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几种常见的开关电路

三极管和MOS管常常在电路中充当开关作用,根据管子的位置有两种配置:高管(2,4)和低管(1,3),如下图所示

高管的控制电路如下所示

低管的控制电路如下所示

如果控制电压和电源电压不兼容,可以前面加一级三极管驱动,如下图所示

三极管和MOS管做开关用时候的区别:
1、三极管用电流控制,MOS管属于电压控制。
2、成本问题:三极管便宜,MOS管贵。
3、功耗问题:三极管损耗大。
4、驱动能力:MOS管常用来电源和大电流地方开关电路。

实际上就是三极管比较便宜,用起来方便,常用在数字电路开关控制。MOS管用于高频高速电路,大电流场合,以及对基极或漏极控制电流比较敏感的地方。一般来说低成本场合,普通应用的先考虑用三极管,不行的话考虑MOS管。

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另外一种电路仿真软件

目前常用的电路仿真软件有Multisim、LTspice IV、Ti-Tina, 其中后两种可以免费下载使用,它们各有自己特点,现在另外一种商用电路仿真软件Micro-Cap 12也提供免费下载使用。
http://www.spectrum-soft.com/download/download.shtm
它不但包含了丰富的器件库,提供常规的瞬态分析,直流分析和交流分析等等,它还有一些自己的新特性。

参数扫描

设置选定参数扫描步进, 可以把它对系统的影响直接显示结果中,方便用户评估参数对系统的影响。

滤波器设计

它包含了有源和无源滤波器的辅助设计,只有给的滤波器的种类,增益,带宽,截止频率以及纹波要求等等,它直接输出原理图和器件参数。

有源滤波

无源滤波

News:

Effective 7/4/2019, Spectrum Software is closed. Micro-Cap is now free.

Technical support will be available for at least 90 days via email at Support.

You can download the latest versions of Micro-Cap here: Download
You can choose either the executable program or the entire installation CD for MC10, MC11, and MC12. If you have an earlier version, download and use MC12. These new versions do not require the security key, so they make Micro-Cap free to the entire engineering community.

Thank you for the honor and privilege of serving you for the last 39 years.

Spectrum Software

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传感器常见的1-wire总线

美国的达拉斯半导体公司(DALLASSEMICONDUCTOR)推出的单总线(1-Wire Bus)技术,由于接口简单,被广泛应用在传感器接口中。下图是接口是open drain,需要外接上拉电阻,如下图所示

接口的时序要求如下所示

接口总线控制权如下图所示

在总线的驱动实现上通常采用如下几种

  • GPIO(查询或中断)+时钟counter方法
  • Timer的输入output compare+input capture

Maxim Integrated网站上介绍了一种用UART实现1-wire总线的方法:Using a UART to Implement a 1-Wire Bus Master
简单可以直接用上拉电阻

或使用外置open drain电路

通过调整UART的波特率来实现总线时序要求

总之,通过UART来操作1-wire总线,可以大大简化对时序的控制过程。

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SMITH图设计阻抗匹配

进行匹配阻抗的设计可以利用SMITH图软件来辅助设计,前提是需要利用矢量网络分析仪获取当前特征阻抗,如下图所示红色是阻抗图,绿色是导纳图;上半圆表示感性负载,下半圆表示容性负载,中间红线表示纯电阻;

串联器件看阻抗图:
(1)串联电感顺时针移(增加感性)
(2)串联电容逆时针移(增加容性)
并联器件看导纳图:
(1)并联电感逆时针移(增加感性)
(2)并联电容顺时针移(增加容性)  
总之,都是往增加该器件属性的方向移动;

例如特性阻抗50Ω,当前P1点阻抗Z=41-j32 Ω,P1点需要往中心点靠,可以先阻抗图顺时针转,再导纳图顺时针转,即通过串电感,再并电容。如下图,串联16.2nH电感到P2点,再并联3.0pF电容到P3点。

平时做阻抗匹配时不可能完全做到匹配后反射系数为0,通常希望反射系数绝对值小于1/3(这时对应RL≈-10dB,VSWR≈2,反射率≈11%),即下图蓝色区域。

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常见晶振分类和应用

晶振类型很多,根据不同性能可以分为有源晶振和无源晶振、有源晶振分温补晶振、压控晶体振荡器、压控温补晶体振荡器。无源晶振分两种材质石英晶振和陶瓷晶振。

根据晶振的功能和实现技术的不同,可以将晶振分为以下四类:

1)恒温晶体振荡器(OCXO)

这类型晶振对温度稳定性的解决方案采用了恒温槽技术,将晶体置于恒温槽内,通过设置恒温工作点,使槽体保持恒温状态,在一定范围内不受外界温度影响,达到稳定输出频率的效果。

2)温度补偿晶体振荡器(TCXO)

其对温度稳定性的解决方案采用了一些温度补偿手段,主要原理是通过感应环境温度,将温度信息做适当变换后控制晶振的输出频率,达到稳定输出频率的效果

3)普通晶体振荡器(SPXO)

这是一种简单的晶体振荡器,通常称为钟振,其工作原理是去除“压控”、“温度补偿”和“AGC”部分,完全是由晶体的自由振荡完成。这类晶振主要应用于稳定度要求不高的场合。

4)压控晶体振荡器(VCXO)。

这是根据晶振是否带压控功能来分类,带压控输入引脚的一类晶振叫VCXO,以上三种类型的晶振都可以带压控端口。

下图是SX126X参考设计中无源晶振和有源晶振的应用实例