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  • 2015-3-12 09:37
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    如果忽略了容差积累的影响,你就会在完成原型之后遇到种种麻烦。   制造可靠的硬件要求你在设计阶段就应考虑所有的容差。许多参考文献讨论了由于参数偏差引起的有源器件误差,说明如何计算运算放大器失调电压、输入电流以及类似参数的影响,但是考虑无源元件容差的参考文献却寥寥无几。确实考虑了元件容差的参考文献也是从科学家的角度而不是从电路设计师的角度出发的。   然而,只要利用基本的电路公式和元件极限值来计算某个电路参数(如输出电压)在设备生命周期内在最坏情况下的取值范围,你就能够理解最坏情况的设计。最坏情况的设计允许元件数值有一个很宽的范围,由此产生多种多样的解决方案,其中有些解决方案可能是不可取的。    无源元件容差计算   电阻器是所有电子电路的基本元件,所以你应该详细地予以考虑。电阻器规定有购买容差P,你可以用百分比来度量P,常见的容差实例有0.5%、1%、2%、5%和10%。购买容差保证在你得到电阻器时其阻值在标称值之内。一只电阻器的阻值在你购买时通常接近其极限值,这是因为许多制造商在为电阻器容差严格分级时选择并消除分布中心,以便按更严格的容差等级销售。   在装配过程中,诸如焊接等外部应力都会使 电阻器阻值改变。因此,在完工的装配件出厂之前,电阻器阻值变化可能会超过购买容差。因为温度、老化、压力、湿度、装配、阳光和灰尘等的外部应力都会改变元件的成分、尺寸和表面特性,所以元件值在其生命周期内会不断变化。在工作过程中元件值的变化称为漂移容差D,也以百分比来度量。 图   表1示出了估算的电阻器容差。注意,购买容差是与漂移容差不相关的,因为你可以通过微调来降低或消除购买容差,而漂移容差是在正常工作时发生的,除非在测量前系统进行校准,否则就会引起差错。某些电阻器的漂移容差大于购买容差。   电阻器的制造工艺和工作环境决定漂移容差。因为过大的漂移会导致废品,所以制造商们都采用稳定而可控的方法和抗漂移材料来制作容差严格的电阻器。在工厂中将漂移降低到最小的严格工艺和材料控制技术,在现场却不能将漂移降至最小。表1中的漂移容差在-25℃~+85℃的环境温度及合理外应力作用下是最坏情况的容差。除非制造商另有说明,温度漂移是不可预测的,电阻器阻值可能会由于温度的升高而增大或减小。在采用较低漂移容差之前,设计师应该向电阻器制造商咨询。   电阻器通常用R1或R2表示。遵照这个命名法,你可以用(1±T)R1来计算最终的电阻器阻值,以得到最坏情况的电阻器阻值,其中T是用小数表示的总容差。你可以使用加/减符号,因为容差的极性取决于外部条件、制作方法、材料和内部应力。你在计算时应该假设最坏情况的容差极性。你必须将各个电阻器容差表示为正的或负的,利用无论哪一个容差都能得到最坏情况的计算结果,除非数据表说明所有的电阻器都以指定的方向漂移。在计算R1=10 kΩ、容差为5%的绝对最坏情况的最大值时,你应该使用(1+0.01(5)+0.01(5))R1=1.1R1=11 kΩ。而该电阻器的绝对最坏情况的最小值为(1-0.01P-0.01D)R1=(1-0.05-0.05)R1=9kΩ。   本文没有详细讨论电容器容差的计算,你可以采用相同的方法对待电容器容差。由于各制造商用来制作电容器的方法差别很大,各类电容器之间的容差差别也比电阻器大得多。电解电容器的购买容差通常为80%,-20%,而有些玻璃电容器和NPO陶瓷电容器的购买容差则为1%。一般而言,最好将所有电容器容差增大至三倍,除非制造商的产品说明书另有不同建议。这种做法从保守的角度来看是错误的,不过在你不了解情况时就是一种很好的判断方法。    非比例计量电路   对于非比例计量电路,你必须取最大的电阻器容差,这是因为两种容差不会相消。你可以利用公式V OUT =IR来计算输出电压,式中I是一个理想的1mA电流源,而R是一个容差为5%的电阻器(图1a)。 V OUT =1mA (1±0.05±0.05)1 kΩ=(1±0.05±0.05)V。V OUT 的范围为0.9V≤V OUT ≤1.1V,不过,你只要利用另一个电阻器来调整初始容差,就可将V OUT 的范围缩小(图1b)。 图1,非比例电路必须假设最大电阻器容差不会相消。基本的计算很简单(a),你只要增加另一只电阻器来调节初始容差,就可以缩小V OUT 的范围(b)。   你可以如下计算可变电阻器阻值RP:   1、选择小于最小计算值R=0.9 kΩ的最接近的十进阻值R,该值为R=0.82 kΩ;   2、计算所选电阻器的最小阻值如下:R MIN =(1-P-D)R=0.9(0.82)=0.738kΩ;   3、可变电阻器RP必须补偿RMIN和1kΩ之差,所以R PMIN =1-0.738=0.262kΩ;   4、电位器的容差可能相当大,所以R P =R PMIN /(1-T)=0.262 kΩ/(1-D-P)=0.262/0.8=0.3 28kΩ;   5、选择R P =500Ω。   最终得到的阻值为:R=820Ω,RP=500Ω。有些工程师认为,最坏情况的设计程序太严格,而且要使用的电位器阻值较大,分辨率较低,电位器漂移误差较大。有可能解决这一问题的一种方法是冒险降低电位器阻值,不过更好的解决方法是使用精度更高的部件。