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如何进行电源测量和分析?

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电源是把电能从一台设备转换到另一台设备的元件、子系统或系统,其通常从交流(AC)电源转换成直流(DC)电源。 从个人电脑到军事设备和工用机械, 电子设备的正常运转离不开 DC 电源的性能和可靠性。

电源分成许多不同的类型和规格, 包括传统模拟式电源电源到高效的开关式电源。所有这些电源都面临着复杂的动态工作环境。设备负载和需求在不同时间之间可能会大幅度变化。 即使是商用开关电源, 也必须能够承受突然出现的远远超过平均工作电流的峰值电流。设计电源或设计采用电源的系统的工程师必需了解电源在静止条件到最坏条件下的行为。

从历史上看, 检定电源行为意味着使用数字万用表进行静态电流和电压测量,然后在计算器或PC上麻烦地进行计算。今天,大多数工程师正转向示波器,作为首选的电源测量平台。

现代示波器可以配备集成电源测量和分析软件,简化设置, 更轻松地进行测量。 用户可以定制关键参数,自动进行计算,在几秒钟内查看结构,而不只是原始数字。

电源设计问题指向测量需求

在理想状态下, 每个电源的的行为方式都应与设计使用的数学模型类似。 但在实际环境中, 元件是不理想的, 负载会变化, 线路电源可能会失真, 环境变化会改变性能。此外, 性能和成本需求变化也进一步提高了电源设计的复杂性。

考虑一下下面的问题:

PCB布局设计中格点的设置技巧

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对于IC、非定位接插件等大器件,可以选用50~100mil的格点精度进行布局,而对于电阻电容和电感等无源小器件,可采用25mil的格点进行布局。大格点的精度有利于器件的对齐和布局的美观。

PCB布局规则:

1、在通常情况下,所有的元件均应布置在电路板的同一面上,只有顶层元件过密时,才能将一些高度有限并且发热量小的器件,如贴片电阻、贴片电容、贴片IC等放在低层。

2、在保证电气性能的前提下,元件应放置在栅格上且相互平行或垂直排列,以求整齐、美观,在一般情况下不允许元件重叠;元件排列要紧凑,元件在整个版面上应分布均匀、疏密一致。

3、电路板上不同组件相临焊盘图形之间的最小间距应在1MM以上。

4、离电路板边缘一般不小于2MM.电路板的最佳形状为矩形,长宽比为3:2或4:3.电路板面尺大于200MM乘150MM时,应考虑电路板所能承受的机械强度。

在PCB的布局设计中要分析电路板的单元,依据起功能进行布局设计,对电路的全部元器件进行布局时,要符合以下原则

1、按照电路的流程安排各个功能电路单元的位置,使布局便于信号流通,并使信号尽可能保持一致的方向。

【原创】华大半导体:“MCU今年出货3000万明年一个亿!”

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作者:张国斌

12月20日,业界知名技术盛会ELEXCON2018深圳国际电子展在深圳会展中心1/2/9号馆隆重开幕,作为2018年收尾的技术盛会,ELEXCON2018透露出很多2019年嵌入式技术趋势信息,近日,某互联网大佬放言“2019年可能是过去十年中最差的一年,但却是未来十年最好的一年!” 对于硬件行业,如何看待2019年的趋势呢?

“我们的MCU产品今年全面展开,预计今年出货3000万!去年我们布局没有完成,出货只有300万左右,今年出货量翻了10倍!明年我们出货可以达到一个亿!”在专访全球IC设计公司排名第十的华大半导体时,华大半导体MCU事业部总经理谢文录博士兴奋地透露。“明年无线连接如Lora、智能门锁等会有大的起量,另外,在高速公路管理中会有新的技术需求,因此需求量很大,我们很乐观。”

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什么是单片机的中断响应时间?

