电气装置都有可能发生过载电流。断路器类型断路器应用范围如此广泛，因此，可以根据需要量身定制各种设计和功能。工程师在选择断路器时，必须考虑其所在行业要求的机构认证、所需的电流和电压额定值、能预料到的断路器电气输入类型、所需的中断容量以及所需的任何时延或高浪涌保护。这些需求共同决定要使用的断路器总体技术和具体功能。断路器主要有三种类型：液压电磁断路器、热断路器、设备漏电和接地故障断路器。液压电磁断路器液压电磁断路器由一个电流感应线圈与一系列触头串联组成。线圈上缠绕着一根非磁性延时管。延时管内装有一个移动铁芯，用弹簧悬放在一侧。线圈组构成一个电磁体。当触头闭合时，电流流过线圈并产生磁场。根据右手定则，磁场对延时管内的铁芯产生作用力，把它拉到线圈中心。电流增大，磁场增强，把铁芯拉入线圈的作用力增大。随着铁芯更多地进入线圈，磁性金属的体积增大，磁场增强，电磁作用力增大。在过电流情况下，铁芯被更大的作用力拉入线圈和磁极。铁芯完全进入线圈后，衔铁就会被磁力吸引到磁极。衔铁移动，打开脱扣机构，断开触头，从而断开电路。这种断路器技术的“液压”部分是指带磁芯的非磁性延时管中的流体。流体的粘度决定了断路器对跳闸点上电流反应的延迟时间的长短。通常在电流可能有波动时使用，但不会损坏设备，或者更常见于需要高浪涌的设备，如电动机。不论是任何类型的延迟，短路都会产生瞬时过流状态，立即产生磁场和瞬时跳闸。液压电磁断路器的优点是对环境温度变化很不敏感。电流感应线圈不具有温度敏感性；液压油的粘度会随着温度变化，因此，随着温度的升高或降低，延迟曲线会略有变化。此外，这些断路器不需要加热来达到所需的延迟曲线。它们还可以在过载情况得到纠正后立即复位。这类断路器通常用于数据中心和电信应用，可再生能源装置和电动汽车等高压装置，以及极端温度环境。热断路器热断路器使用与电路串联的双金属片。随着电流增大，金属片的温度升高，但是一种金属受温度变化产生的形变大于另一种金属。这种不均匀的变形导致整个金属片弯曲，断开电路并使断路器跳闸。这种断路器设计简单，可在跳闸后轻松复位，还可用作电路的主开关。但是，它的主要缺点是易受环境温度的影响。当周围环境温度高时，断路器在电流低于其设定点时会发生误跳闸。同样，如果环境温度过低，则断路器可能无法在电流临界值时发生跳闸。这些简单的断路器通常作为断路器总成的一部分，断路器总成还包括用于对短路情况作出反应的电磁式断路器和用于手动接通或断开电路的执行机构。设备漏电和接地故障断路器设备漏电和接地故障断路器综合了接地故障电路中断（GFCI）断路器的功能和液压电磁断路器的可调过电流保护功能。GFCI将返回电源的电流（中性）与离开电源的电流（相）进行比较。由于相绕组和中性绕组的极性相反，电流相等，在正常工作条件下，会产生可完全抵消的正负电动势（EMF）。如有任何电流漏到地面，断路器电子装置可检测到非零合成电动势（EMF），进而产生跳闸，停止电流流动。这种电流感应方案非常灵敏，这种断路器可在接地故障未正常触发标准断路器跳闸时，将设备置于安全的开路模式。在发生跳闸时，电子装置会使LED灯亮起，向用户说明跳闸是由接地漏电而非过流情况引起的，从而快速诊断出跳闸原因，防止严重的设备损坏并降低火灾风险。这类断路器常用于船舶应用中的交流支路接地故障保护，也可用于便携式发电机和交流主电路。先进的断路器应用在保护电路和设备方面，每种断路器技术都有具体针对的应用领域。如今，随着设备越来越依赖智能电子设备并连接到物联网，断路器需求越来越大。不断发展的新兴应用依赖断路器，特别是液压电磁断路器，来保护敏感电子设备并确保电力安全地流向其应用。数据中心、太阳能装置、恶劣环境和新兴技术只是智能断路器发挥作用的几个领域。数据中心的电源分配插座电信和数据中心需要将大量设备安装到一个狭小的空间内，其中包括向服务器输送电力的电源分配插座（PDU）。反过来，PDU需要断路器来保护敏感电子设备免受短路和过流情况的影响。在这些密闭空间内，主要担心火灾和过热风险。建造数据中心的工程师希望寻找正常工作电流为1至30安的紧凑、低矮型单刀或双刀断路器。由于这些数据中心的用电量很大，PDU的断路器需要能够在发生短路时中断高达10,000安培的电流。数据中心还必须符合北美UL489标准和欧洲IECEN60947-2标准等行业要求，例如UL489规定的端子保护隔板，以及元件间最小间距。在某些数据中心，工程师可借助断路器节省空间，该断路器可用作电流互感器，还可以99％的精度监测电流，并远程报告PDU上连接的每个设备的用电量。此类互感器还可以最大化电源分配效率并方便负载调整。太阳能装置太阳能装置收集一系列光伏电池产生的电能，并将电能汇集到一个中心点。汇流箱收集各个电板上的电流，具有很高的直流电压和电流。这些汇流箱和紧急切断开关中的电路需要断路器来保护其免受过电流情况的影响，过电流可能引发火灾风险，损坏价格昂贵的设备并在无人值守的设施中快速蔓延。在这些阵列中，工程师希望采用液压电磁断路器，由于太阳能装置暴露在自然环境中，因此要求断路器在高温和低温环境下都能正常工作。有些断路器的设计工作温度为-40°C至85°C。紧凑型断路器有助于减小电子机箱的尺寸。断路器还必须能够处理1-125安的电流以及600VDC或以上的电压。在这么高的工作电流和电压条件下，若不能适当地控制电流中断时产生的电弧，则会产生很大的热量。某些设计采用增强磁通量的端子结构。由此产生的强磁场激励电弧进入断路器的电弧室。带有集成加压管壁的电弧分离板可快速将热量从电弧传递出去，防止过热并促使全电弧熄灭。在这些环境中使用的断路器必须符合UL489、UL489B和TUVEN60947-2等行业标准。恶劣环境必须在海洋环境、户外或非公路环境下工作的设备需要能够应付恶劣条件的电子设备。许多军事应用也需要能够承受恶劣环境的设备，确保设备在任何情况下均可正常工作。无论在任何恶劣环境下，喷洒水、盐水、灰尘或湿气，电子设备均需要完好密封，以防异物进入。为这些应用选择断路器的工程师通常会采用面板和拴扣上均有密封的装置。这些装置需充分密封，以达到IP68的防护等级。“6”表示该部件完全密封，可防止固体颗粒进入，“8”表示它可以浸没到1.5米的深度持续30分钟不会损坏。若是军事应用，还需要同时达到MIL-PRF-39019F标准。使用商用现货（COTS）零件制造的军用断路器还应根据MIL-PRF-55629和MILSTD202标准进行抗振动和抗冲击测试。若符合这些标准，则能确保在额定电流下，可以承受10至55Hz振动和10g，55至500Hz振动以及100g，6ms冲击力时，偏移0.060英寸。恶劣环境还包括-40°C至85°C的大范围温度变化以及-55°C到+25°C的温度骤增或者+85°C到+25°C的温度骤减等热冲击。液压电磁断路器对温度波动不敏感，在该领域应用广泛。由于在许多应用中都需要在恶劣环境下工作，于是断路器制造商制造了具有多达三极的坚固密封装置，设计可用于处理0.2至30安的电流和各种电压。新兴产业电子世界正在以前所未有的速度发展。曾经充满未来感的产品，比如油电混合动力汽车现在已经很常见了，纯电动汽车和智能建筑组件也是无处不在。虽然这些装置各有不同，但确实有一些共性。电动汽车和智能建筑领域的工程师都在寻找结构紧凑、重量轻、维护成本低的产品。传输当前使用数据和其他反馈的功能在这些应用中也很有用。一些断路器通过提供带有端子总线连接器和可选辅助触头的DIN导轨安装装置来满足这些需求。这些辅助触头可以为指示灯供电，远程指示断路器的状态。这些装置配有更长使用寿命的滑动触头，还符合UL489和UL1077标准以及相关的cUL、TUV、CSA和CCC标准认证。此类断路器配置有单极至四极，工作电流为0.1-63安培，工作电压为80或125V直流电压或480V或以下交流电压。对于更高电流条件下的应用，例如为电动汽车充电，工程师希望采用最大工作电压为600VAC以及工作电流为0.1至100安的断路器。选择合适的断路器›市面上的断路器类型和应用类型一样多。一些断路器对温度不敏感，另一些则需要依据温度变化来感测过流条件。一些断路器可安全处理大电流，另一些则需要检测低电流应用中的微小变化。一些断路器设计坚固耐用，适用于极端环境，而另一些断路器则设计简单，尽可能紧凑。在为给定应用指定断路器时，工程师必须考虑除额定电流和电压以外的许多因素，包括反应时间、复位时间和设计延迟能力；能够承受冲击并防止颗粒和水进入的能力；温度性能；以及形状系数。因此，尽管断路器可能在工程师的设计中只是辅助作用，但选择合适的断路器并不是一项简单的工作。断路器公司拥有大量的工程师和应用专家，可以帮助指导工程师针对具体的应用选择最适合的断路器。原文来自网络。

除了简单的系统设计要求，这些低功耗F-RAM还为开发人员提供了减少电流消耗和延长电池寿命的选择。Cypress的CY15x10xQI器件专为电池供电应用而设计，其集成了内置的涌流控制电路，可减少NVM器件上电时通常会产生的相对较大的电流。在使用传感器来跟踪进展相对缓慢的现实事件的可穿戴设备和物联网设计中，Cypress的ExcelonLPF-RAM器件还允许开发人员采用不同的策略来延长其电池寿命。在这些设计中，Cypress的ExcelonLPF-RAM器件通常可以在较低的时钟频率下运行，从而降低电流消耗。例如，以1MHz时钟运行时，8MbCY15V108QI的电流消耗会从20MHz时的1.3mA降至300µA。同样，4MbCY15V104QI在1MHz时仅需要200µA，而在20MHz时则需要1.2mA。使用ExcelonLPF-RAM器件提供的特殊低功耗模式，开发人员可进一步降低可穿戴设备和物联网应用中经常出现的各种空闲时段内的系统功耗。这些F-RAM器件支持三种功耗降低模式，允许开发人员以响应时间为代价来降低电流消耗。每当提高ØCS电平以终止SPI序列时，这些器件就会自动进入第一个低功耗模式，即待机模式。相反，在降低ØCS电平以开始新的SPI序列时，器件会自动退出待机模式。在待机模式下，8MbCY15V108QIExcelonLPF-RAM仅消耗3.5mA，而4MbCY15V104QI仅消耗2.3mA。待机模式可立即自动减小电流，并且无需施加额外的延迟便可返回正常工作模式。但对于空闲时间较长的应用，即使是这种水平的电流消耗，长远来看也会不必要地缩短电池寿命。针对这些情况，ExcelonLPF-RAM器件提供了其他两种低功耗模式：深度省电模式和休眠模式。与默认的待机模式不同，深度省电和休眠模式通过使用特殊的SPI操作码以显式方式进入。类似于读写SPI操作，SPI主设备会发出深度省电(DPD)操作码(BAh)或休眠(HBN)操作码(B9h)，以命令F-RAM器件进入相应的低功耗模式（图1）。这些低功耗模式的效应非常明显，使电流消耗降至1mA以下（表1）。尽管可大幅降低器件电流，但使用这些模式却需要在可能影响时间敏感型数据的操作方面做出让步。基于操作码的DPD和HIB低功耗模式会带来额外的延迟，这与进入模式所需的时间（tENTDPD或tENTHIB）以及退出模式所需的时间（tEXTDPD或tEXTHIB）有关（表1和图1）。在使用基于操作码的低功耗模式时，开发人员需要在这些模式下电流消耗降低的好处与进入和退出这些模式所需的电流消耗和时间之间取得平衡。任何空闲时段较长的系统都可能是这两种模式的候选应用，但是特定的模式选择关键取决于活动时段内F-RAM器件运行的预期占空比。对于需要以高占空比运行的F-RAM器件，反复进入和退出低功耗模式的代价可能适得其反。例如，Cypress建议，任何空闲时段为10秒或更长时间的应用都非常适合使用休眠模式。总结电池供电的可穿戴设备和物联网设备对长期数据存储的新兴需求，迫使开发人员不得不寻找功耗低，而且没有与EEPROM和闪存等传统NVM技术相关的性能限制的NVM器件。CypressSemiconductor的Excelon低功耗(LP)F-RAM器件基于F-RAM技术固有的速度和可靠性优势构建，并将其固有的低电流需求与可编程的低功耗模式相结合，可将电流消耗降至不到1微安。使用Cypress的ExcelonLPF-FRAM，开发人员可以为电池供电的设计快速补充长期数据存储，这些存储具有传统随机存取存储器的速度，并且能够可靠地保留数据超过150年。

话说某一天，楼主出门买菜，看到一丢弃的麻将机，于是乎就把它拖了回来(我真的不是收废品的)，然后就开始了肢解这个麻将机。麻将机的电子部分很简单，以某型号的国产单片机作为核心，外加一些复杂的机械传动部分。三下五除二，取出了我们的主角：永磁电机。找了一颗很长的螺丝钉(20cm)，找了一个转盘，做了一个摇柄，因此一个简单的交流电机就做好了。用电笔初步测试，有200V以上的电压。接着折腾这个发电机。现在电机产生还是交流电，电压又高，咱得想想办法，弄一个稳压模块。第一想法是从充电器下手，拆了一个手机充电器，看了主要的功率器件和电路结构，很easy的找到了对应的原理图：这个原理图实在太简陋了，咱们得修改一下，查了相关Datasheet，发现其中的Q113001这个管子驱动电流只有500mA左右，弱爆了。于是乎我又去找了一个13005的驱动管，驱动电流高达1~2A。还有，这个电路的整流效率太低了，只有一个整流管DIN4007，果断找了一个桥式整流管代替。另外，担心发电机的电压波动太大，电路吃不消，于是又加了一个π型滤波电路。哈哈，现在的电路就妥妥的了。下面是整流稳压板：发电机DIY就告一段落了，但现在还不敢给手机充电，因为输出电压特性未验证。于是乎骑着我的小毛驴，直奔公司实验室。来到了公司，因为是周日，只有几个人在。叫了一师兄帮忙，测试了一下:不加负载，桥式整流管后面电压400V，加负载后降低到200V，USB输出端口稳定在5.53V到5.6V，上下波动居然不超过0.1V，这性能简直好得让我意外！文章来源网络

最新USB3.0协议（或“SuperSpeedUSB”）被开发用于提供更高的数据传输速率，并通过支持每个端口上的更高电流水平提高供电能力。它包含新的电源管理功能，以及可向后兼容USB2.0设备的新电缆和连接器。最显著的变化是，4条附加的铜数据线被平行地增加到现有的USB2.0总线中（如图1所示）。这些附加的铜数据线被用来传输超高速数据，但也会传输ESD（静电放电）和其它有害的瞬态电压。USB3.0增加的电流和供电能力意味着需要新的电路保护方案。经过改进的电路保护方法可以帮助保护USB3.0应用免受过流、过压及ESD瞬态电压带来的损害。过流保护USB3.0通过两个部件提供电源：一个标准的主机（A型连接器）以及一种新型供电设备（Powered-B连接器）。最新SuperSpeed规范提高了可供给USB设备的电流总量（从0.5A提高到0.9A）。新的Powered-B连接器允许一个USB设备以高达1.0A的电流给另一设备充电。由于过流状态会影响电源总线，所有的电源（如主机、集线器和Powered-B设备）都必须提供过流保护。过流保护也是UL60950标准所要求的。与USB2.0类似，所有类型的USB3.0主机必须提供电源。USB3.0的单个单元负载重定义为150mA，比USB2.0的100mA略有增加。现在，一个USB3.0主机必须能够每端口支持多达6个单元（900mA）。此外，USB3.0集线器可能不再需要总线供电了。所有USB3.0集线器现在必须每个端口都能够支持900mA的电流。此外，支持USB充电和USB3.0的系统需要能承受更高电流的过流保护器件。USB充电器规范采用与USB2.0相同的引脚配置，但允许更高的电流（每端口高达1.5A）。最后，USB3.0定义了一种新的Powered-B连接器，其主要的好处是更好的便携性。Powered-B连接器允许去除USB电缆和额外的电源。使用Powered-B连接器的USB设备现在可为另一USB设备供电。通过提供两个额外的接插口，新的连接器可使一个电源（带有Powered-B连接器插座）能向另一设备（带B型供电连接器插头）提供高达1000mA的电流。例如，一台打印机可给一台无线适配器供电，从而无需一条有线USB连接。在所有这些应用中，高分子聚合物正温度系数器件（PPTC）为USB过流保护提供了最具性价比的解决方案。PPTC器件可用于USB3.0主机应用、USB3.0集线器应用、USB充电器应用，以及USB3.0Powered-B连接器应用中的电流限流保护。在USB电源的VBUS端口安装的PPTCPolySwitch器件可在短路时限流，防止因下游电路突然短路造成的过流损坏，并有助于实现UL60950标准。文章来源网络

瞬态过压经常是由ESD引起的，它可能会出现在电源总线和数据线上。尽管现代IC可对抗高达2000V的高压，但人体很容易产生出高达25000V的静电。在I/O端口保护应用中，数据线上的ESD器件必须具备以下特性：快速箝位、快速恢复响应和极低电容值。现有的USB2.0协议允许高达480Mbps的数据传输速率，并支持即插即用、热插拔安装和运行。与之相比，USB3.0规范允许高达5Gbps的数据传输速率，并向后支持较低速的USB2.0规范。USB3.0增加了4个接到连接器的新引脚，以支持新的SuperSpeed接口：USB3_TX（差分对）和USB3_RX（差分对）。USB3.0的SuperSpeed接口与USB2.0相比，要求更低电容值的ESD保护器件。增加极低电容值的PESD器件可以帮助最小化插入损耗，以满足USB3.0的眼图要求。凭借0.2pF的典型电容值和大于6GHz的平坦插损区域，PESD器件能够支持USB3.0应用的要求，并处理大量ESD瞬态电压冲击。与大多数传统的MLV（多层变阻器）或TVS（瞬态电压抑制器）二极管技术相比，PESD器件可提供更低的电容值，而且其低触发和低箝位电压也有助于保护敏感的电子元件。PESD器件适用于USB2.0高速D+和D-信号线以及USB3.0SuperSpeed信号线的ESD保护。在电路保护方案中增加PESD器件可提升保护级别，从而满足IEC61000-4-2规范要求。该规范规定接触模式的ESD测试标准是8kV（典型）/15kV（最大），空气放电模式的ESD测试标准是15kV（典型）/25kV（最大）。文章来源网络