非比例电路必须考虑最大容差的偏移,因此,一个5%的购买容差会导致20% (±10%)的总容差。    比例计量电路   图2和公式1中的分压器是典型的比例计量电路。参照容差公式,你可以看到容差的某些部分在公式中相消。 图2,比例电路可消去电阻器阻值的某些容差。   为了得到最大增益值,你要把R2的容差设定得大,而把R1的容差设定得小。由于R2的容差大,它就以(1+T)R2的形式出现在公式的各部分中。表2以四种电阻器比例列出了理想增益、最大增益和百分比误差。要注意的是,当R1=R2时出现最小增益误差,而且该增益误差等于容差。该非比例电路必须取两倍容差,即2T,而比例电路只取容差T。   当分压器中两只电阻器的容差同时很大或很小时,两种容差就会相消。如果电阻器制造商保证在环境温度变化时所有电阻器以相同方向按比例漂移,则温度 容差也会相消。    差分放大器:自行其是   许多参考文献说,你不可能用分立元件制作一个CMR(共模抑制)良好的精密差分放大器。差分放大器的容差分析说明了为什么这种说法是正确的。考虑图3和公式2(参考文献1)中的差分放大器电路,假设该放大器是理想的。 图3,差分放大器利用比例电阻器来得到很高的CMR。   该电路的CMR是在无信号时测量的,所以V1=V2=0.0,公式2变成公式3:   当R1=R3和R2=R4时,增益为零,CMR为无穷大。实际上,电阻器容差和运算放大器误差总是将CMR限制在大约100 dB以下。将公式3改写为公式4,就使你的注意力集中到差分增益和电阻器容差上。公式4包含4个电阻器容差,因此有16个可能的误差因子。如果你研究所有的可能性,就会看到误差范围从所有电阻器容差向同一方向变化时的零一直到2T/(1-T)。   当总容差为1%(对0.5%电阻器来说,为P+D)时,电阻器容差可以导致CMR的范围从高达运算放大器极限值到低至-34.89dB。考虑到1%电阻器的购买容差和漂移容差,总的CMR可能低至-24.17 dB。你可以将这一误差作为CMR误差来计算,不过,在没有共模电压而有差分输入信号的情况下,这一误差就变成增益误差。   采用分立元件的差分放大器是难以制作和微调的,所以大多数设计师都使用具有内置微调电阻器的IC差分放大器。廉价的IC差分放大器具有高达-86dB 的CMR。   你在分析电路以确保长期性能和可制造性时,要切记无源元件具有购买容差和漂移容差,而且漂移容差可能大于购买容差。你可以在制造过程结束时微调购买容差,但是,你或你的系统只能在进行测量之前调节漂移容差。非比例电路要取两倍的电阻器容差,而比例电路可以将误差降低到容差值。精确的差分放大器难以用分立器件制造,但是具有电阻器微调和匹配功能的IC通常可以得到-90 dB的CMR。
  • 2014-7-18 10:22
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    运算放大器是由晶体管组成,最早用作模拟计算机的基本构建单元,完成加、减、乘、除等 运算,所以称为运算放大器,简称“运放”。现在常用的运算放大器都是集成电路,集成运 放已有40 多年的历史,是型号最多也是最常使用的一类模拟集成电路,应用广泛。
  • 热度 3
    2013-3-20 10:17
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    2013年最新更新我们公司所售EMC器件的电路应用。电路涉及的问题更为全面,如果你有EMC问题解决不了,参考这些设计可以帮你大忙。有问题或需要器件,或无法下载附件可以邮件联系我:xl615zhongkai@163.com 以下是电路列表:
  • 2013-3-8 20:12
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    光耦输出端的上拉电阻会严重影响上升沿的上升速度,使用时务必注意。 简单串口隔离电路中使用 了 TLP521-4光耦, 输出端使用10k上拉时,上升沿上升速度至少70多微秒, 要 比手册中描述的速度,25 微秒 , 慢 将 近50微秒,这直接导致电路在9600波特率时工作异常。 后换用200欧上拉,上升沿速度达到了手册指标,电路在9600波特率下工作正常。 综合考量,上拉定为470欧。 结论: 1、仔细理解器件手册内容,以确保电路性能能达到预期设计效果。 2、不要将521-4用在高速电路中,人家不是用来干那个的。 3、根据芯片指标和电路要求计算上拉电阻阻值,不可随意。太大,可能会影响上升沿速度;太小,可能会使其不能进入饱和态,从而使电平不能降低到正常工作值,也许还会搞坏芯片。 
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    2012-1-17 00:17