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中断响应时间:从外部中断请求有效(外部中断请求标志置1)到转向中断入口地址所需要的响应时间。每个机器周期的S5P2时刻,INTx引脚的电平被锁存到内部寄存器中,待下一个周期查询。

1. 最短时间:中断请求有效,查询后在下一个周期便开始执行一条硬件的子程序的调用(时间是两个周期),然后开始执行服务程序的第一条指令。这样从锁存电平的周期到执行中断服务程序,中间相隔3个机器周期。

什么是单片机的中断响应时间?

2. 最长时间:如果中断信号发生在前面所说的3种情况时,响应时间就要变长:

(1)响应时间取决于正在执行的同级或高级中断的执行时间;

(2)指当前CPU执行的指令是多周期指令,如乘除法指令(4个周期),最坏情况,还要等3个周期。这样响应周期变为3+3=6个周期;

(3)CPU当前执行的指令是RETI或访问IE、IP寄存器时,本指令(1个周期)没有响应,且下一条指令执行完后才能响应,这样附加的等待时间最长不会超过5个周期(1+4)。整个响应为5+3=8个周期。

一位电气前辈的15条忠告,干电气的必看!

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毛主席有句话,从战争中学习战争。高手不是想出来的,如果你不动手就想成为高手,那就和你不下水,就想成为游泳健将一样幼稚。所以在树立正确的价值观后,我们还需要足够的技巧。下面十五个步骤,能帮助你成为一名电气高手。

第一步、关于学习

电气新手往往心浮气躁,拒绝进步,拒绝沉淀,害怕丢脸。菁菁木华不怕丢脸时刻:记住每一个让你丢脸的人,他们是你的贵人。要感激那些给你难堪的人;感激那些给你启发的老师;感激当面给你扔臭鸡蛋的人;时刻反省并不断地提高自己。电气研发设计工作上的时忙时闲,是很正常的事情。缺乏对电气行业的整体认识让新手觉得没有事情做;缺乏与同事的良好沟通让新手没有人去教;缺乏对工作的深入分析让新手觉得没有事情做。学会找事情做,虚心诚恳地去观察,去问问题,就可以摆脱“没事做,没人教”矛盾心态。我们就是这么一步步过来的。

第二步、关于选择城市

电动机必备的保护原理,你知道几个?

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过载保护

当电动机在过负载故障下,长时间超过其额定电流运行时,会导致电动机过热,绝缘降低而烧毁,保护器根据电动机的发热特性,计算电动机的热容量,模拟电动机发热特性对电动机进行保护,过载保护不同脱扣级别对应的特征。

欠载保护

当电动机所带负载为泵式负载时,电动机空载或欠载运转会产生危害,保护器提供欠载保护,当三相的平均电流与额定电流的百分比低于设定值时,保护器应在动作(延时)设定时间内动作或在报警时间内报警。

堵转/阻塞保护

电动机在起动时或运行过程中,如果由于负荷过大或自身机械原因,造成电时机轴被卡住,而未及时解除故障,将造成电机过热,绝缘降低而烧毁电机,堵转保护适用于电动机起动发生此类故障进行保护,阻塞保护适用于电动机运行过程中发生此类故障时进行保护,当电流达到动作设定电流时,保护器应在动作(延时)设定时间内动作或在报警时间内报警。

断相(不平衡)保护

断相(不平衡)故障运行时电动机的危害很大,当电动机发生断相或三相电流严重不平衡时,如不平衡率达到保护设定值时,保护器按照设定的要求保护,发出停车或报警指令,使电动机的运行更加安全。

嵌入式物联网(IoT)的六大硬件设计挑战

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在开发嵌入式物联网设备时,硬件设计被视为物联网产品成功的关键组成部分。为了确保嵌入式物联网产品满足所需功能,功耗低、安全可靠,嵌入式物联网设备制造商在这些设备的硬件设计阶段面临许多挑战。随着物联网的出现,由于连接设备的快速发展,嵌入式系统市场出现了大幅增长。