我设计的这个Z80-MBC2是易于构建的Z80SBC（单板计算机）。它是Z80-MBC的“改进版”，属于一款平板电脑上的计算机，带有SD作为“磁盘仿真器”，并且具有用于CP/M3的128KB存储的RAM（但它也可以运行CP/M2.2，QP/M2.71和UCSDPascal）。它具有一个可选的板载16xGPIO扩展器，并为SD和RTC选项使用了常见的扩展模块。它具有使用Atmega32A作为EEPROM和“通用”I/O仿真器的“Arduino”核心（因此不需要“传统”EPROM编程器）。这是一个完整的开发“生态系统”，使用iLoad引导模式可以交叉编译。**硬件概述**“基本系统”所需的IC是：Z80CPUCMOS（Z84C00）8Mhz或更高Atmega32ATC551001-70（128kBRAM）74HC00如果要16xGPIO扩展（GPE选件），也要添加MCP23017。MCUAtmega32A用作通用I/O子系统，Eeprom，以及Z80CPU的复位和4/8MHz时钟发生器。在Atmega32A内部，它加载一个从此处取出的Arduino引导加载程序，并且可以使用ArduinoIDE的板管理器“导入”它。首先刷新Arduino引导加载程序（也可以使用你喜欢的方法），然后可以上传IOS“草图”（与Z80总线交互并“虚拟化”EEPROM和Z80CPU看到的所有外围设备的I/O子系统））使用ArduinoIDE。您可以使用板载ICSP端口J3（也称为ISP端口）来编写引导加载程序，但请记住在使用它时断开所有其他连接器的连接，还SD和RTC模块（如果存在的话）必须被移除，如果您正在使用开发板上的ICSP端口。作为Z80CPU的时钟源，它使用16MHzAtmega32A振荡器，因此使用“外部16MHZosc”。从ArduinoIDE刷新引导加载程序时，必须选择引导加载程序变体。74HC00用作RS触发器，以在I/O操作期间停止Z80CPU，从而为Atmega32A提供了与Z80总线进行交互所需的时间，并作为MMU的一部分。请注意，此处只能使用CMOS版本的Z80CPU。这是因为在此原理图中所遵循的给定条件下，只有CMOS版本具有与Atmega32A和74HC00兼容的逻辑电平。有关组件的注意事项：对于全速，您应该使用至少8MHz的Z80CMOS速度等级，但是将时钟速度设置为4MHz时，您也可以使用4MHz的Z80CMOS版本（或者您可以尝试将其超频到8MHz...）。如果您已经有74HC00，可以将其替换为74HCT00。RAM芯片TC551001-70可以替换为任何合适的128kBSRAM。请注意，USER指示灯*必须*是蓝色或白色（或粉红色...我有些粉红色的指示灯似乎具有类似于蓝色的Vf。也许我会用它们做电路板...）只是确保V（正向）>=2.7V（否则USER键可能无法按预期工作）。J4连接器（AUX_P）目前不支持，并且我也没有焊接此连接器。底侧的三个跳线（SJ1-3）当前不被支撑，必须保持打开状态。串行端口：SERIAL端口可以用TTL-RS232适配器连接，或与串行USB适配器。我使用了串行USB适配器，该适配器也可用作Z80-MBC的电源，并具有从ArduinoIDE驱动的“自动复位”的DTR信号。对于具有串行TTL端口的终端，不需要适配器。当然，要从ArduinoIDE上传“代码”，您需要使用连接到SERIAL端口的串行USB适配器。请注意，目前不支持SERIAL端口的RTS和CTS引脚，并且必须保持未连接状态。串行USB适配器的3V3引脚必须保持断开状态。您应该使用在连接器上具有DTR引脚的那些Serial-USB适配器，建议还为将来的升级提供CTS/RTS信号：可选的RTC模块：RTC是基于DS3231RTC的通用模块，如下所示：这种便宜的模块具有一流的充电电路，如果您使用标准的CR2032电池，可能会导致电池“爆炸”。此外，它还会损坏可充电的LIR2032电池。RTC模块在SDA和SCL上具有自己的上拉电阻。因为该值为4k7（与Z80-MBC2板内部使用的值相同），所以结果为：4k7//4k7=2k3由于该值很好，因此无需移除RTC模块上的上拉电阻。请注意模块的插入方式和位置（唯一的右侧连接器是J5标记为RTC_MOD）。如果将其插入错误的连接器或使用错误的方式，可能会对模块和Z80-MBC2板造成永久性损坏！因此，将其插入照片中所示的位置（此处是安装了GPE选件的电路板）：uTERMuTerm是Z80-MBC2的类似VT100的终端。它具有VGA输出和PS/2键盘连接器，Z80-MBC2的电源以及“透明”串行USB端口。uTerm可以水平或垂直安装到Z80-MBC2。使用uTerm，Z80-MBC2成为“自制”计算机：借助uCom，Z80-MBC2可以与“老式”RS232终端一起使用：**软件概述**由于硬件设计不同，经过必要的修改后，我使用了网上上提供的源代码将“基本”解释器“移植”到Z80-MBC。生成的ROM映像存储在Atmega32A内部（仅适用于IOS-LITE），并在系统启动期间由Atmega32A加载到TC551001RAM中。Forth解释器是BillWestfield为Z80-MBC提供的解释器的修改版本（用于Z80-MBC2）。如何在“选择启动模式或系统参数”菜单中输入：要进入“选择启动模式或系统参数”，必须按RESET键（SW2），松开它，然后立即按USER键（SW1）并保持按下状态，直到IOSled开始闪烁。另一种方法是同时按下两个键，按住USER键的同时释放RESET键，直到IOSled开始闪烁，或者您在屏幕上看到菜单。在以下屏幕截图中，显示了同时为IOS-LITE和IOS安装RTC模块和GPE选件的菜单：文章来源hackaday

当涉及到开关稳压器及其电磁兼容性(EMC)时，总是会提到热回路。尤其是优化印刷电路板上的走线布局时，更是离不开这个话题。但热回路到底指的是什么？开关稳压器中需要不断开关电流。这些电流通常比较大。每当电流流动时，会产生磁场。如果快速开关大电流，就会产生交变磁场。此外，如果开关电流时，路径中存在寄生电感，就会产生电压失调。电流会容性耦合到相邻的电路部件中，并增加电源的噪声辐射。综上所述，我们可以说开关电流是导致开关模式电源产生噪声的主要原因。图1显示了简化的降压转换器拓扑结构。所有存在连续电流的线路都用蓝色表示。所有快速开关电流的线路都用红色表示。图1中的红色线路是关键线路。它们看起来像一个电流回路，因此被称为回路。热回路意味着这个回路特别关键，因为它涉及到快速开关电流。如果我们仔细观察这个回路，可以看到图1中的红色回路从来没有真正的电流流过，这个因为两个开关从来不会同时打开。它只是单条线路的组合，在特定时间会有电流流过，在其他时间则没有电流流过。在图2中，各连接线路旁的箭头表示电流流动的方向。同时，通过指定的符号表示电流流过的时间。在其他时间，没有电流流经该导体。表1显示图2中的每条红色线路何时传导电流，何时不传导电流。在降压稳压器占空比周期的开启时段，高压侧开关开启，低压侧开关关闭，我们看到电流从输入电容流出，通过高压侧开关，但是没有电流流经低压侧开关。在占空比周期的关闭时段，电流通过低压侧开关（从地到开关节点），其他三条红色线路则没有电流流过。从图2中很容易看出，热回路并不是一个独立的电流回路，而是由两个真实的电流回路组成的虚拟电流回路。图3显示电路所基于的实际电流回路。一个电流回路显示为蓝色，另一个显示为绿色。在这些完整的电流回路之间，确实会反复出现开关操作；但是，在某些线路中，两个电流回路中的电流流动方向相同，因此会叠加形成连续电流，就EMC而言影响不大。这些线路不会被称为热回路。开关稳压器的热回路因开关稳压器的拓扑结构而异。其设计应尽可能窄小紧凑，以减少噪音产生和传播。ADI公司提供的SilentSwitcher®2技术通过将输入电容集成到IC封装，尽可能缩小关键热回路。同时，将热回路分成两个对称的形状，可以产生两个极性相反的磁场，从而大幅抵消辐射噪声。PowerbyLinear提供的LT8609S就是™采用这种技术的开关稳压器。文章来源网络