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    阻容降压电源   阻容降压电源电路通常用于低成本取得非隔离的小电流电源,它的输出电压通常可在几伏到几十伏,取决于所使用的齐纳稳压管,所能提供的电流大小正比于限流电容容量。在小家电产上有广泛应用。阻容降压原理是利用电容在一定的交流信号频率下产生的容抗来限制最大工作电流。   一、其可提供的电流计算方法如下:   1、采用半波整流时,每微法电容可得到电流(平均值)为:(国际标准单位)   I(AV)=0.44*V/Zc=0.44*220*2*Pi*f*C   =0.44*220*2*3.14*50*C=30395.2C   =30395.2*0.000001=0.03A=30mA   f为电源频率单位HZ C为电容容值单位F法拉 V为电源电压单位伏V Zc=2*Pi*f*C为阻抗阻值单位欧姆   电路如图一所示:   2、如果采用全波整流可得到双倍的电流(平均值)为: I(AV)=0.89*V/Zc=0.89*220*2*Pi*f*C   =0.89*220*2*3.14*50*C=61481.2C   =61481.2*0.000001=0.061A=61mA f为电源频率单位HZ C为电容容值单位F法拉 V为电源电压单位伏V Zc=2*Pi*f*C为阻抗阻值单位欧姆 电路如图二所示:  一般地,此类电路全波整流虽电流稍大,但是因为浮地,稳定性和安全性要比半波整流型更差,所以用的更少。   使用这种电路时,需要注意以下事项: 1、未和220V交流高压隔离,请注意安全,严防触电! 2、限流电容一般接于火线,耐压要足够大(大于400V),并加串防浪涌冲击兼保险电阻和并放电电阻。 3、注意齐纳管功耗,其在无负载时是最大的,严禁齐纳管断开运行。 4、电源电压波动会影响输出电流。   二、元件的选用: 1、电路设计时,应先测定负载电流的准确值,然后参考示例来选择降压电容器的容量。因为通过降压电容C1向负载提供的电流Io,实际上是流过C1的充放电电流 Ic。C1容量越大,容抗Xc越小,则流经C1的充、放电电流越大。当负载电流Io小于C1的充放电电流时,多余的电流就会流过稳压管,若稳压管的最大允许电流Idmax小于Ic-Io时易造成稳压管烧毁; 2、为保证C1可靠工作,其耐压选择应大于两倍的电源电压; 3、泄放电阻R1的选择必须保证在要求的时间内泄放掉C1上的电荷; 4、整流二极管的建议使用1N4007; 5、稳压二极管则要根据电路来选择,参考第一点; 6、输出电容的耐压则高于稳压二极管稳压值即可。     以上只是基本原理,资料从网上收集而来。 
相关资源
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    时间: 3 天前
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    《电路(Electric Circuits)》-詹姆斯 W. 尼尔森(James W. Nilsson)-第10版-Prentice Hall-2015-英文版.pdf
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    时间: 3 天前
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    《电路》为普通高等教育“十五”国家级规划教材,是《电路》(第4版)(邱关源主编,高等教育出版社,1999)的修订版。全书共分18章,主要内容有:电路模型和电路定律、电阻电路的等效变换、电阻电路的一般分析、电路定理、含有运算放大器的电阻电路、储能元件、一阶电路和二阶电路的时域分析、相量法、正弦稳态电路的分析、含有耦合电感的电路、电路的频率响应、三相电路、非正弦周期电流电路和信号的频谱、线性动态电路的复频域分析、电路方程的矩阵形式、二端口网络、非线性电路、均匀传输线,另有磁路和铁心线圈、PSpice简介和MATLAB简介三个附录。书末附有部分习题答案。
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    时间: 3 天前
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    上传者: royalark_912907664
    《电路识图从入门到精通》是一本帮助读者快速掌握家用电器、通信产品、办公电子产品电路图识图方法的书籍。《电路识图从入门到精通》通过“入门篇”和“精通篇”循序渐进、由浅入深地介绍了电路图的基础知识、典型单元电路的识图方法,以及典型小家电、电动车、洗衣机、电冰箱、空调器、彩色电视机等电器的电路图识图技巧。因此,《电路识图从入门到精通》可指导维修人员和维修爱好者快速入门,逐渐精通,成为电路识图的行家里手,还可帮助维修人员进一步提高维修技能。 《电路识图从入门到精通》内容深入浅出,通俗易懂,图文并茂,覆盖面广,具有较强的实用性和可操作性,适合广大家电维修人员和电子爱好者阅读、参考,也可作为家电维修培训用书。
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    时间: 3 天前
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    上传者: royalark_912907664
    本书详细介绍了各类放大器电路的工作原理和故障检修方法。全书围绕放大器电路的相关知识展开,重点分析了负反馈放大器、三极管放大器、场效应管放大器和电子管放大器等工作原理。
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    时间: 2019-5-16 16:23
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