嵌入式系统在物联网中的作用

物联网(IoT)被定义为一个过程,其中对象配备有涉及硬件板设计和开发的传感器,执行器和处理器,软件系统,Web API和协议,它们共同创建了嵌入式系统的连接环境。这种连接环境允许技术跨多个设备,平台和网络连接,创建一个通信网络,彻底改变我们与世界进行数字交互的方式。例如与我们的环境,社区和家庭的互动和行为,甚至与我们自己的身体。

我们周围的嵌入式系统采用商业系统的形式,如自动售货机,智能信息亭,AC控制器,联网汽车,酒店票据打印机等,它们能够执行独特的各种操作。因此,在设计这些嵌入式物联网系统时,需要针对特定​​功能进行设计,具有良好的产品设计质量,如低功耗,安全架构,可靠的处理器等。但是,设计嵌入式物联网硬件系统不简单。

在嵌入式系统上运行应用程序缺乏必要的灵活性

TTL电平和CMOS电平总结(二)

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TTL和CMOS逻辑器件

逻辑器件的分类方法有很多,下面以逻辑器件的功能、工艺特点和逻辑电平等方法来进行简单描述。

TTL和CMOS器件的功能分类

按功能进行划分,逻辑器件可以大概分为以下几类: 门电路和反相器、选择器、译码器、计数器、寄存器、触发器、锁存器、缓冲驱动器、收发器、总线开关、背板驱动器等。

1:门电路和反相器
逻辑门主要有与门74X08、与非门74X00、或门74X32、或非门74X02、异或门74X86、反相器74X04等。

2:选择器
选择器主要有2-1、4-1、8-1选择器74X157、74X153、74X151等。

3: 编/译码器
编/译码器主要有2/4、3/8和4/16译码器74X139、74X138、74X154等。

4:计数器
计数器主要有同步计数器74X161和异步计数器74X393等。

5:寄存器
寄存器主要有串-并移位寄存器74X164和并-串寄存器74X165等。

单片机C语言编程定时器的两种表达方式

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单片机C语言编程中,定时器的初值对于初学者真的是比较不好计算,因此我总结了以下几种方法。

第1种方法:

#define FOSC 11059200L //晶振的频率
#define TIMS (65536-FOSC/12/1000) //12T mode 对于8051系列单片机通用
//#define TIMS (65536-FOSC/1000) //1T mode STC单片机可以用这个
unsigned int timer0_tick;
int timer0_count;
void Timer0(void) interrupt 1 using 1 //定时器0中断外理
{
TL0=TIMS;
TH0=TIMS>>8;
if(timer0_tick--==0) //加到1000次即1秒
{
timer0_tick=1000;
LED_Timer=~LED_Timer;
}
}

初值的赋值采用的是移位运算:
TL0=TIMS;
TH0=TIMS>>8;

为什么用于开关电源的开关管一般用MOS管而不是三极管

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区别:

1.MOS管损耗比三极管小,导通后压降理论上为0。

2.MOS管为电压驱动型,只需要给电压即可,意思是即便串入一个100K的电阻,只要电压够,MOS管还是能够导通。

3.MOS管的温度特性要比三极管好。

MOS管比三极管最大的有点是所需的驱动功率小,用MOS管做电源驱动时,只需要一个驱动电压信号即可,就可以控制很大的电源电流了(几安培到几十安培),控制很方便,如果用三极管,需要几级推动电路,将控制电流逐步加大,也就是多级放大,常见的方式是达林顿电路,这样在设计电路时就很繁琐了,调试也费劲。

三极管(BJT)是电流控制器件,MOS是电压控制器件,三极管需要较大的控制电流,很多时候需要逐级放大,而MOS管的栅极电流极小,几乎可以忽略,再加上MOS管饱和导通时产生的压降比BJT饱和压降低,所以耗散功率小,效率也更高,所以一般的功率开关管会选择MOS管而不是BJT。

不过MOS管并不是没有缺点的,由于MOS管的栅电容的天然缺点,会影响它的开关速度,同样用途的管子,一般BJT要比MOS的速度更快。

另外MOS管的输入阻抗接近无穷,所以最大程度的分压,用作开关静态时,漏电小,功耗小,可靠。

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