电子工程师必备基础知识(一)运算放大器通过简单的外围元件，在模拟电路和数字电路中得到非常广泛的应用。运算放大器有好些个型号，在详细的性能参数上有几个差别，但原理和应用方法一样。运算放大器通常有两个输入端，即正向输入端和反向输入端，有且只有一个输出端。部分运算放大器除了两个输入和一个输出外，还有几个改善性能的补偿引脚。光敏电阻的阻值随着光线强弱的变化而明显的变化。所以，能够用来制作智能窗帘、路灯自动开关、照相机快门时间自动调节器等。干簧管是能够通过磁场来控制电路通断的电子元件。干簧管内部由软磁金属**组成，在有磁场的情况，金属**能够聚集磁力线并使受到力的作用，从而达到接通或断开的作用。电子工程师必备基础知识(二)电容的作用用三个字来说：“充放电。”不要小看这三个字，就因为这三个字，电容能够通过交流电，隔断直流电;通高频交流电，阻碍低频交流电。电容的作用如果用八个字来说那就：“隔直通交，通高阻低。”这八个字是根据“充放电”三个字得出来的，不理解没关系，先死记硬背住。能够根据直流电源输出电流的大小和后级(电路或产品)对电源的要求来先择滤波电容，通常情况下，每1安培电流对应1000UF-4700UF是比较合适的。电子工程师必备基础知识(三)电感的作用用四个字来说：“电磁转换。”不要小看这四个字，就因为这四个字，电感能够隔断交流电，通过直流电;通低频交流电，阻碍高频交流电。电感的作用再用八个字来说那就：“隔交通直，通低阻高。”这八个字是根据“电磁转换”三个字得出来的。电感是电容的死对头。另外，电感还有这样一个特点：电流和磁场必需同时存在。电流要消失，磁场会消失;磁场要消失，电流会消失;磁场南北极变化，电流正负极也会变化。电感内部的电流和磁场一直在“打内战”，电流想变化，磁场偏不让变化;磁场想变化，电流偏不让变化。但，由于外界原因，电流和磁场都可能一定要发生变化。给电感线圈加上电压，电流想从零变大，可是磁场会反对，因此电流只好慢慢的变大;给电感去掉电压，电流想从大变成零，可是磁场又要反对，可是电流回路都没啦，电流已经被强迫为零，磁场就会发怒，立即在电感两端产生很高的电压，企图产生电流并维持电流不变。这个电压很高很高，甚至会损坏电子元件，这就是线圈的自感现象。给一个电感线圈外加一个变化磁场，只要线圈有闭合的回路，线圈就会产生电流。如果没回路的话，就会在线圈两端产生一个电压。产生电压的目的就是要企图产生电流。当两个或多个丝圈共用一个磁芯(聚集磁力线的作用)或共用一个磁场时，线圈之间的电流和磁场就会互相影响，这就是电流的互感现象。大家看得见，电感其实就是一根导线，电感对直流的电阻很小，甚至能够忽略不计。电感对交流电呈现出很大的电阻作用。电感的串联、并联非常复杂，因为电感实际上就是一根导线在按一定的位置路线分布，所以，电感的串联、并联也跟电感的位置相关(主要是磁力场的互相作用相关)，如果不考虑磁场作用及分布电容、导线电阻(Q值)等影响的话就相当于电阻的串联、并联效果。交流电的频率越高，电感的阻碍作用越大。交流电的频率越低，电感的阻碍作用越小。电感和充满电的电容并联在一起时，电容放电会给电感，电感产生磁场，磁场会维持电流，电流又会给电容反向充电，反向充电后又会放电，周而复始……如果没损耗，或能及时的补充这种损耗，就会产生稳定的振荡。电子工程师必备基础知识(四)耦合是传递信号的意思，光电耦合器自然就是用光来完成传递电信号的元件，通常是指有一个发光部分和接收部分对应并制作在一体的电子元件。通常四个有效引脚(即四个引脚接入电路中起作用)为一组。光电耦合器的优点是能够轻松实现电源隔离，在用市电的开关电源初次级隔离中最为常用。另外，在计算机外设通信中，也有较多的应用，一个元件中能够集成有多组光电耦合器(每组最少四个引脚)。压电陶瓷片能够做性能优良的震动检测器，它是一种电声器件，当加上音频电压后，能够听到声音;当受到振动(产生机械形变)后，能够感应出微弱的电压。焊接时，适当的调整被焊接处、烙铁头、焊锡丝(带助焊剂)，让三点合一，充分接触，当焊接处已经有了适当的焊锡和助焊剂时，就应撤走焊锡丝。焊接进程通常掌握在2-3秒比较合适。助焊剂：松香水常在工厂当做助焊剂用。大家能够业余自制，用工业酒精(医用酒精较贵，没必要)熔解松香即可。留意：一次不要配得太多，浓度能够灵活掌握。电子工程师必备基础知识(五)二极管的作用和功能用四个字来说：“单向导电。”二极管常用来整流、检波、稳压、钳位、保护电路等。在随身听的供电回路中串上一只整流二极管，当直流电源接反时，不会产生电流，不会损坏随身听。给二极管(硅资料)加上低于0.6V的正向电压，二极管基本上不产生电流(反向就更加不能产生电流啦)，这个电压就叫死区电压、门槛电压、门限电压、导通电压等。三极管的作用和功能因为四个字来完成：“电阻可变。”由于三极管等效成的电阻值能够无限制的变化，所以三极管能够用来设计开关电路、放大电路、震荡电路。三极管的集电极电流等于基极电流乘以放大倍数，当基极电流大到一定水平时，集电极的电流由于各种原因不可能再增大了，这时集电极电压已经等于或接近发射极电压了，相当于电阻值变成0欧姆。确信三极管的放大状态绝招：发射结正偏，集电结反偏。三极管是电流控制型器件，场效应管是电压控制型器件。场效应管性能优量，但在分立元件中，低电源电压适应性比三极管要差。场效应管是电压控制型器件，很容易被静电损坏，所以，场效应管中大多都有保护二极管。可控硅实际上是一个高速的、没有机械触点的电子开关，这个开关需要用一个小电流去掌握。这个开关具有自锁功能，即导通后撤走掌握电流仍能维持导通，而一旦截止后，又能维持截止状态。电子工程师必备基础知识(六)电阻通常都采用色环标示法。色标法就是用棕、红、橙、黄、绿、兰、紫、灰、白、黑十种颜色代表1234567890十个阿拉伯数字，金、银两种颜色代表倍率0.1、0.01或误差5%、10%。套件中附有颜色样本的实物和多款色环电阻常见的四道色环要读取三位有效数字，一二位表示有效数，第三位表示倍率。例：黄紫红金，三位有效数为472，表示47乘以102(或加两个0)等于4700，即4.7K欧姆;再如：棕黑黑金，三位有效数为100，表示10乘以100(或加0个0)等于10，即10欧姆。在实验进程中，如果三极管的基极和其它引脚间不具备有单向导电特性的(或说单向导电特性不明显)，就说明三极管是坏的;另外，即使单向导电特性正常，但不能受基极控制或不稳定，也说明三极管是坏的，或性能很差。可控硅在控制极加上合适的触发电流，可控硅就能够从断开状态变成为导通状态，这时，我们取消控制极的触发电流，但可控硅仍然能维持导通状态。如果流过可控硅的电流开始变小，当小于维持导通的能力时，可控硅才关断，直到下次触发时才会导通。电子工程师必备基础知识(七)早在两千多年前，人们就发现了电现象和磁现象。我国早在战国时期(公元前475一211年)就发明了司南。而人类对电和磁的真正认识和广泛应用、迄今还只有一百多年历史。在第一次产业革命浪潮的推动下，许多科学家对电和磁现象进行了深入细致的研究，从而取得了重大进展。人们发现带电的物体同性相斥、异性相吸，与磁学现象有类似之处。1785年，法国物理学家库仑在总结前人对电磁现象认识的基础上，提出了后人所称的“库仑定律”，使电学与磁学现象得到了统一。1800年，意大利物理学家伏特研制出化学电池，用人工办法获得了连续电池，为后人对电和磁关系的研究创造了首要条件。1822年，英国的法拉第在前人所做大量工作的基础上，提出了电磁感应定律，证明了“磁”能够产生“电”，这就为发电机和电动机的原理奠定了基础1837年美国画家莫尔斯在前人的基础上设计出比较实用的、用电码传送信息的电报机，之后，又在华盛顿与巴尔的摩城之间建立了世界上第一条电报线路。1876年，美国的贝尔发明了电话，实现了人类最早的模拟通信。英国的麦克斯韦在总结前人工作基础上，提出了一套完整的“电磁理论”，表现为四个微分方程。这那就后人所称的“麦克斯韦方程组”。麦克斯韦得出结论：运动着的电荷能产生电磁辐射，形成逐渐向外传播的、看不见的电磁波。他虽然并未提出“无线电”这个名词，但他的电磁理论却已经告诉人们，“电”是能够“无线”传播的。电子工程师必备基础知识(八)初学电子知识，请先把“电”当做“水”，“电路”就等于“水路”;接着了解几个常用名词术语，对照实物认识几种常用的电子元件及其功能;最后动手做几个实验。任何电子产品都是电子元件组成的，学习电子技术就要先学电子元件。电子元件的组合就成了电子电路，这也是基础知识。有了电子元件、电子电路的知识，电子工具也会用啦，你就应多动手进行产品实战啦。学电子最能尽快受益的莫过于自装音响和功放。欣赏音乐本身是一种美的享受，可是能用自己的成果来享受则更是达到一种新的境界。懂电子的朋友学电脑比不懂电子朋友学电脑要快要容易。懂电子的朋友用电脑是由电脑内部学到外部，不懂电子的朋友则是从电脑外部学到电脑内部。哪些是“场”?运动场常指大家能够做运动的一个范围，电场是指电产生作用力的一个范围，磁场是指磁产生作用力的一个范围，其它类同。导体，电比较容易通过的物体。绝缘体，电比较难通过的物体。导体和绝缘体并没明显的介限，导体和绝缘体是导电能力相差好些好些倍的两个物体相对而言的。有好些物体，它们在常见的不同的物理情况(温度、电场、磁场、光照、掺杂等)下呈现出不同的导电状态。我们称这类物体为半导体。有了导体、绝缘体和半导体，就能够生产出各种各样的电子元件，我们就能够方便简单的检测和利用电能啦。开关实际上是一个短路器和开路器，是一个电阻在零欧姆和无穷大两个阻值上变换的元件，这跟自来水开关的效果和原理是一样的。任何时候，只要有电流流过，就必定有一个闭合的通路。这个通路就是电流回路。不考虑电源内部的情况下，电流一定是从正极流向负极。电源相当于一个特殊的电子元件，有闭合的通路才干产生电流。没导体及其它电子元件连接成闭合的通路就不会产生电流。没回路就一定没电流，有电流就一定有回路。(交流电流并不需要物理上的通路，真空、空气也能形成电流回路。)两个不同的水位线存在一个水差，就是水压。水压之间有一根水管的话，水就会流动，水流动就会受到阻力。水管越细，阻力越大，水流越小;水压越高，水流越大。电压是指两个物体之间的电势差，就是电压。如果电压之间有一个导电通路的话，这个通路里面就会产生电流。电阻越大，电流越小;电压越高，电流越大。水压、水流、水阻。水流动的方向是从高处流向低处(不算抽水机在内);对应电的比喻：电压、电流、电阻。电流动的方向是从正极流向负极(不算电源在内)。两个水位之间的水位差等于水压;两个电极之间的电势差等于电压。高水位相当于正电极，低水位相当于负电极。电子工程师必备基础知识(九)电阻、电容、二极管等电子元件有两个引脚，这些元件在使用过程中，一定要按照某种规律将他们的引脚连接起来。三极管相当于一个阻值能够受控制的电阻器，那就将三极管的集电极和发射极这两个脚等效成一个电阻，基极起控制作用。所有的电子元件有两种基本的连接办法。并联：并联电路两端的电压是相等的。串联：串联电路中的电流是相等的。并联和串联是最基本的电路连接，不论多复杂的电路都能够分解成基本的并联和串联，所有的电子元件也都是因为并联和串联的接法才形成电流回路。电阻的阻值是越并越小，相当于水管变多，通路变宽，水流的阻力变小;电阻的阻值是越串越大，相当于水管变长，通路变长，水流的阻力变大。测量电压时一定是要把电压表并联在需要测试的两端上，电压表存在内阻会消耗小小的电流让指针偏转。通常来说，电压表内阻较大能够忽略不计。测量电流时一定是要把电流表串联在需要测试的回路(需要先断开回路)上，电流表会对电流起小小的阻碍作用。通常来说，电流表内阻较小能够忽略不计。电子工程师必备基础知识(十)电源是一个能够维持两个测试点之间电压的装置，它可以是市电，可以是电池，可以是线圈，可以是电容等。电池提供电能的电压极性是长期固定不变的，我们称为直流电。常用的干电池的额定电压每节是1.5V。市电供应的电能是交流电，正极和负极在时刻交替的变换着。那是因为发电机线圈是在周而复始的和磁场做相对运动，如果安装电流换向器，就能够发出直流电。交流电是没正负极之分的，市电中的零线和火线在正负极性、电压高低等各地方的表现是一样的，是完全对称的。市电的电压是220V50Hz，意思是说有效电压为220V，每秒中正负极要变换50次。留意：多少Hz就会变换多少次。建议初学者多采用12V以下的直流电进行电子制作，这样成本比较低，电压比较低，万一有插接错电子元件，烧坏元件的可能性也要小。电压越低越安全(少损坏电子元件)。电子工程师必备基础知识(十一)在几个大型的电子系统中往往有一根很粗的导线接入大地。但电子技术中常说的接地并不是真的要求用导线去接到大地。电子技术中常说的接地或地线往往和大地一点关系都没。电子线路中的地线是指直流电、交流电或各种电信号共用的一部分电流回路。说某一座山的海拔多少，那就是以海平面为公共参考点。说某一点的电压有多高，就必需找一个相当于海平面的参考点，也就是电子电路图中的地线。在大多数情况下，电源负极是各种信号共用得最多的一部分电流回路，通常以电源的负极作为地线。这时，如果某元件的脚接电源负极，那么就说那只元件脚接地。地是我们假定的、公用的一个电压参考点。在比较复杂的电路中，往往可能会有多组电源，同时也可能会选择多个参考点，那么就可能会有多个地，这些地也不一定会连通。电子工程师必备基础知识(十二)耦合、旁路、退耦三个词都是传输信号、给信号提供通路的意思。其中耦合是指前后级之间传递，旁路、退耦则是指需要在对地之间提供信号通路(每级内部用)。提供信号通路也就是构成电流回路。没电流回路就不会有电流，任何电路分析都是建立电流回路上分析的。等效电路图就是效果一样的电路图。我们分析电路图时，需要把原来复杂的电路图简化，这样有助于展开思路，把问题简化。等效电路图是省略在某一条件下，几个没影响的电子元件。例一定条件下：分析直流时，电容看成开路;分析交流时，电容看成是路。电感和电容刚好相反。电容和电感对不同频率的交流电(直流电当成0Hz的交流电)有不同的阻碍作用，在一定条件下，能够当成电阻看待，并能够计算出阻抗值。生活中的反馈是指将某件事的结果取回来，再决定某件事。例，客户反馈电视机耗电大，厂家就加以改良。电子技术中的反馈是将输出端的信号取出来又送到输入端。正反馈是指输出信号如果变大的话，反馈到输入端后，让输出信号变更大;输出信号如果变小的话，反馈到输入端后，让输出端信号变更小。负反馈则刚好相反，输出信号如果变大的话，反馈到输入端后，让输出信号变小;输出信号如果变小的话，反馈到输入端后，让输出端信号变大。正反馈通常用来产生振荡信号，负反馈通常用于稳定直流工作点。在特殊情况下(放大倍数足够)，正反馈能够不振荡，负反馈反而会振荡。正温度系数热敏电阻是指阻值随温度的升高而增大，负温度系数是指阻值随温度的升高而减小。有点象正负反馈，通过输入温度信号来决定电阻值。电子工程师必备基础知识(十三)在电子电路中，能够用指定范围界限的正负电压代表日常生活中的有无、亮灭、开关等相对的二值，这些正负电压就是高电平和低电平。数字电路的输入和输出都是高电平和低电平，数字电路是能够根据几个二值关系进行逻辑判断从而得到新的二值结果;二进制是用0和1两个数字来表示所有的数量。数字电路就是专门用来处这些数字信号的电路或电路系统。学习数字电路建议先理解二进制数。二进制数用0和1代表数字电路中的二值(低电平和高电平)，用0和1代替所有的信号。模拟信号是一个在正负电压之间变化的信号，它应尽量的避免变化到正负电压这个最高值和最低值，否则，信号就可能会失真D/A(数/模)、A/D(模/数)转换器是数字电路和模拟电路紧密结合的常见办法电子工程师必备基础知识(十四)高频电路对很小的电容、电感非常敏感。任何导线、及导线之间都能够等效成电感和电容，即分布电感和分布电容。工作在高频状态下的电子元件，引脚长短、安装距离都对电路性能有非常大的影响。大家在做几个高频电路(例FM无线话筒、FM收音机)地方的实验时，记住，连线要尽可能短粗，元件要尽可能的贴近线路板。电子工程师必备基础知识(十五)将各个电子元件或电子元件的组合及它们的连接关系用符号代替就是电路原理图。大家只要记住各种电子元件的符号和绘图规则就会看电路原理图。有着良好习惯和丰富经验的工程师精心绘制出的图纸，通常都布局美观合理、标注清晰明确，让人很容易读懂。当读不懂某个电路图时，不一定就是你的错。印刷线路板是电路原理图向实物的转变，是产品从设计阶段走向市场普及的必经之路。看印刷板图比看原理图更简单，只要你认识导体、绝缘体和常见的电子元件，你就完全能够照着印刷板实物绘制出电路原理图。在元件较多的情况下，拥有电路原理图对印刷电路板进行检测和维修是一件很幸运的事情。自已动手电子小制作也好，帮别人维修也好，这时就是你集累经验、学习技术的最好时机。经验是靠积累的。很复杂的线路或很精密的产品中，往往需要用双面线路板、多层线路板。多层线路板除了线路板的内外层能够分布连接导线以外，在板的中间层也能够有布线。多层板除了能够高密度的安装元件以外，还能够进行屏蔽，增高性能。在电路板上找某个小电阻或小电容时，不要直接去找它们，请先找到与它们相连的三极管或集成电路，再找到它们，这样比较快。观察线路板上元器件与铜箔线路连接情况、观察铜箔线路走向时，可以用灯照着看，将灯放置在有铜箔线路的一面。电子工程师必备基础知识(十六)电容是一种可以装电的容器，就好象装水的杯子一样。所以，电容可以进行充电和放电作用，充放电作用的大小决定了电容的容量。电容的种类比较多，最常见的有电解电容(容量大，有正负极)、陶瓷电容(容量小，没正负极，温度特性差)、涤纶电容(聚脂膜电容，容量小、温度特性好)等。陶瓷电容的主要参数是容量和耐压值，特殊用途的耐高压的陶瓷电容会标出耐压值。陶瓷电容的使用不需要分正负极，两端能够任意调换使用。瓷片电容通常工作在高频。电感是一个电磁转换元件，电能够产生磁，磁能够产生电。电感中磁场的变化会产生电流的变化;电流的变化也会产生磁场的变化电感中电流和磁场的相互作用总是企图互相阻碍。电源变压器就是利用电磁转换的互感进程完成变压作用的。电感在电路中的主要作用有阻交流电，通直流电;阻高频交流电，通低频交流电。电感常用于变压器、谐振回路等用途。电子工程师必备基础知识(十七)反向电压过高和正向电流过大都可能使二极管永久性损坏，二极管及其它晶体管的损坏主要是因为功耗过大(反向高压击穿瞬时功耗很大)导致PN结物理损坏。我们可以把三极管看成是电阻值能够掌握的电阻，阻值范围能够在接近零到无穷大之间变化。所以，三极管能够用来设计放大电路和开关电路。三极管有三个管极，集电极、发射极和基极。基极用来控制另外两极对电流的放大作用。分析电流和电压的变化，就是分析三极管的工作状态。场效应管的作用和三极管的作用基本上完全一样。场效应管通常也是三个引脚，名字叫源极、漏极和栅极。栅极是用来控制另外两极对电流的放大作用的。三极管是靠基极电流的大小变化来控制另外两极，场效应管是靠栅极电压的高低变化来控制另外两极，场效应管栅极基本上不需要消耗电流就能够控制另外两极。场效应管也分两种类型，n沟道和p沟道。但场效应管是电压控制型器件，较低的电源电压很难发挥它的优秀性能可控硅共有三个引脚，阳极、阴极和控制极(也有称栅极)。控制极是用来控制另外两极对电流的通断作用的。可控硅对电流的控作用只能是接通或断开两种状态。可控硅的主要作用是用做开关，这是一种无机械触点、无火花、高速度的电子开关。一些书上也称可控硅为晶闸管。电子工程师必备基础知识(十八)有一种被称为膜电路的集成电路(分厚膜集成电路和薄膜集成电路)，其集成进程是把电阻与连线在一块绝缘硅表面上制作而成;而三极管、二极管并不是在硅片上直接扩散生成的，只是将它们安装在这个表面上，然后用塑料把整个电路封装起来。与门电路相当于一个乘法电路。通常有两个或以上输入端。基本规则有四种：1×1=1，1×0=0，0×1=0，0×0=0。能够得出1×1×1=1，1×1×0=0，1×0×0=0，0×0×0=0等。或门电路相当于一个加法电路。通常有两个或以上输入端。基本规则有四种：1+1=1，1+0=1，0+1=1，0+0=0。能够得出1+1+1=1，1+1+0=1，1+0+0=1，0+0+0=0等。非门电路相当于一个求反电路，有且只有一个输入端。最多只有两种情况：1=0，0=1。异或门电路的逻辑关系比较特殊，有且只有两个输入端。最多只有四种情况：0+1=1，1+0=1，0+0=0，1+1=0。与非门电路则是将与门的结果求反，或非门电路则是将或门的结果求反，异或非门电路则是将异或门的结果求反。

