文章目录
- 1 为何电源的滤波电路常常是大电容配合小电容滤波
- 2 小信号敏感信号是什么,如何保护敏感信号
- 3 555定时器
- 4 CMOS不用输入管脚该怎么处理。
- 5 为什么一个标准的倒相器中 P 管的宽长比要比 N 管的宽长比大?
- 6 S11和反射系数和插损的关系
- 7 眼图的功能
- 8 电路时间常数的物理意义
1 为何电源的滤波电路常常是大电容配合小电容滤波
(比如 220uF 电解电容配合 0.1uF 贴片电容)
电源的滤波电路是用于减小电源噪声和纹波的电路,常常采用大电容和小电容的组合滤波。这是因为大电容可以存储电荷,提供稳定的直流电压;小电容可以提供对高频噪声的短路效应,同时不会对低频信号造成影响。
具体来说,大电容的作用是减小电源输入的纹波电压,通过存储电荷平滑电压波动;小电容的作用是滤除高频噪声,因为高频信号的波长较短,难以在电容器内产生显著的电势差,从而起到短路的效果。而当电路需要较大的瞬态电流时,大电容可以提供电流,从而满足电路需求。(大电容ESR大,不能滤除高频噪声)
综上,大电容和小电容的组合滤波可以同时滤除低频和高频噪声,提供稳定的电源输出。
2 小信号敏感信号是什么,如何保护敏感信号
小信号或敏感信号通常指的是信号电平较低且容易受到外部干扰或噪声影响的电路信号。这些信号在电路中的放大、传输和处理过程中容易失真或损失,因此需要采取一些措施进行保护。以下是一些保护小信号或敏感信号的常用方法:
- 信号放大器:采用专门的信号放大器对小信号进行放大,可以增加信号的幅度,提高信号与噪声的比值,从而提高信号的信噪比。
- 滤波器:采用低通滤波器或带通滤波器等,可以滤除掉高频噪声和不相关信号,保留所需的频率范围内的信号。
- 屏蔽:采用金属屏蔽罩或电磁屏蔽材料对信号线路进行屏蔽,可以减少外部电磁干扰的影响。
- 电源隔离:采用电源隔离技术,可以消除信号线路与电源之间的互相干扰。
- 接地:采用正确的接地方式,可以减少共模噪声的影响。
- 信号传输方式:采用差分信号传输方式,可以在信号线路中减少共模噪声的影响,提高信号传输的抗干扰能力。
- 温度控制:对于某些敏感信号,需要控制温度以避免温度对信号的影响。
需要根据具体的电路和信号特性选择合适的保护方法,并结合电路设计和布局来降低外部干扰和提高信号质量。
3 555定时器
由图7-2-10(a)555定时器的电路图上可以看到,它有三个输人端,v11(TH)、v12(TR’)和VCO。由于电压比较器C1和C2的输人电阻都非常高,所以v11和v12两个输人端的输人电流极小,一般仅为零点几微安。因此,我们在分析计算用555定时器组成的脉冲电路时,总是忽略v11和v12端的输人电流,近似地认为这两端的输入电阻为无穷大。VCO端的情况就不同了,从这一端看进去的等效电路是一个电阻分压电路。根据上述分析,可以把555定时器的输人等效电路画成图7-2-10(b)的形式。
4 CMOS不用输入管脚该怎么处理。
悬空:将该管脚悬空,即不连接到任何电源或信号线上。这样做可以减少功耗,但可能会导致不可预测的电平状态,因此需要在设计时仔细考虑。
接地:将该管脚连接到地(GND)线上。这样做可以确保该管脚的电平为低电平(逻辑0),但可能会增加功耗。
上拉/下拉电阻:使用上拉电阻或下拉电阻将该管脚连接到电源或地线上。上拉电阻将该管脚的电平拉高至高电平(逻辑1),而下拉电阻将其拉低至低电平(逻辑0)。这种方法可以确保管脚的电平稳定,但也会增加功耗
5 为什么一个标准的倒相器中 P 管的宽长比要比 N 管的宽长比大?
在一个标准的倒相器电路中,P管和N管的宽长比通常不相等,因为P管和N管的特性不同,所以宽长比的选择也有所不同。
具体来说,P管的迁移率通常比N管低,因此在相同的电流下,P管的电阻更大。为了保持两个管的阻值相等,需要增加P管的通道宽度或减小N管的通道宽度。因此,在一个标准的倒相器中,通常P管的宽长比要比N管的宽长比大,以保证两个管的电阻相等。这也可以提高倒相器的性能和稳定性。
6 S11和反射系数和插损的关系
S11和反射系数和插损的关系,S11=20log|gama|,插损IL=-20log|S21|,
S11是指信号在某个端口反射回来的功率与输入的功率之比,通常用来衡量一个网络或器件在输入端口的反射损耗。反射系数是指信号在端口发生反射时反射波幅度与入射波幅度之比,反映了信号在端口反射时的衰减情况。
反射系数与S11的关系可以用以下公式表示:S11 = 20log10(|反射系数|)
反射系数越小,S11越小,输入端口的反射损耗越小。反之,反射系数越大,S11越大,输入端口的反射损耗也越大。
插损是指信号通过器件或网络时,输出功率与输入功率之比。与S11不同,插损反映的是信号通过器件或网络时的整体衰减情况,包括传输线、分配器、滤波器、放大器等所有器件对信号的影响。
因此,反射系数和S11主要反映了器件的反射损耗,而插损则反映了整个器件或网络的传输损耗。这些指标在电路和系统设计中都非常重要,可以帮助工程师评估信号质量和性能。
7 眼图的功能
眼图是一种常用的信号分析工具,主要用于评估数字信号的质量。它可以显示数字信号的波形、时序和噪声等信息,帮助工程师在设计、测试和调试数字系统时进行分析和优化。
眼图的主要功能包括:
- 评估信号质量:通过显示信号的波形、时序和噪声等信息,可以评估数字信号的质量。工程师可以根据眼图的显示结果,确定信号的噪声水平、时钟抖动、时序偏移等参数,从而进行系统设计和优化。
- 检测串扰和抖动:眼图可以显示信号的串扰和时钟抖动等问题,工程师可以通过分析眼图来确定这些问题的来源,然后采取相应的措施进行优化。
- 分析时序误差:眼图可以显示信号的时序误差,包括上升时间、下降时间、时钟抖动等参数。工程师可以根据眼图的分析结果,优化时序设计,从而提高系统的性能。
- 调试和故障排除:当数字系统出现故障时,眼图可以作为一种有效的调试工具。通过分析眼图,可以确定故障的来源,找到故障点并进行修复。
8 电路时间常数的物理意义
电路时间常数代表电路中电荷或电流的响应速度或变化率,具体来说,是指当一个电路接受一个新的输入信号时,它所需的时间来实现其输出电压或电流的变化的时间。电路时间常数可以理解为电路的惯性,类似于物理学中的质量和阻尼。
物理意义上,电路时间常数可以用来描述电路的响应速度和稳定性。时间常数越大,电路的响应速度越慢,但它也可以提高电路的稳定性,使其更能够抵抗噪声和干扰信号的影响。相反,时间常数越小,电路的响应速度越快,但它也会使电路更加敏感,容易受到噪声和干扰的影响。
注:
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