最佳处理解决方案常常是由RISC、CISC、图形处理器与FPGA的组合提供，或由FPGA单独提供，或以硬处理器内核作为部分结构的FPGA提供。然而，许多设计人员不熟悉FPGA的功能、其发展脉络以及如何使用FPGA。现场可编程门阵列(FPGA)具有诸多特性，无论是单独使用，抑或采用多样化架构，皆可作为宝贵的计算资产；但是许多设计人员并不熟悉FPGA，亦不清楚如何将这类器件整合到设计中。解决办法之一是深入研究主要供应商提供的FPGA架构及相关工具。本文则从LatticeSemiconductor产品系列开始着手。FPGA选件高级概述市场上有许多不同类型的FPGA，每种类型都有不同的功能和特性组合。可编程结构是所有FPGA的核心，并以可编程逻辑块阵列的形式呈现（图1a）。FPGA结构进一步扩展可包括SRAM块（称为块RAM(BRAM)）、锁相环(PLL)和时钟管理器等组件（图1b）。此外，还可以添加数字信号处理(DSP)块（DSP切片）和高速串行器/解串器(SERDES)（图1c）。外设接口功能（如CAN、I2C、SPI、UART和USB）可以实现为可编程结构中的软内核，但许多FPGA将其作为硬内核在硅片中实现。同样，微处理器也可以实现为可编程结构中的软内核，或作为硬内核在硅片中实现（图1d）。不同FPGA针对不同的市场和应用提供不同的功能、特性和容量集合。FPGA供应商有很多，包括Altera（被Intel收购）、Atmel（被MicrochipTechnology收购）、LatticeSemiconductor、Microsemi（也被MicrochipTechnology收购）和Xilinx。所有这些供应商都提供多个FPGA系列；有的提供片上系统(SoC)FPGA（包含硬处理器内核），有的则针对航天等高辐射环境提供耐辐射器件。由于产品系列众多，每个系列提供不同的资源，因此为眼前的任务选择最佳器件可能很棘手。本文着重介绍了LatticeSemiconductor推出的器件系列及相关设计工具。LatticeSemiconductor的FPGA介绍LatticeSemiconductor的FPGA产品范围覆盖低中端，专注于低功耗器件，应用遍及通信、计算、工业、汽车和消费类等迅速增长的市场，以此帮助客户解决从边缘到云的网络问题。Lattice推出了四个主要的FPGA系列：iCE（堪称世界上最小的超低功耗FPGA）CrossLink和CrossLinkPlus（针对高速视频和传感器应用进行了优化）MachXO（针对桥接、扩展、平台管理和安全应用进行了优化）ECP（针对连接和加速应用的通用器件）此外，Lattice还推出了诸多设计和验证工具套件，包括LatticeDiamond软件（用于CrossLink/CrossLinkPlus、MachXO和ECP器件）、LatticeRadiant软件（用于iCEFPGA和未来架构）、LatticeMico（用于创建基于软微处理器设计的图形工具），以及LatticesensAI堆栈和神经网络编译器（用于人工智能(AI)和机器学习(ML)设计）。传统：ECPFPGA许多设计人员都认为Lattice的ECP器件是“传统”FPGA器件。这类器件采用10mmx10mm封装，引脚间距0.5mm，最多可包含85,000(k)个四输入查找表(LUT)。静态和动态功耗较低，协议无关单通道SERDES功能器件的功耗低于0.25W，四通道SERDES功能器件则低于0.5W。除了SRAM块、数字信号处理(DSP)块、锁相环(PLL)和时钟管理器外，ECPFPGA还具有可编程I/O，支持LVCMOS33/25/18/15/12、XGMII、LVTTL、LVDS、Bus-LVDS、7:1LVDS、LVPECL和MIPID-PHY输入/输出接口。ECPFPGA的配置单元基于SRAM，因此与所有其他基于SRAM的FPGA一样，仅当系统通电时，才能由外部（例如闪存器件、微处理器、微控制器）加载配置。ECP器件的一个典型示例是LFE5UM5G-25F-8BG381C，支持ECP55GSERDES的FPGA，采用10mmx10mm封装。为了使设计人员能更好地研究和试验ECP5FPGA系列的特性，Lattice还推出了相应的ECP5-5G开发板LFE5UM5G-45F-VERSA-EVN（图2）。体积小巧，但功能强大：Lattice的iCEFPGAiCE器件是市面上现有体积最小的FPGA，该系列中最小的器件采用1.4mmx1.4mm封装，提供18个I/O。iCEFPGA采用灵活的逻辑架构，最多可包含5k个四输入LUT，具有高达128Kb的Lattice嵌入式sysMEMBRAM、1Mb的单端口RAM(SPRAM)、高性能DSP块，以及可定制I/O。iCEFPGA器件体积小、功耗低（对于多数应用，休眠电流低至75µA，有功电流范围从1至10mA），但功能却很强大。例如，这类器件可实现人工神经网络(ANN)，可用于模式匹配以实现边缘应用中“始终开启”的人工智能。iCEFPGA的配置数据存储在非易失性存储器(NVM)中，因而属于一次性可编程(OTP)器件。尽管如此，器件仍包含基于SRAM的配置单元。开发过程中，可将设计直接由外部加载至基于SRAM的配置单元来进行测试。设计提交后，即可将其加载至NVM中。器件上电后，存储于NVM的配置将以并行传输方式自动复制到基于SRAM的配置单元中。iCE器件的一个示例是ICE40UL1K-SWG16ITR1KiCE40UltraLite，它是世界上外形尺寸最小的FPGA（截至本文发布时），采用1.4mmx1.4mm封装，静态功率为42µW。代表性开发板包括HM01B0-UPD-EVNHimaxHM01B0UPduino扩展板和sensAI模块化演示板（图3）。该套件基于UPduino2.0开发板，这款Arduino外形尺寸的快速原型开发板，具有iCE40UltraPlusFPGA的性能和I/O功能。此外，套件还包括HimaxHM01B0低功耗图像传感器模块和两个I2S麦克风。专用：CrossLink和CrossLinkPlusFPGACrossLink和CrossLinkPlus系列都是专用FPGA，除了可编程逻辑和强大的I/O功能外，器件规格经过强化，因而可广泛适用于工业和汽车应用。其中包括移动行业处理器接口(MIPI)D-PHY高速数据通信物理层标准、相机串行接口2(CSI2)和显示串行接口2(DSI2)内核；封装分别采用6mmx6mm(CrossLink)和3.5mmx3.5mm(CrossLinkPlus)。与iCEFPGA一样，CrossLink器件的配置数据存储在OTPNVM中，也包含基于SRAM的配置单元，开发过程中可直接加载进行测试。设计提交后，则将其加载至NVM中。器件上电后，数据以并行传输方式自动复制到基于SRAM的配置单元中。相比之下，CrossLinkPlus器件的配置单元基于闪存，因此可根据需要对这些器件进行重新编程；此外，器件还具有不足10ms的即时启动功能。CrossLink器件的一个示例是LIF-MD6000-6JMG80I，具有5,936个逻辑单元和37个I/O，总RAM位数为184,320。在着手开始嵌入式视觉设计时，设计人员可借助LF-EVDK1-EVN嵌入式视觉开发套件，将基于CrossLink的MIPI输入与ECP5FPGA处理整合，用以进行嵌入式视觉设计的原型开发（图4）。具有I/O和电源管理功能：MachXOFPGAMachXOFPGA具有数百个I/O，对需要GPIO扩展、接口桥接和上电管理功能的各种应用而言，可谓绝佳选择。系列中的最新产品旨在符合NIST标准，另增安全功能以确保系统硬件和固件的安全性。MachXOFPGA具有一组功能强大的GPIO，包括“热插拔”等功能，因而无论电源轨状态如何，都可向I/O施加电压。此外，虽然多数FPGA输入默认为上拉状态，但MachXO输入默认为下拉状态，因此非常适合控制功能应用。MachXOFPGA具有不足10ms的即时启动功能，可作为“先启后停”控制器件的理想解决方案，在系统上电和断电期间用于对其他元器件进行管理和排序。MachXO器件的配置数据存储在闪存中。这类器件也包含基于SRAM的配置单元。器件上电后，存储于闪存的配置数据将以并行传输方式自动复制到基于SRAM的配置单元中。此外，器件运行时，可将新配置加载至闪存中，之后可选择在适当的时候将新配置复制到SRAM单元中。MachXO器件的一个典型示例是LCMXO3LF-9400C-6BG256C，具有9,400个逻辑单元和206个I/O，总RAM位数为442,368。代表性开发板是LCMXO3LF-6900C-S-EVNMachXO3入门套件（MachX03L版本）。套件板具有SPI闪存，可用于评估外部启动或双重启动功能。评估MIPIDSI和CSI2I/O时，建议使用LCMXO3L-DSI-EVNMachXO3LDSI分线板；评估高速差分I/O时，建议使用LCMXO3L-SMA-EVNMachXO3LSMA分线板。LatticeSemiconductor的FPGA设计和开发伴随FPGA发展的最常见技术之一是语言驱动设计(LDD)。这涉及使用Verilog或VHDL等硬件描述语言(HDL)，在抽象级别（即寄存器传送级(RTL)）上捕获设计意图。通过逻辑仿真进行验证之后，该表达式将连同目标FPGA类型、引脚分配和时序约束（例如最大输入到输出延迟）等其他信息一并传输至合成引擎。合成引擎输出的配置文件可以直接加载至FPGA中，或者对基于SRAM的FPGA而言，可加载至外部存储器件中（图6）。LatticeDiamond属于这类工具，可提供完整的基于GUI的FPGA设计和验证环境，适用于CrossLink、MachXO和ECP器件。与LatticeDiamond一样，LatticeRadiant也可提供完整的基于GUI的FPGA设计和验证环境，但后者主要针对iCEFPGA和未来架构。LatticeRadiant功能众多：行业标准IEEE1735知识产权(IP)加密和Synopsys设计约束(SDC)，实现最佳互操作性集成的工具组环境，简化设计导航和调试功能全新的ProcessToolbar支持简单的“一键式”设计执行功能完整的物理到逻辑闭环设计流程，实现交叉探索IP数据打包功能，使开发人员和第三方IP提供商能够以适合分发的形式打包经加密的IP数据包LatticeMico系统开发工具Lattice推出了两款软处理器内核——LatticeMico8和LatticeMico32，两者均可应用于FPGA的可编程结构。LatticeMico8是一款8位微控制器，针对MachXO2可编程逻辑器件(PLD)系列进行了优化和全面测试。此外，该器件也可用于其他FPGA系列的参考设计。微控制器内核结合了完整的18位宽指令集与32个通用寄存器，在保留丰富功能的同时，最大限度地减少消耗的器件资源——最小配置中LUT少于200个。LatticeMico32是一款32位哈佛架构RISC微处理器。LatticeMico32结合了32位宽指令集与32个通用寄存器，因而性能和灵活性适合各种市场应用。采用RISC架构，在确保性能满足各种应用所需的同时，使内核消耗的器件资源最少。为了加速微处理器系统的开发，可将LatticeMico32与几种兼容WISHBONE控制器的可选外设元器件集成。LatticeMico系统开发工具具有图形用户界面，使用户可对LatticeMico处理器内核和外设进行拖放式操作，将其连接至总线，并为各元器件定义各种参数，例如在处理器地址空间中的位置。系统定义完成后，该工具即可自动生成相应的RTL以进行仿真和合成。此外，该系统提供的工具使用户能够生成软件，用以在处理器内核上运行。机器学习工具：LatticesensAI堆栈和神经网络编译器目前，机器学习(ML)和人工智能(AI)应用广泛部署于各种嵌入式系统和整个物联网(IoT)，包括工业物联网(IIoT)。LatticesensAI堆栈包含评估、开发和部署基于FPGA的ML/AI解决方案所需的一切功能，包括模块化硬件平台、示例演示、参考设计、神经网络IP内核，软件开发工具和定制设计服务。在消费类和工业物联网应用中，开发人员可借助该堆栈实现灵活的机器学习推断引擎，加快上市时间。Lattice卷积神经网络(CNN)加速器IP内核是用于深度神经网络(DNN)的计算引擎。该引擎针对卷积神经网络进行了优化，因此可用于分类、对象检测和跟踪等基于视觉的应用。CNNIP内核本身可执行所需的计算，因此无需额外添加处理器。同时，借助Lattice神经网络编译器，设计人员可使用TensorFlow、Caffe和Keras等通用开发框架下创建的神经网络，并将其编译以在LatticeCNN和紧凑型CNN加速器IP内核中实施。总结最佳设计解决方案常常是由处理器与FPGA的组合提供，或由FPGA单独提供，或以硬处理器内核作为部分结构的FPGA提供。作为一项技术，FPGA多年来发展迅速，如今已经能够满足灵活性、处理速度、功耗等多方面的设计需求，非常适合智能接口、机器视觉和AI等众多应用。如上所述，LatticeSemiconductor的FPGA产品范围覆盖低中端，专注于低功耗器件，应用遍及通信、计算、工业、汽车和消费类等迅速增长的市场，以此解决从边缘到云的网络问题。此外，Lattice还推出了若干设计和验证工具套件，适用于基于语言的设计、基于图形处理器的设计以及专注于机器学习和人工智能应用的设计等各种设计流程。文章来源digkey

MLCC制作工艺流程：1、原材料——陶瓷粉配料关键的部分(原材料决定MLCC的性能)；2、球磨——通过球磨机(大约经过2-3天时间球磨将瓷份配料颗粒直径达到微米级)；3、配料——各种配料按照一定比例混合；4、和浆——加添加剂将混合材料和成糊状；5、流沿——将糊状浆体均匀涂在薄膜上(薄膜为特种材料，保证表面平整)；6、印刷电极——将电极材料以一定规则印刷到流沿后的糊状浆体上(电极层的错位在这个工艺上保证，不同MLCC的尺寸由该工艺保证)；对卷状介电体板涂敷金属焊料，以作为内部电极。近年来，多层陶瓷电容器以Ni内部电极为主。所以，将对介电体板涂敷Ni焊料。7、叠层——将印刷好电极的流沿浆体块依照容值的不同叠加起来，形成电容坯体版(具体尺寸的电容值是由不同的层数确定的)；8、层压——使多层的坯体版能够结合紧密；对层叠板施加压力，压合成一体。在此之前的工序为了防止异物的混入，基本都无尘作业。9、切割——将坯体版切割成单体的坯体；10、排胶——将粘合原材料的粘合剂用390摄氏度的高温将其排除；11、焙烧——用1300摄氏度的高温将陶瓷粉烧结成陶瓷材料形成陶瓷颗粒(该过程持续几天时间，如果在焙烧的过程中温度控制不好就容易产生电容的脆裂)；用1000度～1300度左右的温度对切割后的料片进行焙烧。通过焙烧，陶瓷和内部电极将成为一体。12、倒角——将长方体的棱角磨掉，并且将电极露出来，形成倒角陶瓷颗粒；13、封端——将露出电极的倒角陶瓷颗粒竖立起来用铜或者银材料将断头封起来形成铜(或银)电极，并且链接粘合好电极版形成封端陶瓷颗粒(该工艺决定电容的)；14、烧端——将封端陶瓷颗粒放到高温炉里面将铜端(或银端)电极烧结使其与电极版接触缜密；形成陶瓷电容初体；15、镀镍——将陶瓷电容初体电极端(铜端或银端)电镀上一层薄薄的镍层，镍层一定要完全覆盖电极端铜或银，形成陶瓷电容次体(该镍层主要是屏蔽电极铜或银与最外层的锡发生相互渗透，导致电容老衰)；16、镀锡——在镀好镍后的陶瓷电容次体上镀上一层锡想成陶瓷电容成体(锡是易焊接材料，镀锡工艺决定电容的可焊性)；完成外部电极的烧制后，还要在其表面镀一层Ni及Sn。一般采用电解电镀方式，镀Ni是为了提高信赖性，镀Sn是为了易于贴装。贴片电容在这道工序基本完成。17、测试——该流程必测的四个指标：耐电压、电容量、DF值损耗、漏电流Ir和绝缘电阻Ri(该工艺区分电容的耐电压值，电容的精确度等)

对于为消费类、工业和其他细分市场设计的电池供电移动设备而言，可靠的长期数据存储已成为日益重要的需求。在早期的产品中，使用的是常规的非易失性存储器(NVM)技术，例如闪存或电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，来满足这种需求。然而，对于当今的先进移动产品，用户不断期望更长的电池寿命，这使得能够提供可靠存储而又不影响设计性能或功耗预算的选择大大受限。本文介绍CypressSemiconductor的Excelon铁电随机存取存储器(F-RAM)系列，并展示了如何使用该存储器来满足电池供电设备对可靠的长期存储的需求。便携式设备面临的存储挑战在可穿戴设备、物联网设备和其他便携式产品的设计中，产品功能的增强直接伴随着对大型非易失性存储的需求。用户对更全面信息的需求促使这些设计中集成了更多类型的传感器，而这些传感器以更高的分辨率和更快的更新速率运行。同时，用户希望这些先进的产品能够提供全面的历史数据和趋势视图，而不仅限于当前传感器数据的简单快照。特别是，该设备必须能够按需生成此数据目录，而无需主动连接到云、智能手机或其他外部设备。设计人员试图用传统的NVM技术来满足这些基本要求，但却面临多重困难，尤其是在功耗受限的设计中。由于完成编程过程所需的周期较长，因此许多NVM技术的写入时间本身就比RAM要慢得多。传统的EEPROM可能具有几毫秒的写入时间。即使在高级闪存中，由于在写入周期内需要额外的“停留时间”，也会降低性能。反过来，更长的写入周期意味着总体电流消耗增加，以及数据更新速率降低。最后，传统NVM器件的写入寿命规格通常有限。如果以常规数据存储所需的重复写入周期使用，则这些器件可能会在产品的使用寿命内失效。面向越来越多的电池供电设计，F-RAMNVM器件提供了一种更简单的长期存储解决方案，兼具所需的速度、耐用性和低功耗运行优势。典型F-RAM器件的写入耐久性和写入周期时间优于EEPROM和闪存好几个数量级，甚至在速度上接近静态RAM(SRAM)。实际上，F-RAM兼具传统RAM的性能优势和其他NVM技术的非易失性存储功能。在F-RAM解决方案中，CypressSemiconductor的ExcelonLP（低功耗）F-FRAM系列更进一步，能够满足电池供电的可穿戴设备和其他移动产品对超低功耗的基本要求。超低功耗F-RAMCypress的ExcelonLPF-RAM器件是集成的非易失性存储器子系统，结合了F-FRAM阵列、寄存器、控制和接口逻辑，以及一个特殊扇区，其设计用于在多达三个标准回流焊周期中保存内容（图1）。ExcelonLPF-FRAM器件提供的长期可靠性水平远远超过典型的EEPROM或闪存。这些器件具有1015个读/写周期的使用寿命和151年的数据保留能力，超过了任何实用性可穿戴设备或物联网设备的实际使用寿命。这些器件的写入性能还提高了应用的整体可靠性。由于这些器件以总线速度将数据写入非易失性F-RAM阵列，因此与其他类型的NVM器件相比，大幅降低了丢失数据的几率。在那些器件中，不仅写入时间要长得多，相应的内部数据缓存需求还造成较宽的易损窗口，如果在写入序列完成之前出现电源故障，数据可能会丢失。与其他NVM技术不同，ExcelonLPF-FRAM器件以极低的电流电平运行，而这正是延长便携式产品的电池寿命所需要的。Cypress的CY15x108QI8兆位(Mb)F-RAMLP系列运行在20兆赫(MHz)时，仅消耗1.3毫安(mA)电流，而Cypress的CY15x104QI4MbF-RAMLP系列仅消耗1.2mA电流。这些器件还为开发人员提供了多种选择，以实现进一步降低电流消耗，具体如下所述。ExcelonLP系列产品设计用于支持广泛的系统要求，可在商业和工业温度范围内以及不同的供电电压下使用。例如，4MbCY15V104QI和8MbCY15V108QI的供电电压范围为1.71V至1.89V，而4MbCY15B104QI和8MbCY15B108QI的设计工作电压范围为1.8V至3.6V。简单的系统设计除了确保与不同应用的运行要求适当匹配之外，这些器件还可简化系统设计。在典型的设计中，开发人员将使用串行外设接口(SPI)总线将一个或多个ExcelonLPF-RAM器件作为SPI从设备连接到SPI主设备，例如微控制器（图2）。互连SPI总线上的事务简单而快速。写入存储器时，ExcelonLPF-RAM器件没有前述闪存或EEPROM技术的额外写入延迟。相反，当每个字节通过SPI总线到达器件时，会被立即写入F-RAM阵列，从而大幅降低由于突然断电而导致数据丢失的风险。对于系统开发人员而言，写入过程遵循简单的SPI协议，其中涉及工业标准SPI操作代码（操作码）。主机处理器通过发送写使能(WREN)操作码(06h)同时升高然后降低片选(ØCS)线的电平，来开始每个写入序列。在短暂的初始化阶段之后，主机处理器通过依次发送写操作码(02h)和24位地址来开始写入操作。（在这些器件中，该地址的高四位会被忽略，但可确保与将来更高密度的F-RAM器件兼容。）发送地址后，主机处理器即会开始传输数据字节（图3）。当主机处理器发送数据字节时，只要主机处理器将ØCS线保持低电平并继续发送时钟信号，F-RAM器件就会在内部自动递增地址。因此，设计人员可以在需要任意单字节写入和块写入组合的设计中使用ExcelonLPF-RAM器件。读取操作遵循类似的SPI协议。降低ØCS电平后，主机处理器会发送读取操作码(03h)和24位地址。ExcelonLPF-RAM器件通过每个SCK时钟周期在SO线上传输数据字节来立即做出响应。与写入操作一样，只要主机处理器将ØCS保持低电平并继续发出SCK时钟，读取操作就会继续。文章来源网络

自从140年前第一个商用的白炽灯泡问世以来，发光二极管（LED）灯泡是照明领域的最大进步。LED灯的好处无数，而且有据可查。与现代的白炽灯泡相比，它们通常节省75％的能量，使用寿命可以延长50倍以上。今天的LED灯泡比以前的LED灯泡有了很大的改进。它们产生的热量极少，不发出紫外线或红外线，不含汞，耐冲击，并能在极端环境下有效运行。照明革命的下一个浪潮即将来临：智能互联照明。为LED灯泡添加无线连接和联网功能，不仅提供了简单的开/关功能，还提供了更多的机会。您可以通过简单的智能手机应用程序或语音助手来调整亮度、色温和定时，甚至在旅途中远程控制灯光。以前闻所未闻的应用包括无线接近传感器触发的智能灯在晚上当您穿过房屋或建筑物时自动照亮走廊和房间，床头照明在早晨逐渐唤醒您，或医院照明使用色彩改善情绪、健康及加快康复。智能连接照明的便利性和好处是无限的。与传统照明相比，智能照明仍处于新生阶段，但是在住宅、商业和工业市场中，智能照明的采用率正在稳步提高，这在一定程度上得益于采用了绿色能源激励措施和法规，例如CaliforniaTitle20。根据研究和市场预测，到2022年全球智能照明市场将达到240亿美元，2018年至2023年的复合年增长率（CAGR）将高达21％。随着越来越多的“物”相互连接以及消费者逐渐接受智能家居技术，对智能互联照明的接受和需求将继续增长。这就是为什么AcuityBrands、Cree、Eaton、GELighTIng、Philips/Signify、Osram和许多其他顶级照明品牌不仅竞相提供智能LED产品，而且还提供易于部署、可互操作、安全且可升级的完整照明生态系统的原因。智能LED设计挑战以经济高效的方式在LED灯泡中实现无线连接会给照明OEM厂商带来一系列新的设计和实施的挑战。例如，智能LED灯泡必须满足严格的RF法规要求、苛刻的能效标准、高温等级以及严格的产品尺寸和空间限制。照明开发人员还必须考虑设备和网络的安全性，并确保智能LED灯泡与任何其他已连接的IoT产品一样抵抗得住恶意黑客的攻击。另一个关键的设计考量因素是无线协议的选择。许多可连接的灯都在2.4GHz频段上运行，并使用几种流行的基于标准的短距离无线协议之一，例如Zigbee、低功耗蓝牙（BluetoothLowEnergy）、蓝牙网状网络（BluetoothMesh）或Wi-Fi。使用基于标准的协议有助于实现与普通消费产品（例如语音助手、智能手机和平板电脑）的互通，无需额外的自定义网关和网络基础设施产品。某些智能LED设计可能需要多协议连接，例如支持低功耗蓝牙进行设备设置和控制以及通过网关访问基于Zigbee的多节点照明网状网络的能力。蓝牙或Zigbee等标准之外的专有无线协议也是一种选择。虽然在短期内实现专有无线协议可能很容易且具有成本效益，但这种选择可能会带来互操作性和可升级性的长期挑战。基于标准的无线解决方案推动了大批量生产，因此从长远来看可能是更具成本效益的选择。而从众多可用选项中选择合适的无线技术和供应商，需要对RF设计以及性能权衡和风险有更深入的了解。智能LED设计也必须满足传统照明产品所不需要的无线标准和法规性能要求，例如电磁（EM）辐射和能耗。实施带来的挑战为了将新的智能LED产品推向市场，照明OEM厂商还面临着一些涉及工程和运营资源的实施挑战：·要发展专业知识并分配资源以实施并成功完成标准和法规的认证测试，例如FCC和CE认证。·要考虑确保产品部署到现场后的产品功能和安全性升级的设置，通常通过无线（OTA）更新。·管理物料的采购和多个组件的库存。·验证与智能家居或智能建筑中其他无线物联网产品和生态系统的互操作性。·优化物料清单（BOM）和开发成本，以交付具有成本竞争力的产品，同时满足严格的生产计划并缩短上市时间。借助模块解决方案消除设计和实施带来的挑战虽然对于具有较少RF经验和专业知识的开发人员而言，向LED灯泡添加无线连接可能是一项艰巨的任务，但现在可以使用经过预先认证的无线模块解决方案来简化智能LED产品设计的任务，从而最大程度地减少照明OEM厂商面临的许多挑战。无线模块旨在提供一个全方位的即插即用解决方案，该解决方案集成了开发人员完成LED设计的连接部分所需的关键组件。模块供应商已经完成了天线设计、阻抗匹配、无源器件的调谐和集成以及协议开发等以射频为中心的艰巨任务。对于自身可能缺乏必要RF或协议专业知识的OEM厂商来说，这些已完成的工程和集成工作可以带来巨大的好处。此外，无线模块通常附带所有必需的软件，包括所选的协议栈。模块供应商还提供易于使用的开发工具，以支持和简化设计和调试过程。通过在LED设计中使用无线模块，照明OEM厂商无需担心管理天线、晶体振荡器和无源器件等多个RF组件的采购和库存。此外，同一模块还可用于多种照明产品，从而进一步简化了采购和库存管理。选择正确的模块解决方案在评估LED设计的模块选项时，照明OEM厂商应寻找专门为互联照明应用的特定需求而设计的解决方案。例如，SiliconLabs的MGM210L和BGM210L模块是可用于照明市场的首批针对应用优化的模块产品。MGM210L模块支持Zigbee和Thread，以及动态多协议连接（例如Zigbee和BluetoothLowEnergy）。BGM210L设计用于BluetoothLowEnergy或BluetoothMesh。这两个新模块旨在简化和加速功能丰富、颜色可选和可调光的LED灯的开发，同时使开发人员能够利用基于蓝牙、Zigbee和Thread的网状网络生态系统。xGM210L模块基于SiliconLabsSeries2EFR32xG21无线片上系统（SoC）芯片，其外围设备针对照明应用进行了优化。该SoC包含低功耗的Arm®Cortex®-M33处理器内核，足够支持动态多协议操作和OTA固件更新以确保智能照明产品未来适应性的内存，以及能够支持802.15.4、BluetoothMesh协议和BluetoothLowEnergy的高性能2.4GHz射频收发器。无线电通过单协议或多协议连接来处理无线网络功能。集成的RF功率放大器还使得xGM210L模块能够处理需要数百米视距连接的远程应用。诸如xGM210L器件之类的高能效模块可提供较低的有功功耗水平，该功耗水平经过了优化，可以满足CaliforniaTItle20设备效率法规。许多运往美国市场的照明产品必须符合CaliforniaTItle20法规，需要对照明控制设备的制造商进行认证。模块解决方案可以帮助照明OEM厂商减少与RF设计、协议优化和法规认证有关的研发周期。xGM210L模块经过了预先认证，可以在北美（FCC和ISED）、欧洲（CE）、韩国和日本使用，旨在最大程度地减少与全球无线认证相关的时间、成本和风险因素，从而使照明OEM厂商缩短数月的产品上市时间。随着制造商为更多的LED产品增加RF连接性，小尺寸灯泡设计带来了复杂的尺寸、功率和散热限制，而现有的无线解决方案无法轻松解决这些限制。xGM210L模块旨在解决这些限制。该模块的定制印制电路板（PCB）尺寸（16mmx23mm）符合大多数LED灯泡外壳的紧凑尺寸。它还具有最高+125°C的额定温度，可确保在灯泡外壳中可靠地运行（灯泡外壳在长时间使用后会变热）。安全性是智能LED产品的另一个重要考量因素。最近的媒体报道称，黑客通过LED灯泡入侵了智能家居网络，这已经使消费者和照明开发商都意识到了从灯泡本身到云端对于安全的迫切需求。照明OEM厂商应寻求能够提供内置硬件安全功能的模块，无需增加成本，即可使开发人员能够在智能LED产品中实现强大的安全性。例如，xGM210L模块具有专用的安全内核，该内核隔离了应用处理器，并提供快速、节能的加密操作以及差分功耗分析（DPA）对策。符合NIST和AIS-31要求的真随机数生成器（TRNG）可以增强器件加密。具有信任根和安全加载程序（RootofTrustandSecureLoader，RTSL）技术的安全启动（SecureBoot）有助于防止恶意软件侵入和回滚，确保可靠的固件执行和OTA更新。具有独特锁定/解锁功能的安全调试接口允许进行经过身份验证的访问，以增强故障分析能力。该模块的ArmCortex-M33内核集成了TrustZone技术，可为可信软件架构实现系统级的硬件隔离。完整的模块解决方案应附带强大的无线软件协议栈，从而使开发人员可以选择标准协议，例如Zigbee、Thread、BluetoothMesh和BluetoothLowEnergy。此外，开发人员应当期望全面的软件支持，包括强大的软件开发工具包（SDK）和高级工具，以帮助验证网络性能并辅助调试，优化智能照明应用的性能和能耗。xGM210L模块带有功能强大的开发工具套件，例如网络分析仪（NetworkAnalyzer）、能耗分析器（EnergyProfiler）等。SDK包含实现低能耗操作所需的所有库以及使灯泡与网络通信所需的所有驱动程序。结论毫无疑问，智能LED灯泡产品在住宅、商业和工业市场中越来越受欢迎。现在可以使用全面的硬件和软件解决方案来简化联网照明产品的开发。经过优化的无线模块现已上市，可帮助缩短上市时间，减少开发和认证成本，并解决OEM厂商可能面临的许多无线设计挑战。

一轮蓝牙设备、无绳电话和蜂窝电话需求高潮正促使中国电子工程师越来越关注RF电路设计技巧。RF电路板的设计是最令设计工程师感到头疼的部分，如想一次获得成功，仔细规划和注重细节是必须加以高度重视的两大关键设计规则。射频（RF）电路板设计由于在理论上还有很多不确定性，因此常被形容为一种“黑色艺术”，但这个观点只有部分正确，RF电路板设计也有许多可以遵循的准则和不应该被忽视的法则。不过，在实际设计时，真正实用的技巧是当这些准则和法则因各种设计约束而无法准确地实施时如何对它们进行折衷处理。当然，有许多重要的RF设计课题值得讨论，包括阻抗和阻抗匹配、绝缘层材料和层叠板以及波长和驻波，不过，本文将集中探讨与RF电路板分区设计有关的各种问题。今天的蜂窝电话设计以各种方式将所有的东西集成在一起，这对RF电路板设计来说很不利。现在业界竞争非常激烈，人人都在找办法用最小的尺寸和最小的成本集成最多的功能。模拟、数字和RF电路都紧密地挤在一起，用来隔开各自问题区域的空间非常小，而且考虑到成本因素，电路板层数往往又减到最小。令人感到不可思议的是，多用途芯片可将多种功能集成在一个非常小的裸片上，而且连接外界的引脚之间排列得又非常紧密，因此RF、IF、模拟和数字信号非常靠近，但它们通常在电气上是不相干的。电源分配可能对设计者来说是一个噩梦，为了延长电池寿命，电路的不同部分是根据需要而分时工作的，并由软件来控制转换。这意味着你可能需要为你的蜂窝电话提供5到6种工作电源。一、RF布局概念在设计RF布局时，有几个总的原则必须优先加以满足：尽可能地把高功率RF放大器（HPA）和低噪音放大器（LNA）隔离开来，简单地说，就是让高功率RF发射电路远离低功率RF接收电路。如果你的PCB板上有很多物理空间，那么你可以很容易地做到这一点，但通常元器件很多，PCB空间较小，因而这通常是不可能的。你可以把他们放在PCB板的两面，或者让它们交替工作，而不是同时工作。高功率电路有时还可包括RF缓冲器和压控制振荡器（VCO）。确保PCB板上高功率区至少有一整块地，最好上面没有过孔，当然，铜皮越多越好。稍后，我们将讨论如何根据需要打破这个设计原则，以及如何避免由此而可能引起的问题。芯片和电源去耦同样也极为重要，稍后将讨论实现这个原则的几种方法。RF输出通常需要远离RF输入，稍后我们将进行详细讨论。敏感的模拟信号应该尽可能远离高速数字信号和RF信号。二、如何进行分区？设计分区可以分解为物理分区和电气分区。物理分区主要涉及元器件布局、朝向和屏蔽等问题；电气分区可以继续分解为电源分配、RF走线、敏感电路和信号以及接地等的分区。首先我们讨论物理分区问题。元器件布局是实现一个优秀RF设计的关键，最有效的技术是首先固定位于RF路径上的元器件，并调整其朝向以将RF路径的长度减到最小，使输入远离输出，并尽可能远地分离高功率电路和低功率电路。最有效的电路板堆叠方法是将主接地面（主地）安排在表层下的第二层，并尽可能将RF线走在表层上。将RF路径上的过孔尺寸减到最小不仅可以减少路径电感，而且还可以减少主地上的虚焊点，并可减少RF能量泄漏到层叠板内其他区域的机会。在物理空间上，像多级放大器这样的线性电路通常足以将多个RF区之间相互隔离开来，但是双工器、混频器和中频放大器/混频器总是有多个RF/IF信号相互干扰，因此必须小心地将这一影响减到最小。RF与IF走线应尽可能走十字交叉，并尽可能在它们之间隔一块地。正确的RF路径对整块PCB板的性能而言非常重要，这也就是为什么元器件布局通常在蜂窝电话PCB板设计中占大部分时间的原因。在蜂窝电话PCB板上，通常可以将低噪音放大器电路放在PCB板的某一面，而高功率放大器放在另一面，并最终通过双工器把它们在同一面上连接到RF端和基带处理器端的天线上。需要一些技巧来确保直通过孔不会把RF能量从板的一面传递到另一面，常用的技术是在两面都使用盲孔。可以通过将直通过孔安排在PCB板两面都不受RF干扰的区域来将直通过孔的不利影响减到最小。有时不太可能在多个电路块之间保证足够的隔离，在这种情况下就必须考虑采用金属屏蔽罩将射频能量屏蔽在RF区域内，但金属屏蔽罩也存在问题，例如：自身成本和装配成本都很贵；外形不规则的金属屏蔽罩在制造时很难保证高精度，长方形或正方形金属屏蔽罩又使元器件布局受到一些限制；金属屏蔽罩不利于元器件更换和故障定位；由于金属屏蔽罩必须焊在地上，必须与元器件保持一个适当距离，因此需要占用宝贵的PCB板空间。尽可能保证屏蔽罩的完整非常重要，进入金属屏蔽罩的数字信号线应该尽可能走内层，而且最好走线层的下面一层PCB是地层。RF信号线可以从金属屏蔽罩底部的小缺口和地缺口处的布线层上走出去，不过缺口处周围要尽可能地多布一些地，不同层上的地可通过多个过孔连在一起。尽管有以上的问题，但是金属屏蔽罩非常有效，而且常常还是隔离关键电路的唯一解决方案。此外，恰当和有效的芯片电源去耦也非常重要。许多集成了线性线路的RF芯片对电源的噪音非常敏感，通常每个芯片都需要采用高达四个电容和一个隔离电感来确保滤除所有的电源噪音（见图1）。最小电容值通常取决于其自谐振频率和低引脚电感，C4的值就是据此选择的。C3和C2的值由于其自身引脚电感的关系而相对较大一些，从而RF去耦效果要差一些，不过它们较适合于滤除较低频率的噪声信号。电感L1使RF信号无法从电源线耦合到芯片中。记住：所有的走线都是一条潜在的既可接收也可发射RF信号的天线，另外将感应的射频信号与关键线路隔离开也很必要。这些去耦元件的物理位置通常也很关键，图2表示了一种典型的布局方法。这几个重要元件的布局原则是：C4要尽可能靠近IC引脚并接地，C3必须最靠近C4，C2必须最靠近C3，而且IC引脚与C4的连接走线要尽可能短，这几个元件的接地端（尤其是C4）通常应当通过下一地层与芯片的接地引脚相连。将元件与地层相连的过孔应该尽可能靠近PCB板上元件焊盘，最好是使用打在焊盘上的盲孔以将连接线电感减到最小，电感应该靠近C1。一块集成电路或放大器常常带有一个开漏极输出，因此需要一个上拉电感来提供一个高阻抗RF负载和一个低阻抗直流电源，同样的原则也适用于对这一电感端的电源进行去耦。有些芯片需要多个电源才能工作，因此你可能需要两到三套电容和电感来分别对它们进行去耦处理，如果该芯片周围没有足够空间的话，那么可能会遇到一些麻烦。记住电感极少并行靠在一起，因为这将形成一个空芯变压器并相互感应产生干扰信号，因此它们之间的距离至少要相当于其中一个器件的高度，或者成直角排列以将其互感减到最小。电气分区原则大体上与物理分区相同，但还包含一些其它因素。现代蜂窝电话的某些部分采用不同工作电压，并借助软件对其进行控制，以延长电池工作寿命。这意味着蜂窝电话需要运行多种电源，而这给隔离带来了更多的问题。电源通常从连接器引入，并立即进行去耦处理以滤除任何来自线路板外部的噪声，然后再经过一组开关或稳压器之后对其进行分配。蜂窝电话里大多数电路的直流电流都相当小，因此走线宽度通常不是问题，不过，必须为高功率放大器的电源单独走一条尽可能宽的大电流线，以将传输压降减到最低。为了避免太多电流损耗，需要采用多个过孔来将电流从某一层传递到另一层。此外，如果不能在高功率放大器的电源引脚端对它进行充分的去耦，那么高功率噪声将会辐射到整块板上，并带来各种各样的问题。高功率放大器的接地相当关键，并经常需要为其设计一个金属屏蔽罩。在大多数情况下，同样关键的是确保RF输出远离RF输入。这也适用于放大器、缓冲器和滤波器。在最坏情况下，如果放大器和缓冲器的输出以适当的相位和振幅反馈到它们的输入端，那么它们就有可能产生自激振荡。在最好情况下，它们将能在任何温度和电压条件下稳定地工作。实际上，它们可能会变得不稳定，并将噪音和互调信号添加到RF信号上。如果射频信号线不得不从滤波器的输入端绕回输出端，这可能会严重损害滤波器的带通特性。为了使输入和输出得到良好的隔离，首先必须在滤波器周围布一圈地，其次滤波器下层区域也要布一块地，并与围绕滤波器的主地连接起来。把需要穿过滤波器的信号线尽可能远离滤波器引脚也是个好方法。此外，整块板上各个地方的接地都要十分小心，否则你可能会在不知不觉之中引入一条你不希望发生的耦合通道。图3详细说明了这一接地办法。有时可以选择走单端或平衡RF信号线，有关交叉干扰和EMC/EMI的原则在这里同样适用。平衡RF信号线如果走线正确的话，可以减少噪声和交叉干扰，但是它们的阻抗通常比较高，而且要保持一个合理的线宽以得到一个匹配信号源、走线和负载的阻抗，实际布线可能会有一些困难。缓冲器可以用来提高隔离效果，因为它可把同一个信号分为两个部分，并用于驱动不同的电路，特别是本振可能需要缓冲器来驱动多个混频器。当混频器在RF频率处到达共模隔离状态时，它将无法正常工作。缓冲器可以很好地隔离不同频率处的阻抗变化，从而电路之间不会相互干扰。缓冲器对设计的帮助很大，它们可以紧跟在需要被驱动电路的后面，从而使高功率输出走线非常短，由于缓冲器的输入信号电平比较低，因此它们不易对板上的其它电路造成干扰。还有许多非常敏感的信号和控制线需要特别注意，但它们超出了本文探讨的范围，因此本文仅略作论述，不再进行详细说明。压控振荡器（VCO）可将变化的电压转换为变化的频率，这一特性被用于高速频道切换，但它们同样也将控制电压上的微量噪声转换为微小的频率变化，而这就给RF信号增加了噪声。总的来说，在这一级以后你再也没有办法从RF输出信号中将噪声去掉。那么困难在哪里呢？首先，控制线的期望频宽范围可能从DC直到2MHz，而通过滤波来去掉这么宽频带的噪声几乎是不可能的；其次，VCO控制线通常是一个控制频率的反馈回路的一部分，它在很多地方都有可能引入噪声，因此必须非常小心处理VCO控制线。要确保RF走线下层的地是实心的，而且所有的元器件都牢固地连到主地上，并与其它可能带来噪声的走线隔离开来。此外，要确保VCO的电源已得到充分去耦，由于VCO的RF输出往往是一个相对较高的电平，VCO输出信号很容易干扰其它电路，因此必须对VCO加以特别注意。事实上，VCO往往布放在RF区域的末端，有时它还需要一个金属屏蔽罩。谐振电路（一个用于发射机，另一个用于接收机）与VCO有关，但也有它自己的特点。简单地讲，谐振电路是一个带有容性二极管的并行谐振电路，它有助于设置VCO工作频率和将语音或数据调制到RF信号上。所有VCO的设计原则同样适用于谐振电路。由于谐振电路含有数量相当多的元器件、板上分布区域较宽以及通常运行在一个很高的RF频率下，因此谐振电路通常对噪声非常敏感。信号通常排列在芯片的相邻脚上，但这些信号引脚又需要与相对较大的电感和电容配合才能工作，这反过来要求这些电感和电容的位置必须靠得很近，并连回到一个对噪声很敏感的控制环路上。要做到这点是不容易的。自动增益控制（AGC）放大器同样是一个容易出问题的地方，不管是发射还是接收电路都会有AGC放大器。AGC放大器通常能有效地滤掉噪声，不过由于蜂窝电话具备处理发射和接收信号强度快速变化的能力，因此要求AGC电路有一个相当宽的带宽，而这使某些关键电路上的AGC放大器很容易引入噪声。设计AGC线路必须遵守良好的模拟电路设计技术，而这跟很短的运放输入引脚和很短的反馈路径有关，这两处都必须远离RF、IF或高速数字信号走线。同样，良好的接地也必不可少，而且芯片的电源必须得到良好的去耦。如果必须要在输入或输出端走一根长线，那么最好是在输出端，通常输出端的阻抗要低得多，而且也不容易感应噪声。通常信号电平越高，就越容易把噪声引入到其它电路。在所有PCB设计中，尽可能将数字电路远离模拟电路是一条总的原则，它同样也适用于RFPCB设计。公共模拟地和用于屏蔽和隔开信号线的地通常是同等重要的，问题在于如果没有预见和事先仔细的计划，每次你能在这方面所做的事都很少。因此在设计早期阶段，仔细的计划、考虑周全的元器件布局和彻底的布局评估都非常重要，由于疏忽而引起的设计更改将可能导致一个即将完成的设计又必须推倒重来。这一因疏忽而导致的严重后果，无论如何对你的个人事业发展来说不是一件好事。同样应使RF线路远离模拟线路和一些很关键的数字信号，所有的RF走线、焊盘和元件周围应尽可能多填接地铜皮，并尽可能与主地相连。类似面包板的微型过孔构造板在RF线路开发阶段很有用，如果你选用了构造板，那么你毋须花费任何开销就可随意使用很多过孔，否则在普通PCB板上钻孔将会增加开发成本，而这在大批量生产时会增加成本。如果RF走线必须穿过信号线，那么尽量在它们之间沿着RF走线布一层与主地相连的地。如果不可能的话，一定要保证它们是十字交叉的，这可将容性耦合减到最小，同时尽可能在每根RF走线周围多布一些地，并把它们连到主地。此外，将并行RF走线之间的距离减到最小可以将感性耦合减到最小。一个实心的整块接地面直接放在表层下第一层时，隔离效果最好，尽管小心一点设计时其它的做法也管用。我曾试过把接地面分成几块来隔离模拟、数字和RF线路，但我从未对结果感到满意过，因为最终总是有一些高速信号线要穿过这些分开的地，这不是一件好事。在PCB板的每一层，应布上尽可能多的地，并把它们连到主地面。尽可能把走线靠在一起以增加内部信号层和电源分配层的地块数量，并适当调整走线以便你能将地连接过孔布置到表层上的隔离地块。应当避免在PCB各层上生成游离地，因为它们会像一个小天线那样拾取或注入噪音。在大多数情况下，如果你不能把它们连到主地，那么你最好把它们去掉。本文小结在拿到一张工程更改单（ECO）时，要冷静，不要轻易消除你所有辛辛苦苦才完成的工作。一张ECO很轻易使你的工作陷入混乱，不管需要做的修改是多么的微小。当你必须在某个时间段里完成一份工作时，你很容易就会忘记一些关键的东西，更不用说要作出更改了。不论是不是“黑色艺术”，遵守一些基本的RF设计规则和留意一些优秀的设计实例将可帮助你完成RF设计工作。成功的RF设计必须仔细注意整个设计过程中每个步骤及每个细节才有可能实现，这意味着必须在设计开始阶段就要进行彻底的、仔细的规划，并对每个设计步骤的工作进展进行全面持续地评估。

为应对数据中心带来的挑战，电源方案必须更小、更紧凑、更高效和更精密。MOSFET技术有显著改进，支持将控制IC和MOSFET集成在一个非常高效和紧凑的封装中。例如，安森美半导体的NCP3284DC-DC转换器在5mmx6mm的微小面积内具有30A连续（45A脉冲）的能力，工作频率高达1MHz，可减少外部电感器和电容器的尺寸和重量。该集成器件还集成多种保护功能和可编程软启动。功率密度水平更高的是智能电源级(SPS)方案如FDMF3170。SPS集成MOSFET与先进的驱动器IC及电流和温度传感器，支持高电流、高频、同步降压DC-DC转换器设计。这全集成的方法使SPS在驱动器和MOSFET的动态性能、系统寄生降低和MOSFET导通电阻得以优化。FET对经过优化，可实现最高能效，尤其是在对现代能效要求如80plus非常严格的低占空比应用。高精度电流监控（IMON）可用于替代电感器DCR或电阻器检测方法，从而消除了通常与此类方法相关的损耗。在现代数据中心服务器系统中，即使是不起眼的保险丝也进行了改造。重要的是，在RAID系统、磁盘驱动器电源和服务器I/O卡等应用中，玻璃盒中的熔丝已被基于半导体的智能电子熔丝(eFuse)取代。eFuse使用低导通电阻MOSFET，在正常运行期间和发生热插拔时保护外设。实际上，它们可用于可能发生电源故障或负载故障以及可能需要限制浪涌、冲击电流的任何应用。除了为器件、连接器和PCB走线提供保护之外，它们还能由系统控制，并且许多都可提供有用的遥测功能如监测温度和电流。安森美半导体的NCP81295/6热插拔控制器支持最高60A峰值电流（连续50A），基于0.8mΩ的内部MOSFET以实现高效运行。它们采用5mmx5mm32引脚QFN封装，提供闩锁或自动重试版本，适合在高达+125°C的温度下使用。另一个eFuse——NIS5021是12V、12A系列器件，常与热插拔硬盘一起使用。它缓冲HDD，使其不处于可能损坏敏感电路的任何过输入电压。内置电压钳位限制输出电压以保护负载，同时保持连续供电，使驱动器可持续正常工作。复杂系统如服务器通常需要对其电源系统进行智能控制，以确保正常运行以及尽可能高的能效水平。负载管理器件支持对电源轨进行分段，从而实现精细控制。允许电路的未使用部分断电，有助于启动时上电排序和降低运营成本。反过来，较低的功率水平会导致系统中的热量减少，从而提高可靠性和增加使用寿命。大多数负载开关还支持转换速率控制，并可在故障条件下提供保护。系统设计人员使用集成的负载开关如安森美半导体的NCP455xx系列，可获得这些好处，且增加的系统器件数量尽可能少。高性能器件提供紧凑的方案，比分立式方案减少约60％的PCB占用空间。文章来源网络

OpenBook是一种开放式硬件设备，用于阅读世界上所有语言的书籍。它包括大屏幕和用于导航的按钮，以及用于辅助功能的音频选项和用于扩展其功能的端口。本文就为好奇的读者分解这本书的工作方式以及如何为自己diy一本像下图这样的电子书。OpenBook的核心是SAMD51J19A微控制器，基于功能强大的ARMCortexM4，具有512KB的闪存和192KB的RAM。它具有51个GPIO引脚，而OpenBook使用了所有的这些引脚作为外设和扩展：400x300黑白电子纸屏幕可实现阅读的核心体验。MicroSD插槽可为文件提供大量外部存储。用户输入来自移位寄存器上的七个按钮，以及直接与SAMD51的中断引脚之一绑定的第八个按钮。专用的语言闪存芯片存储每种语言的字形和Unicode数据的空间。3.5毫米音频插孔：双DAC允许立体声音频输出，SAMD51的功能足以即时解码MP3文件头戴式耳机的内置麦克风按钮的原始输入可让书本最多检测四个内置式按钮，具体取决于头戴式耳机的设计...来自在线麦克风的放大麦克风输入可与TensorFlowLite配合使用，以识别语音命令！另外，就像录制东西一样。。QSPIFlash芯片和状态Neopixel支持CircuitPython用例。STEMMA端口允许添加I²C传感器和外部模拟或数字输入。当然，便携式电子书，这意味着它的电池使用内置的LiPo充电，你甚至可以为从传感器到GPS到WiFi到LoRa的所有功能提供电源。开发板同时也添加了前面提到的麦克风关闭引脚，以及绿色的LED指示充满电，并在VBUS上提供了一个电压监控器来确定设备是否已插入。我在这里有Arduino开发板支持，并且我正在研究几个支持该书的库：一个名为OpenBook的库，用于与设备的外围设备接口；一个名为Babel的库，位于语言芯片和Adafruit_GFX子类之间，用于多语言排版。我已经扩展了自己编写的自定义电子墨水驱动程序，其中包含用于快速刷新，灰度模式和部分刷新的波形。另外还有一个需要改进的地方，我的电流波形会在一段时间后导致暂时的重影，我担心它可能会产生负面的长期影响。但是我感觉到，如果我在BB和WW上添加一个反相，它将改善情况（以一点点闪烁为代价）。另外，我还训练了一个TensorFlowLite模型来识别内置麦克风上的语音命令，以展示我对将来可访问性工作的当前想法。截止到目前，这个电子书项目一切都很ok。不过还存在两个挑战：插入USB电源时，我注意到麦克风输入上有一点噪音，我认为这与我将USB屏蔽线连接到接地层的方式有关。在进行修改时，我将要在USB屏蔽层和接地层之间添加一个RC滤波器。上一页和下一页的直角按钮感觉多余，并且在装进外壳的情况下很难按它们。几个开发板上的“锁定”按钮过了一会儿就掉了，这告诉我那里存在机械故障。现在，我只是添加一堆焊料以保持直角按钮的安全，但是我需要找到一些带有钉子的按钮，以减轻重复按压的压力，或者设计出其他支撑方法。我正在评估一些非常小的白色直角LED，以期望可能实现的前灯，尽管那里也存在一些挑战。以上就是我项目的全部内容，希望大家喜欢。文章来源hackaday

近年来，反向无线充电功能也成为中高端智能手机的趋势之一。智能手机不仅仅作为一款通讯工具，也成为集多功能于一体的智能电子设备，可为TWS无线耳机，智能手表或其他手机进行无线充电，如下图所示。反向无线充电手机的电路示意图如下图，其中升压变化器可选择德州仪器的TPS61372或TPS61089。升压方案在支持反向无线充手机中的应用TPS61372在手机反向无线充应用中有以下显著优势：·宽范围电压输出最高可至16V，减小线圈电流，降低线圈损耗；·整体方案尺寸小，设计简单，BOM成本低·芯片采用小尺寸的WCSP封装，仅为1.57mm×1.52mm×0.5mm，特别适用于手机应用；·支持1.5MHz高开关频率，可有效减小外部电感电容的尺寸，降低成本；·外部元件少，设计简单；·轻载下可选择PFM模式或者PWM模式，灵活满足客户对于轻载效率或者EMI设计要求。·具有真关断功能，当芯片处于不工作状态时，输入和输出端之间为真关断，减小待机功耗。除此之外，升压变换器在无线充电移动电源中也可以应用，支持无线充电的移动电源也越来越多的涌现出来，其无线充电路结构与手机中的类似。目前，移动电源的无线充电功率在5W~20W不等，德州仪器升压变换器TPS61089,TPS61088,TPS61178可用于此应用。TPS61089,TPS61088的最大输出电压都为12.6V，两者分别支持7A和10A的最大开关电流；TPS61178的最大输出电压为20V，能提供最大至10A的开关电流。德州仪器的这三款芯片为集成上下管的同步升压转换器，可满足5W~20W无线充移动电源的设计需要。文章来源网络

目前，市面上的无线充电器功率在5W~30W不等。由于消费者对无线充电的诉求多为高效快速，大功率无线充电器成为新的趋势。此外，支持给多种无线设备同时充电的无线充电器也以其良好的用户体验越来越受到消费者亲睐。下图所示为无线充电器同时给手机，手表和耳机进行无线充电的应用场景。下图为无线充电器电路示意图，为适应不同额定电压的适配器，输入电压范围设计为5V至20V。在待机状态下为减小待机功耗，输出电压可设计为低至2V；在满载下，输出电压需要升到最高设计值以获得最优的传输效率。如在30W无线快充中，升降压电路的最大输出电压一般设为20V左右。德州仪器LM34936为四开关管的同步升降压控制器，内置2AMOSFET驱动，最大输出电压可至30V，封装小，效率高，适用于大功率无线充电器的设计需要。如果为了降低成本，可选择升压控制器方案。德州仪器的同步升压控制器TPS43061较普通非同步升压方案可显著工作效率，减少热损耗，是大功率无线充电器设计的理想方案。文章来源网络

引言其实大多工程师所了解的电磁兼容性一般来说就是：设备或系统在其电磁环境中能正常工作，且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。EMC测试包括两大方面内容：对其向外界发送的电磁骚扰强度进行测试，以便确认是否符合有关标准规定的限制值要求;对其在规定电磁骚扰强度的电磁环境条件下进行敏感度测试，以便确认是否符合有关标准规定的抗扰度要求。对于从事单片机应用系统设计的工程技术人员来说，掌握一定的EMC测试技术是十分必要的。1单片机系统EMC测试(1)测试环境为了保证测试结果的准确和可靠性，电磁兼容性测量对测试环境有较高的要求，测量场地有室外开阔场地、屏蔽室或电波暗室等。(2)测试设备电磁兼容测量设备分为两类：一类是电磁干扰测量设备，设备接上适当的传感器，就可以进行电磁干扰的测量；另一类是在电磁敏感度测量，设备模拟不同干扰源，通过适当的耦合/去耦网络、传感器或天线，施加于各类被测设备，用作敏感度或干扰度测量。(3)测量方法电磁兼容性测试依据标准的不同，有许多种测量方法，但归纳起来可分为4类；传导发射测试、辐射发射测试、传导敏感度(抗扰度)测试和辐射敏感度(抗扰度)测试。(4)测试准备①试验场地条件：EMC测试实验室为电波半暗室和屏蔽室。前者用于辐射发射和辐射敏感测试，后者用于传导发射和传导敏感度测试。②环境电平要求：传导和辐射的电磁环境电平最好远低于标准规定的极限值，一般使环境电平至少低于极限值6dB。③试验桌。④测量设备和被测设备的隔离。⑤敏感性判别准则：一般由被测方提供，并实话监视和判别，以测量和观察的方式确定性能降低的程度。⑥被测设备的放置：为保证实验的重复性，对被测设备的放置方式通常有具体的规定。(5)测试种类传导发射测试、辐射发送测试、传导抗扰度测试、辐射抗扰度测试。(6)常用测量仪电磁干扰(EMI)和电磁敏感度(EMS)测试，需要用到许多电子仪器，如频谱分析仪、电磁场干扰测量仪、信号源、功能放大器、示波器等。由于EMC测试频率很宽(20Hz～40GHz)、幅度很大(μV级至kW级)、模式很多(FM、AM等)、姿态很多(平放、斜放等)，因此正确地使用电子仪器非常重要。测量电磁干扰的合适仪器是频谱分析仪。频谱分析仪是一种将电压幅度随频率变化的规律显示出来的仪器，它显示的波形称为频谱。频谱分析仪克服了示波器在测量电磁干扰中的缺点，能够精确测量各个频率上的干扰强度，用频谱分析仪可以直接显示出信号的各个频谱分量。在解决电磁干扰问题时，最重要的一个问题是判断干扰的来源。只有准确将干扰源定位后，才能够提出解决干扰的措施。根据信号的频率来确定干扰源泉是最简单的方法，因为在信号的所有特征中，频率特征是最稳定的，并且电路设计人员往往对电路中各个部位的信号频率都十分清楚。因此，只要知道了干扰信号的频率，就能够推测出干扰是哪个部位产生的。对于电磁干扰信号，由于其幅度往往远小于正常工作信号，用频谱分析仪做这种测量是十分简单的。由于频谱分析仪的中频带宽较窄，因此能够将与干扰信号频率不同的信号滤除掉，精确地测量出干扰信号频率，从而判断产生干扰信号的电路。2电磁兼容故障排除技术(1)传导型问题的解决①通过串联一个高阻抗来减少EMI电流。②通过并联一个低阻抗将EMI电流短路到地或引到其它回路导体。③通过电流隔离装置切断EMI电流。④通过其自身作用来抑制EMI电流。(2)电磁兼容的容性解决方案一种常见的现象是不把滤波电容的一侧看成直接与一个分离的阻抗相连，而看成与传输线相连。典型的情况是，当一条输入输出线的长度达到或超过1/4波长时，该传输线变“长”。实际可以用下式近似表示这种变化：l≥55/f式中：l单元为m，f单位为MHz。这个公式考虑了平均传播速度，它是自由空间理论的0.75倍。a.电介质材料及容差：电磁干扰滤波使用的大部分电容是无极性电容b.差模(线到线)滤波电容性电容c.共模(线到地/机壳)滤波电容共模(CM)去耦通常使用小电容(10～100nF)。小电容可以将不期望的高频电流在其进入敏感电路之前或在其离噪声电路较远时就将其短路到机壳上去。为了得到良好的高频衰减电路，减小或消除寄生电感是关键之所在。因此有必要使用超短导线，尤其希望使用无引线元器件。(3)感性、串联损耗电磁兼容解决方案就电容而言，Zs和Z1如果不是纯电阻的话，在计算频率时，要使用它们的实际值。电容器串联在电源或信号电路时，必须满足：①流过的工作电流不应该引起电感过热或过大的有过之而无不及降;②流过的电流不能引起电感磁饱和，尤其是对高导磁材料是毫无疑问的。解决方案有以下几种：磁芯材料；铁氧体和加载铁氧体的电缆；电感、差模和共模；接地扼流圈；组合式电感电容元件。（4)辐射型问题的解决在很多情况下，辐射电磁干扰问题可能在传导阶段产生并被排除，还有些解决方案是可以抑制干扰装置在辐射传输通道上，就像场屏蔽那样工作。根据屏蔽理论，这种屏蔽的效果主要取决于电磁干扰源的频率、与屏蔽装置之间的距离以及电磁干扰场的特性——电场、磁场或者平面波。①导体带。使用铜或铝带要吧简单快速地建立一种直接的屏蔽和低阻连连接或总线。它们对于临时的解决方案和相对永久的解决方案来说是很方便的。厚度在0.035～0.1mm之间，并且背面带有导电黏合剂以便安装。如果使用铜导电带，其通过电阻约20mΩ/cm2。应用场合：电气屏蔽罩;发生故障时泄露点定位;作为一个应急的解决方案，将塑料连接器变成金属的、屏蔽普通的扁平电缆等。②网状屏蔽带和拉链式外套。涂锡的钢网带：主要用来安装在一个已经装配好的电费护套上作为一种易安装的绷带型的屏蔽罩。为了降低电费的磁场辐射或敏感问题，钢网带是一种有效的解决方案。拉链式屏蔽外套：当有明显迹象表明电费是主要的引起EMI耦合的原因时使用。③EMI密封垫。应用场合：当下述条件存在，并且需要真正的SE时，EMI密封垫是最常用的解决辐射问题、敏感问题、ESD、电磁脉冲和TEMPEST问题的方法。已经把机箱泄漏确认为主要的辐射路径。啮合面不够光滑、平整或不够硬、本身无法提供良好的连接接触。④窗口和通风板的EMI屏蔽：适合对孔径的屏蔽。平面波的大概模型是：SE≈104(-20-lgl)-20lgf式中，SE单位为dB；l为网格或网孔的尺寸，单位为mm；f单位为MHz。当然，随着频率的下降，网孔的屏蔽效率SE的上限受限于金属本身。在近区场，对H场的屏蔽，其屏蔽功率SHE不受频率的影响，可由下式近似得出：SEH≈10lg(πr/l)其中，r为源到屏蔽罩之间的距离，l为网孔尺寸，两者单位均为mm.⑤导电涂料：应用于在系统的塑料外壳建立EMI屏蔽罩、发送现有普通的或恶化的导电表面的屏蔽效能SE、防止ESD或静电积累现象、增大结合面或密封垫片的接触面积。⑥导电箔：铝是一种良导体，在10MHz以下没有吸收损耗，但它对于电场的任何频率都有较好的反射损耗。应用场合请参阅有关资料。⑦导电布：可应用于任何100kHz到GHz级频率范围需要达到30～30dB衰减的立体屏蔽场合中。3电磁兼容性新器件新材料的应用3.1电源线滤波器电源线滤波器安装在电源线与电子设备之间，用于拟制电能传输中寄生的电磁干扰，对提高设备的可靠性有重要作用。滤波器允许一些频率通过，而对其它频率的成份加以拟制。根据干扰源的特性、频率范围、电压和阻抗等参数及负载特性的要求，适当选择滤波器。3.2信号阻隔变压器脉冲型(数字或晶闸管门驱动)或模拟隔离式变压器与交流电源中使用的隔离变压器与交流电源中使用的隔离变压器的原理相同，但传输频带却完全不同，有用信号处理对变压器的一些性能要求(例如失真、3dB带宽、损耗、对称性、阻抗、脉冲延时等)非常严格。这种变压器属于宽带设备，最高频率与最低频率的比值fMAX/fMIN达到数十倍。通过在发送端或接收端切断共模地环路，隔离变压器在不改变差模信号的同时拟制共模噪声。由于共模电压是加在变压器一次侧、二次侧的两边，这种隔离器必须具有较高的击穿电压：典型值为1.5kV，某些场合则高达10kV。信号变压器的主要优点是它的简单、耐用、持久和线性，而且价格适中。当频率增加时，其电磁兼容性能下降。应用场合：当需要环路隔离时，其频率范围从直流到几十MHz；在低噪声和低失真条件下传输模拟小信号(≤10mV)时，信号线上可能存在几V至几kV的共模电压；在晶闸管应用电路中，将触发器驱动电路与共模电压隔离；作为一个现场解决方案，可用来切断一个地环路和搭建一个平衡连接或非平衡连接传输线路。3.3电源隔离变压器、电源稳压器和不间断电源(1)电源隔离变压器普通的隔离变压器可以在低频范围切断主电源线的接地环路。当频率升高时，电气隔离由于一次侧间寄存电容C1-2的存在而下降。为了减少寄生电容的影响，可以使用落系、螺旋状、分立式的一次和二次绕组，这样可以将寄生电容减小为原为的1/3～/10。(2)法拉第屏蔽变压器在一次和二次线圈之间包着一层铝箔或铜箔，并使之不与线圈接触以免形成短路。法拉第屏蔽或静电屏蔽层接地。应用范围如下：应用于入室电源或电源分配箱上，作为简单1：1的隔离变压器，隔离50/60Hz的地环路；在同一系统中的某一部分重新产生对地保持中性的交流电源，与总电源分配点保持电气隔离；应用于当系统中存在很大的对地漏电电流时，防止过渡频繁触发系统中的接地故障检测器；可以与电源线滤波器结合使用，电源线滤波器的衰减特性仅开始于几十或几百kHz以上。3.4暂态抑制器变阻器和固态变阻器(transzorbs)是具有非线性V-I特性曲线的元件，可以作为稳压元件。当电压通过该器件后就被箝位在等于或大于击穿电压VBR的电压值上。该器件的响应速度快，但在处理的能量值上有一定限制。3.5搭接、接地连续性和减少RF阻抗器件①接地编织层或金属带宽而扁的导线比同样横截而积的圆导线具有较小的电感。作为优先的选择参考，可以使用：扁平金属带;带有扁平接地端子的扁平编织层；圆形、多股绞线的跳线。②印制电路板(PCB)接地垫片。为了建立一个更直接的低阻扰电磁干扰电流接收器，需要使用接地垫片。通常在树脂型垫片中间有一个弹簧夹，用以在一边的OV铜板上和加一边PCB的安装底盘上提供较强的可靠压力。由于弹簧是铜锡材料制成的，电气接触性能良好，接触电阻为mΩ数量级。③金属电费线槽及其肥共的金属编织层。金属电缆托架、公共导线和金属编织层的作用是传输几个相互连接的设备之间的部分接地EMI环流。可以把它看作是不同底盘或地线之间的共模短路通道，但实际上除了直流或交流50/60Hz，这种方法不能应用于较长的距离;可用于计算机室、工厂车间或其它有许多非屏蔽电费的大型场地，不可能或很难将它们换成屏蔽电费或装入管道。④地阻抗减小，垫高的金属底板接地衬垫。为了减少传导瞬态干扰的输入和周围环境射频场对系统的影响，可以通过设置室内参考接地板或接地网络加以改善。通过这种方法，可以很容易地在高达几百MHz的频率上达到20dB的改善，也可以减少在同一个房间里的不同设备之间的地电位偏差。另一种技术：在室内，建议安装抬高的金属底板(RMF)，利用地砖的筋条作为接地参考栅格；把把塑料减震垫片换成导电减震垫片，就可以建立很好的、持久的电气连接。⑤临时接地板。这种后各解决方案最初是IBM公司的安装规划工程师们使用的，即安装一块铜板或电镀钢板。对于那些没有“实际地”的场合，由于临时接地板与建筑特结构之间有较大的电容(300～1000pF)，这给电磁干扰滤波器、瞬态保护器和隔离变压器的法拉第屏蔽层提供了有较的吸收装置。在高频端，这种虚地比长的、绿的或黄绿的接地导线更有效。4结语在实际EMC测试应用中除了通过标准资格实验室的鉴定测试以外，还有两种可行的方法也是被业界所认可的：TCF和SelfCeritification(自检证明)。抗干扰能力测试是十分实用的测试项目。实现电磁兼容的最好办法是，将所有的数字及模拟电路均视为对高频信号响应的电路，用高频设计方法来处理电费屏蔽、PCB布线和共模滤波。采用整块地平面和电源面也很重要，对模拟电路也该如此，这样做有利于限制高频共模环环。大多数瞬态干扰均属高频，并产生很强的辐射能量。

在单片机电路用常常需要用三极管来做开关管来使用以便驱动一些外设，这里给大家介绍一种方法.当Q1处于临界饱和时，流经R1的电流为Ic=VCC/R1，若Q1的直流增益为β（β有直流增益和交流增益之分，不同的管子差很大），则流经R2的电流为Ib=Ic/β=（Vin-Vbe）/R2，Vbe为基极与射极间的管压降，对硅管来说约为0.6V，对锗管来说，约为0.3V，此时的Vin=Ib*R2+Vbe。若要令Q1处于深度饱和状态（即开关闭合状态），Vin应大于临界饱和值，即Vin>Ib*R2+Vbe，Vin=Vbe+（Vcc*R2）/（β*R1）。若要令Q1处于截止状态（即开关打开状态），只需令Vin此外，三极管还可实现反相器的功能。当PWM1为高时，Q1导通，PWM2为低；当PWM1为低时，Q1截止，PWM2为高。当驱动H桥时，只需产生一路PWM信号，再令三极管实现反相，便可得到两路占空比互补的信号。文章来源网络

BTS7960大功率直流电机驱动板电路图与PCB【简要说明】一、尺寸：长76mmX宽65mmX高28mm二、主要芯片：BTS7960、lm2576三、工作电压：控制信号直流3V至12V;驱动电机电压6V至27V四、可驱动直流（6V至27V之间电压的电机）五、最大输出电流43A六、特点：1、具有信号指示和电源指示2、转速可调3、抗干扰能力强输入全光电隔离4、内部具有续流保护5、可单独控制一台直流电机6、PWM脉宽平滑调速（可使用PWM信号对直流电机调速）7、可实现正反转8、此驱动器非常适合控制飞思卡尔智能车，驱动器压降小，电流大，驱动能力强适用场合：单片机学习、电子竞赛、产品开发、毕业设计。。。。。。BTS7960智能功率芯片中文资料BTS7960是NovalithIC家族三个独立的芯片的一部分:一是p型通道的高电位场效应晶体管，二是一个n型通道的低电位场效应晶体管，结合一个驱动晶片,形成一个完全整合的高电流半桥。所有三个芯片是安装在一个共同的引线框,利用芯片对芯片和芯片芯片技术。电源开关应用垂直场效应管技术来确保最佳的阻态。由于p型通道的高电位开关，需要一个电荷泵消除电磁干扰。通过驱动集成技术，逻辑电平输入、电流取样诊断、转换速率调整器，失效发生时间、防止欠电压、过电流、短路结构轻易地连接到一个微处理器上。BTS7960可结合其他的BTS7960形成全桥和三相驱动结构。图框如下：应用实例下图是智能功率芯片BTS7960是应用于电机驱动的大电流半桥高集成芯片智能功率芯片BTS7960是应用于电机驱动的大电流半桥高集成芯片，它带有一个P沟道的高边MOSFET、一个N沟道的低边MOSFET和一个驱动Ic，如图1所示。集成的驱动Ic具有逻辑电平输入、电流诊断、斜率调节、死区时间产生和过温、过压、欠压、过流及短路保护的功能。BTS7960通态电阻典型值为16mQ，驱动电流可达43A。智能功率芯片BTS7960是应用于电机驱动的大电流半桥高集成芯片，它带有一个P沟道的高边MOSFET、一个N沟道的低边MOSFET和一个驱动Ic，如图1所示。集成的驱动Ic具有逻辑电平输入、电流诊断、斜率调节、死区时间产生和过温、过压、欠压、过流及短路保护的功能。BTS7960通态电阻典型值为16mQ，驱动电流可达43A。BTS7960的引脚Is具有电流检测功能，正常模式下，从Is引脚流出的电流与流经高边MOS管的电流成正比，若RIS=lkQ，则VIS=Iload／8．5；在故障条件下，从Is引脚流出的电流等于IIS(1im)(约4．5mA)，最后的效果是Is为高电平。如图3所示，图3(a)为正常模式下Is引脚电流输出，图3(b)为故障条件下IS引脚上的电流输出。文章来源网络

数字多用表是常用的测量仪器，目前市场常见的是3.5（三位半）和4.5手持表，用于一般测量，另外高端的则是6.5位以上的台式表，价格较高，用于高精度测量。随着电子技术的进步，高性能低成本的器件层出不穷，使得制作一部低档的6.5位数字多用表成为了可能，这里介绍这款六位版，就是在性能上、功能上和成本上综合考虑的一种设计实现方案。设计思想：选用成品的通用元件：高端DMM采用以恒温深埋齐纳基准——前端为DualJFET的混合低噪声运算放大器——多斜率积分高速高分辨率ADC为主轴的测量系统，其中每个部分的制作难度都非常高，而且需要昂贵的仪器进行调试、校准，这样的要求在业余条件下是难以满足的，所以这里采用了相对低成本可靠通用IC精密带隙基准——单片低噪声斩波稳零放大器——24Bits低噪声ΣΔADC来替代，这样的既可以减少元件采购难度，降低整体成本，最重要的是能得到可靠的性能保证，就是说可以根据DataSheet上标明的最差指标可以计算出系统的整体性能。放弃高电压，大电流量程：首先对这些量程进行高精度测量本身难度就非常高，而且对系统的输入选择、保护系统提出了很高的要求，元件质量要求高，pcb面积占用大，最重要的是要为用户人身安全负责，为了避免出现安全问题所以没有设置危险的测量量程。放弃长期稳定性：要靠数字多用表本身来保证长期稳定性意味着整个系统每个部分都要有很高的长期稳定性，基准要用深埋齐纳基准，分压电阻要用精密电阻网络等等，成本会显著提高，相对而言购买或制作标定好的基准（LYMEX有售）要便宜的多，而且在进行对比测量时可以将整体的精度提高到接近外部基准的水平。放弃交流测量：由于没有设计交流测量系统的条件,所以没有做.采用手持设备架构：由于现代MCU的集成度非常高,开发工具越来越简便,加之笔者最近在学习STM32,所以就做成手持设备了.总的讲设计要素的优先关系如下：低成本〉小巧〉低功耗〉高性能功能和指标：电源:3.0V~6V供电可用单节磷酸铁锂(3.2V),单节钴酸锂(3.7V),单节锰酸锂(3.6V),三节碱性电池(4.5V),三节镍镉或镍氢电池(3.6V),功耗250mW（开启数据保存）,2.9V低电压关机（为了保护锂电避免过放电），软件电源开关，待机电流测量：1ppm分辨率1ppm噪声5ppm线性度1ppm温度系数。电流测量100mA,10mA,1mA压降电压测量100mV,1V>10G高阻抗输入，10V，100V9M低阻抗输入（新版批量采购1.1M的电阻就是标准的10M，后文详述）。电阻测量100R1K10K100K1M采用恒流方式（对应为1mA,1mA,100uA,10uA,1uA）开路电压5V，支持4线模式。温度测量采用PT100传感器，可处理到-200摄氏度~850摄氏度，分辨率0.01度。除温度测量外都有25%的超量程测量（例如1V可测到1.25V）当开启自动量程转换时连续三个测量读数都超量程时向上换档，连续三个测量读数都欠量程（系统和软件：支持SD卡数据存储，导入校准数据，从SD卡更新固件（新版功能）。支持实时时钟，可设置自动关机，以及定时唤醒数据采集模式。支持自动量程，0位补偿，数字滤波。带有简单的帮助。设计原理电源系统：电池供电，首先经过有Q71构成的反接保护电路，之后分为两路，一路经HT7130稳压到3.0V供MCU，另一受Q72的控制作为外设的电源，它连接至两个由LT1372构成的Boost升压器，分别升至15V（供欧姆电流源和OLED偏压）和5V（供模拟部分）这里采用HT7130主要是考虑到其且具有极低的静态功耗,特别适合为待机的MCU供电。DCDC变换器采用LT1372是因为其低成本，且该器件具有NFB功能，可以方便的构成Cuk拓扑结构，组成负电压输出的开关调节器（新版要用到+-15V），虽然由于静态功耗较大，在小电流输出下效率较低，但总体上还是不错的。MCU系统：MCU采用STM32F103R6T6（其实101系列就行，但是市面上没有零售）靠内部的RC振荡器工作在20MHz的频率上（更快没实际意义，且更费电），后备电池使用0.22F的超级电容，（为了兼容性，又做了个100uF钽电容的焊盘）RTC晶振使MC-3066pF32.768K,注意要接入200K的R66否则容易振坏。MCU使用5线SWD端口进行Flash烧写和调试。PA0构成软件电源开关，可以从待机模式唤醒MCU。OLED使用串行模式，4X3矩阵键盘，SD卡采用SPI模式。其他端口用来控制模拟板。输入选择：先看电压-电阻部分继电器K1选择将HI输入端子直接接入模拟开关或者进行分压。继电器K2选择将欧姆电流源注入HI或者LOW。上面的两个继电器都使用磁保持型的，避免长期通电发热导致热电势误差。HS，LS，以及HI的输入通过R01-R06以及R17-R1AD17-D16组成的保护电路被限制在+-2.0V，然后加上从9串：11并的1.1M分压阵列99：1分压后的电压一起进入8选一模拟开关。电流部分先经过500mA熔断器-全桥的保护电路，经过继电器选择接入100R10R或1R的分流电阻，其上的压降取出后也被送入模拟开关，U01A构成的跟随器将提升二极管桥中点的电位至电流输入端子电位，从而减小了他们的漏电流。U01B为测量系统提供中点参考电位(也就是LOW端子的电位)。这里需要提下的是分压电阻采用了50ppm的晶圆电阻构成阵列，下面PCB敷铜均温，从实际效果看还是非常不错的。U01由于要求不高所以采用了低成本的MCP6002。模拟开关原计划用MAX328的，但由于货源原因，用ADG508代替了。程控放大：这里采用了AD8629作为主放大器，该器件为低噪声斩波稳零放大器，U20A根据U27选择的反馈信号配置成X1或X10放大器，U20B是一个驱动驱动容性负载的缓冲器，用以驱动ADC。同样的这里的分压电阻采用了3串：3并构成的9:1分压器，由于要求不高模拟开关采用了采用了高速CMOS的74HC4053RefandADC:U44是2.5V精密带隙基准，采用ADR421B他能稳定地驱动1uF的容性负载，最大3ppm/C的温度系数，1.5uVpp0.1~10Hz噪声U43采用24Bit低噪声ΣΔADCLTC2440可提供接近21Bits的有效位。U41为低噪声LDO调节器LP2985，为模拟部分提供5V电源。欧姆电流源：U31为低偏置电流精密运放AD706，其中U31A和Q31起到参考电压缩放-转移的作用，将2.5V的基准转换成比标准电阻（RJ31~RJ34）公共端低1V输入到U31B的正，模拟开关用于选择4个标准电阻（开尔文接法），Q32是PJFET受U31B控制保持标准电阻两端的电压为1V，Q33~Q35与D31组成保护电路（Q34,Q35实际为高反压PNP管2N6520，Q33为低漏电流N-JFETPN1117A）。DZ1与R30构成降压电路使得U31B的输出能足够的正使Q32截止。文章来源网络

如何处理接地和去耦的重要布局问题？如何应对寄生阻抗和接地电流？……面对这些问题，我们将进行一系列的详细讲解，今天主要讲讲接地。图1显示信号源与负载之间隔开了一段距离，接地G1和G2通过一个回路连接起来。理想情况下，G1和G2之间的接地阻抗为0，因此接地回路电流不会在G1和G2之间产生一个差分电压。图1.在电路中的任何一点，电流的算术和为0，或者说流出去的必会流回来。若G1和G2之间的阻抗为0，则G1和G2之间无差分电压。遗憾的是，让回流路径保持零阻抗是不可能的，接地回路阻抗在接地电流作用下，会在G1和G2之间产生一个误差电压ΔV。图2.接地阻抗中流动的信号和/或外部电流产生误差电压ΔV。G1和G2之间的连接不仅有电阻，还有电感。出于本文目的，这里忽略杂散电容的影响。但在该系列的下一篇文章中，您会了解到电源层和接地层之间的电容是如何帮助高频去耦的。无焊试验板，制成的电路看起来可能类似于图3所示的电路图3.采用无焊试验板的电路G1和G2之间流动的电流可以是信号电流或其他电路引起的外部电流。您可以看到图3试验板中的总线阻抗如何既有阻性元件又有感性元件。接地总线阻抗是否会影响电路运行，不仅取决于电路的直流精度要求，而且取决于模拟信号频率和电路中数字开关元件产生的频率分量。如果最大信号频率为1MHz，并且电路仅需要几毫安(mA)电流，那么接地总线阻抗可能不是问题。然而，如果信号为100MHz，并且电路驱动一个需要100mA的负载，那么阻抗很可能会成为问题。大部分情况下，由于“母线(busswire)”在大多数逻辑转换等效频率下具有阻抗，将其用作数字接地回路是不能接受的。举个例子：例如，#22标准导线具有约20nH/英寸的电感和1mΩ/英寸的电阻。由逻辑信号转换产生的压摆率为10mA/ns的瞬态电流，在此频率下流经1英寸的该导线，将形成200mV的无用压降：对于具有2V峰峰值范围的信号，此压降会转化为约10%的误差（大约3.5位精度）。即使在全数字电路中，该误差也会大幅降低逻辑噪声裕量。对于低频信号，该1mΩ/英寸电阻也会产生一个误差。例如，100mA电流流过1英寸的#22标准导线时，产生的压降约为：一个2V峰峰值范围的信号数字化到16位精度时，其1LSB=2V/216=30.5μV。因此，导线电阻引起的100μV误差约等于16位精度水平的3.3LSB误差。图4显示了模拟接地回路中流动的高噪声数字电流如何在输入模拟电路的电压VIN中产生误差。将模拟电路地和数字电路地连接在同一点（如下方的正确电路图所示），可以在某种程度上缓解上述问题。图4.模拟电路和数字电路使用单点接地可降低高噪声数字电路引起的误差效应。接地层在当今系统中必不可少在无焊试验板中，甚至在图3所示的采用总线结构的电路板中，能够用来降低接地阻抗的手段并不多。无焊试验板在工业系统设计中是非常罕见的。实接地层是提供低阻抗回流路径的工业标准方法。生产用印刷电路板一般有一层或多层专门用于接地。这种方法相当适合最终生产，但在原型系统中较难实现。图5显示了一个包含模拟电路、数字电路以及一个混合信号器件（模数转换器或数模转换器等）并针对PCB的典型接地安排。图5.针对混合信号系统PCB的良好接地解决方案。模拟电路和数字电路在物理上相隔离，分别位于各自的接地层上。混合信号器件横跨两个接地层，系统单点或星形接地是两个接地层的连接点。您应当知道，关于模拟接地和数字接地，还有其他已被证明有效的接地原理。然而，这些原理全都基于同样的概念——分析模拟和数字电流路径，然后采取措施以最大限度地减少它们之间的相互影响。希望大家已经了解到接地对于你们当前和未来设计的重要性。

磁环使用6mm磁环,L1、L2用0.23mm漆包线绕8+8匝,L3、L4用0.18mm漆包线绕28+28匝驱动1WLED电流可以轻松超过450mA,甚至500mA,电路效率高于70%.整个电路成本很低,很容易DIY.

将无线充电带入大众视野当数苹果与三星两大手机厂商：2015年，三星发布了支持无线充电的手机—GalaxyS6；2017年，iPhone8以及iPhoneX成为苹果首款支持无线充电的手机。此后，华为、小米等国内手机厂商也纷纷试水无线充电，这项技术也一度成为中高端手机新趋势。无线充电产品以其便利性，可靠性，安全性越来越受到消费者的追捧。除手机以外，越来越多支持无线充电的TWS无线耳机，智能手表等可穿戴设备不断涌入市场。与此同时，不同种类的无线充电设备也逐渐融入我们的生活场景，如宜家推出配有无线充电底座的台灯，小米推出30W超级无线闪充充电器等。无线充电系统主要由电源、无线充电发送器和无线充电接受器三部分构成。上图为整个系统的组成主件，下图所示为其电路示意图。无线充电系统是如何工作的呢？以下为其工作原理的简要介绍：·无线充电发送器(Tx)通常由一个5V至20V的直流输入电源供电，这个电源来自AC/DC电源适配器或USB端口。一些特殊应用（如手机反向无线充电）也可能为电池供电。·无线功率控制器可驱动半桥或者全桥变换器来传输能量，并通过与接收器的通讯来调节传输功率。·发送器线圈通过电磁感应传输电力，能量被耦合到无线功率接收器(Rx)中。接收器通过一个类似的线圈来接收能量，并通过整流及功率变换电路（如充电电路）为后级提供能量。·接收器可通过通信接口发送命令来调节充电电压，还可以在收到充电结束的指示后，完全终止功率传输。为提高无线充电系统的工作效率，无线充电发送器(Tx)中线圈所需母线电压Vbus可设计为随着传输功率的大小而变化：满载充电时，传输功率最大，母线电压升至最高；待机状态时，传输功率最小，母线电压也随之降为最低。前文提到过，无线充电发送器的电源Vin可能来自AC/DC电源适配器或USB端口（5V至20V），也可能为电池供电，有着较宽的电压范围。为匹配不同的电源电压和发送器线圈所需母线电压，在Vin与Vbus之间可使用DC/DC变换器来调节电压，而DC/DC变换器拓扑主要取决于电源电压Vin和线圈所需母线电压Vbus之间的电位关系。例如一款30W的无线充电器，输入电压Vin为12V电源适配器提供，母线电压Vbus设计为在2V至20V范围内调节，此时就需要升降压变换器来满足Vin与Vbus之间的电压匹配。有些无线充电器设计为节省成本，选择牺牲待机功耗，在待机状态下发送线圈母线电压设计为输入端电压，则只需要升压芯片来满足充电时Vbus电压要求即可。文章来源网络

华为新机型与老机型快充头的规格完全相同，输入电压范围都是100V-240VAC，输出则支持5V2A、9V2A和10V4A，最大输出功率仍为40W。为了实现完美的防水和散热，实际生产中的华为超级充内部是灌胶的，接口部分也有绝缘胶片，但要是那样便很难看清它的内部状况，所以我在这里展示的是它没有灌胶和采取防水措施前的样子，你可以在看到下面的图片以后对相关的部分进行脑补，也可以再等一等，我有可能会写新的文章来做更多的介绍。这些照片把老机型和新机型做了对比，老机型在左，新机型在右。从这种对比可以看出，两者的外壳完全相同，PCB板形状除边沿外几乎无变化，板上元件布局几乎相同，新机型的输出电容量略有降低（从680µFx2变成470µFx2），平板变压器的外观厚度略有增加（这里有玄机的，以后再谈），其中使用的平板线圈则明显变薄了。我们都知道平板变压器的平板线圈是由多层PCB构成的，层数越少则厚度越薄，相应的成本也越低，由此可见新机型的成本是更低了的，或许可以和使用传统变压器相比肩了。如果你还记得去年的老机型的优势是什么，或者你是按照前文顺序阅读下来，还点开链接欣赏了我旧作的内容，你就应该知道去年的老机型中使用了一款型号为XDPS21061的定制器件作为它的初级控制器，它的中文称呼是“强制频率谐振式反激控制器”，其关键特性是利用一个新增的绕组在DCM工作期间强制插入一个脉冲使主绕组开关节点上的谐振电压达到更低的程度，主开关借此机会导通即可实现降低损耗、提高效率的效果，但我当时也说了它有很多参数需要进行特别的配置，要掌握得恰到好处还是有一定难度的，因而这个问题是需要在新的设计中加以升级处理的。实际上，我们今天看到的新机型就已经在上述问题的解决方面前进了一步，下面的对比照可以让我们看到改变以后的结果。看图片时请忽略新板上的隔离片已经被剪掉一部分的显示效果，它本来是完整的，只是这块样板已经被人动过手脚了，而我并无更多资源可以让你看到更好的样子，所以就只能这样了，你在前面的图片中也可以看到类似的痕迹。XDPS21061的封装是爬虫似的SOP大封装，新设计使用的控制器则是QFN小封装，引脚比前者多了许多。将白色的塑料隔离片取下以后可以让我们看得更清楚：放大照片可以清晰地看到控制器上的编码信息AG=6DGDY，呈现出典型的立锜编码风格。它有很多引脚的外面并无任何连接，说明它们都是闲置未用的，这在惜脚如金的IC领域又给人留下了许多可以想象的空间。这颗器件同样是华为定制，因而也没有公开的规格书可以供人查阅，但我还是得到了它的简化原理图：它是和立锜科技的RT7205A一起构成系统的，RT7205A在老机型中就出现过了，现在的新机型也是用的它，说明它的生命力还是很旺盛的。与XDPS21061的原理图相比，新款控制器的原理图其实差不多，但是它有了一个名为PHASE的端子，外面还有一个电感，VDD端只有一个外接电容，这提示我们它使用了一个Boost转换器来为自己供电，这个设计的作用是很明显的：当开关电源的输出电压很低时，它可以将从辅助绕组上整流出来形成的低电压提升以后再为自己供电，这样便可以满足低输出电压应用的需求，而辅助绕组的匝数却不需要很多，这会不会是变压器里的平板变薄的原因呢？自从对华为手机有了信心以后，我也一直在等待自己的第一款华为手机。当P30pro发布以后，一位领导在第一时间送了一台给我的一位师兄，我在看到以后实在是爱不释手，立马下单自己买了一台最高规格的，这完全解决了我的容量之忧，拍照、录像更是爽爽的，远拍、近拍都可以随便玩，你在上面看到的这些照片就是这台机子的功劳，我在拍摄的时候它会自动进入超级微距模式，让我省心了许多，同时也让我去年购买的近拍镜头失去了存在的价值。因为有P30pro在手，它的原配充电器也是这款40W超级充的老机型，所以我在得到这款新型号以后就有机会实际使用了，充电中的外壳温度有了明显的降低，这让我感觉很好，但也有点遗憾，是不是自己买得太早了呢？当然这只是一句玩笑话，毕竟我已经享用很久了，怎能在这个时候感觉有遗憾呢？新机型的温度明显降低，而老机型的温度也可以接受，这说明新机型的充电功率是可以更大的，关键是看负载有没有这个需要，需要的时候就可以释放它的能力了。之所以新机型有更低的工作温度，实际上是它所使用的控制器的性能更好了，它的促成ZVS即零电压切换的能力更高，因为它的辅管脉冲宽度可以是自动变化的，会自动寻找到最佳的谐振状态，因而切换损耗更低，效率更高。这种更高到底到了什么水平？是否符合明年将要实施的欧盟ERPVI?对未来又有何影响？限于篇幅就不谈了，我们以后再叙。文章来源RichtekTechnology，作者郑刚

霍尔电压测量对半导体材料表征具有重要意义，因为从霍尔电压和电阻率可以导出传导率类型、载流子密度和迁移率。在应用磁场后，可以使用下面的I-V测量配置测量霍尔电压：把正磁场B垂直应用到样本，在端子3和端子1之间应用一个电流(I31pBp)，测量端子2和端子4之间的电压下跌(V24pBp)。颠倒电流(I31nBp)，再次测量电压下跌(V24nBp)。这种颠倒电流方法用来校正偏置电压。然后，从端子2到端子4应用电流(I24pBp)，测量端子1和端子3之间的电压下跌(V13pBp)。颠倒电流(I24nBp)，再次测量电压下跌(V13nBp)。颠倒磁场Bn，再次重复这一过程，测量电压下跌V24pBn、V24nBn、V13pBn和V13nBn。从8项霍尔电压测量中，可以使用下面的公式计算平均霍尔系数，RHC和RHD是霍尔系数(cm3/C)，计算出RHC和RHD后，可以通过下面的公式确定平均霍尔系数(RHAVG)，从范德堡法电阻率(ρAVG)(表示为输出参数Volume_Resistivity)和霍尔系数(RHAVG)中，可以计算出霍尔迁移率(μH)。文章来源网络

人们通常使用范德堡法(vdp)推导半导体材料的电阻率。这种四线方法用在拥有四个端子、均匀厚度的小的扁平形样本上。电流通过两个端子施加到样本上，透过相反的两个端子测量电压下跌，如图1所示。使用图2所示的SMU仪器配置，围着样本的边缘重复测量8次。然后使用这一串8项电压测量(V1-V8)和测试电流(I)来计算电阻率(ρ)，ρA和ρB是体积电阻率，fA和fB是样本对称度的几何因数，与两个电阻比率QA和QB相关。公式如下：文章来源网络

线性稳压器非常简单，有的就只有三条腿：输入VIN、输出VOUT和地GND。下图是一个SOT-23封装的线性稳压器的引脚布置图：它们的应用电路也极简单，输入、输出端各加一只电容就可以了。这么简单的电路当然无法满足所有应用的要求，于是各种变化应运而生。这颗RT9013加入了使能信号EN，需要输出的时候要使EN端变成高电平，不需要的时候将EN变成低电平即可。这颗很有名的RT9193有一个BP端，外接一颗电容可以达成低输出噪声的效果，看起来就比前者复杂一点。这颗RT9059也是线性稳压器，它的电路更复杂。新增的PGOOD是典型的输出状态指示端，利用它的不同状态，系统中的其它元件可以知道它的输出是否是正常的。VIN的功能与前述其他器件的相同，都是转换器的电源输入端子，VDD则是线性稳压器调整管驱动电路的供电端，它的存在可以使VIN和VOUT之间的压差最小化，但是成本却又不至于太高。这是RT9059的可调电压版本，ADJ的出现只是为了让你更容易地设定自己需要的输出电压，它只是一个反馈端子而已。其他没有这个端子的器件不是没有反馈，只不过被放到了IC内部而已。通过这个RT905的内部电路框图可以看到有没有ADJ端的差别不过是其中的一个开关被接到了不同的位置而已。当ADJ没有在引脚上出现时，反馈信号是通过内部电阻从VOUT端引回去的。有了ADJ，你就需要自己外加电阻反馈路径，但同时提供了自行设定输出电压的自由，你甚至还能很方便地任意调节电路的响应特性。上面提到的这些线性稳压器，全都是采用MOS工艺制作的，它们的VIN到VOUT之间都有一个MOSFET，但却分为两种类型，一种是n-MOSFET（n沟道增强型MOSFET），一种是p-MOSFET（p沟道增强型MOSFET）。上图是RT9059的内部框图，它的调整管是VIN到VOUT之间的n-MOSFET，而其他的几个型号都是p-MOSFET，以RT9013这款性能很好的器件为例，它的框图如下图所示：n-MOSFET的物理结构和其沟道的形成条件如下图所示：此图摘录自RobertL.Boylestad和LouisNashelsky所著的《ElectronicDevicesandCircuitTheory》（NinthEdition，中文书名为《模拟电子技术》，由李立华、李永华、徐晓东、王莹等翻译，电子工业出版社出版），左侧图6.32是n沟道增强型MOSFET的物理结构图，右侧图6.33是这种管子沟道形成的示意图，我们由此可以了解n-MOSFET是如何进入工作状态的，请在下图中了解它的漏极特性（来源同前）。如果换成p-MOSFET，其结构和特性就颠倒了，请参看同一来源的下图：增强型MOSFET的漏极和源极之间是没有天然的沟道存在的，这样它们就不会在栅极不存在驱动信号时导通，用它们做调整管时就不会有电流自动从VIN流动到VOUT，直到栅源极间电压高于其开启电压（对n沟道而言）或低于其开启电压（对p沟道而言），漏源之间才会出现可以测量到的电流，输出端才能得到我们希望的电源供应。采用p-MOSFET为调整管的线性稳压器以其源极作为输入端，所以它的驱动电路只要输出比输入电压低的电压就可能使之导通，因而并不需要使用外加电源即可进入工作状态，其实现电路就可以做得非常简单。采用n-MOSFET为调整管的线性稳压器，它的输出端即是调整管的源极，它的驱动电路必须输出比输出电压更高的电压才能使其导通，而高出的幅度必须高于该调整管的开启电压VGS(th)。要提供比源极也就是输出端高出VGS(th)以上的电压，如果该驱动电路以VIN为电源，那就要求VIN必须比VOUT高VGS(th)以上。如果这一条件不满足，就需要想别的办法。有的设计会采用内置电荷泵电路以倍压的方法来提高驱动电路的供电电压，而RT9059使用的方法是另外引入一个电源VDD。这种做法通常会要求VDD电压要高于VIN电压，在满足驱动要求的同时，可以在VIN和VOUT之间得到压差很小的效果，这对线性稳压器来说是很重要的一项指标。RT5095可以做到3A输出时的压差仅有350mV，这意味着它的导通电阻典型值低到了117mΩ，你可以用这个数据计算某个电流下的最小压差是多少。在下图所示的推荐工作条件中，我们可以看到RT9059希望VDD电压要比输出电压高1.5V。需要注意的是在VDD>VOUT+1.5V的要求中并没有出现VIN，所以我们是可以使VIN和VDD是同一个来源以简化设计的，只是为了得到同样的性能，这时需要让VIN>VOUT+1.5V，这也就是上面提到的第一种方法。如果这个条件得不到满足，器件的负载能力就得不到保证。当然啦，这样做又带来一个问题，由于VIN–VOUT太大，器件在大负载情况下的发热问题是很严重的，使用者需对此进行充分的评估。实际上，如果观察比较一下大多数器件，就会发现大电流器件多用n-MOSFET来实现、小电流器件多用p-MOSFET来实现，但也不尽如此，RT9172/RT9033（负载能力3A）、RT9183（负载能力1.5A）、RT9187（负载能力1A）等器件就是用p-MOSFET来实现的。如果仔细搜索，你还能看到更多的可选型号，它们都是为了满足各种不同应用的需要而生的。既然使用n-MOSFET作为调整管的线性稳压器用起来那么复杂，为什么不直接用p-MOSFET来做呢？这就涉及到钱的问题了。n-MOSFET利用电子作为载流子在沟道中流通形成电流，阻力小；p-MOSFET利用空穴在沟道中流通形成电流，阻力大。要形成同样小的电阻，p-MOSFET就要占用比n-MOSFET更大的空间，因而成本也就更高。现实中的很多系统都存在多种电压，利用其中的更高电压来为线性稳压器形成驱动电压，基本上不会多花什么钱，咱们干吗不利用呢？这大概就是采用这种稍显复杂的设计的原因吧！文章来源RichtekTechnology，作者郑刚