回复了主题帖： 【RainbowLink USB 协议转换器】3- 485通信测试

qiao--- 发表于 2025-1-18 16:58 这个USB通信仪的本质就是一个1拖4的串口哦，而485本身是硬件协议，所以在软件上来看现象是和串口一样的。 ... 有USB通信仪内部的框架图吗？  

回复了主题帖： 新年新挑战，任务打卡赢好礼！

1、个人信息已更新完善；   2、已回复三个帖子。 ①https://bbs.eeworld.com.cn/thread-1304488-1-1.html ②https://bbs.eeworld.com.cn/thread-1282911-1-1.html ③https://bbs.eeworld.com.cn/thread-1289008-1-1.html 3、已学完一个学堂视频。     4、已报名参加一个活动。   5、已下载一个论坛资料。    

加入了学习《IoT物联网项目基础知识和工具介绍培训教程》，观看 IoT物联网项目基础知识和工具介绍培训教程

回复了主题帖： 24年全国大学生电子竞赛初赛 赛题目录（点此可直接浏览或下载）

距离上次电赛已经过去快10年了，现在看到题目依然满怀热情，哈哈哈。

回复了主题帖： 方波滤波后的正弦波波形畸变

可能原因：1、滤波器环路不稳定；2、滤波器中心滤波点带宽太宽

回复了主题帖： 【RainbowLink USB 协议转换器】3- 485通信测试

这个是串口之间的通信，没看到USB通信仪之间的信息。

发表了主题帖： 《KTC3500 DCDC评估板》——03 KTC3500评估板测试

KTC3500 DCDC评估板——测试分享   前言：        KTC3500 评估版是基于KTC3500 IC设计的一种BOOST升压电路板。在申请板子的时候计划测试KTC3500的BOOST/SREPIC/Flyback三种拓扑模式，拿到测试板后发现，评估板只支持BOOST模式。因此，本文将针对评估版的BOOST模式进行测试分析。评估板电路如图1所示，单板输出24V。 图 1        按照得捷电子的用户手册，评估板输入输出测试条件如图2所示。 图 2        测试环境搭建如图3所示。 使用数字电源给输入供电； 使用万用表测量输出电压； 使用示波器分别测量KTC3500 DRV脚输出的MOS管栅极驱动信号和Vout纹波； 使用电子负载分别抽载不同电流，测试评估版带负载能力。 图 3 KTC3500静态测试：        拿到单板，首先给VIN输入8V电压，测试单板的静态功耗。静态功耗测试结果如图4所示，静态电流为0.98mA，静态功耗主要来自反馈电阻41uA+OVP电阻291mA+0.69mA IC的静态功耗。 图 4        当评估版空载时，DRV仍然会给电感充放电，以保持输出24v恒定，输出纹波为130Hz的三角波，应该时IC内部为降低开关功耗来调低充电频率，此时Vout电源纹波为64mV。测试波形见图5和图6，图6为图5的展开波形。 图 5 图 6 评估版测试：        在测试完评估版静态性能后，开始测试板子的负载负载性能。如带负载能力、转换效率、开关频率、输出纹波、负载响应率、线性调整率等。        首先，输入8v电压，输出24V电压，分别在不同电流负载下测试电源的转换效率、开关频率、输出纹波。测试结果如图7所示。输入8v ,输出24V/2A（48W）完全没有问题，带负载性能刚刚滴。虽然数据手册只标识输出0~2A电流，但是依然用电子负载增大抽载电流，输出电流到3A都是OK的。 图 7        在输出纹波方面，对比IC的数据手册，当输入7V输出2A电流时，VOUT纹波将达到500mV左右，与我的测试结果可以对应。评估板测试结果见图8，IC测试结果见图9。 图 8 图 9        在转换效率方面，实测评估板转换效率要比IC手册中低一些。实测效率如图7所示，IC数据手册中效率如图10所示。输入电压从8V开始下降，主要原因是为保证效率测试准确性，我们将测试点在评估板输入端口。随着负载电流升高，数字电源输出线分压逐渐变大，导致测试点电压下降。 图 10        接着，在这里讨论下评估板的驱动信号，从图7可以看到该IC的开关频率在400~500KHz之间，开关频率会随着输出电流而变化。驱动信号的占空比会有一些变化，不过当负载抽大电流时，占空比基本在68%附近波动。        接下来，对板子的OCP保护进行测试。输入和输出电压幅值保持不变，当输出负载电流为1.5A时，突然将电子负载调为6A抽载。示波器上看到的电压波形变化如图11所示。VOUT瞬间被抽挂掉，进入OCP保护，掉电时间为725ms。OCP保护信息未在IC的数据手册中找到。 图 11 然后，测试IC的负载调整率。负载调整率（Load Regulation）‌是衡量电源在负载电流变化时保持恒定输出电压的能力的指标。输出电压为24V，负载电流为1A。待负载抽载电流稳定后，迅速将负载电流设置为1.8A。如图12所示，此时可以看到，输出电压波形先快速上升然，后在经过多次调节，将电压稳定在24V。负载调整时间为1.82ms。（此处负载调整率测试方法有些问题，不过可以大体看到KTC3500的负载响应速度还是非常快的） 图 12         最后，测试IC的线性调整率。‌‌线性调整率（Line Regulation）是指额定负载下输出电压随输入电压变化而发生的变化率‌。设定输入电压从8V迅速调整到12V，然后观察输出电压变化。从图13可以看出，当输入电压迅速变化时，输出电压也会随之突然抬高96us，随后迅速恢复到设定的24V电压。从定性分析来看，KTC3550的线性调整率是比较优秀的。 图 13 评估版相关不足与建议： IC资料缺少理论设计部分支持，如缺少KTC3500的三种电路的外部器件电路设计分析、OVP电压调整的电阻计算、输出电压调整的电阻计算、PWM频率调整的阻容设计等； 评估板未能兼容BOOST、SEPIC、Flyback三种模式，板内空间较大，建议兼容，以供用户自行焊接后测试； BOOST设计升压较高，达到24V，对于测试纹波信号不够友好，建议将幅值调低。虽然纹波大小均在5%范围内，但仍然惊异负载电流2A时500mV的纹波值。 KTC3500评估板设计未能完全发挥IC的性能，如输入电压为3.5V~60V，评估板建议输入电压7~17V。

发表了主题帖： 《KTC3500 DCDC评估板》——02 KTC3500应用设计

本帖最后由 zyb329321151 于 2025-1-1 18:54 编辑 KTC3500 DCDC评估板——IC应用电路设计   IC介绍： KTC3500 是一种低静态电流的DCDC转换器，它集成了BOOST、SEPIC、和反激变换器功能。 KTC3500可以在3.5V至60V的宽输入范围内运行，因此可以支持各种输入电压为5V、12V、24V和48V的电源轨和多节电池的应用。 KTC3500采用电流模式控制，具有内部斜率补偿功能，可实现快速瞬态响应和卓越的输出电压调节。该IC开关频率可以在100K到1.2MHz自由调节，它提供了一种灵活的可优化的设计，以便应对不同产品需求。它带有可调节的软启动功能，可以限制在启动时的inrush电流。该器件的Enable/Disable引脚可以用于调节输入的UVLO门限。它带有输入保护UVLO、输出保护OVP、内置逐周期电流限制、短路电流保护以及热切断。 IC输入范围：3.5~60V； IC反馈电压：1.2V，1%； 开关频率：100K~1.2MHz可调； 工作电流：500uA； 休眠电流5uA； 工作温度范围：-40℃~120℃ PIN脚介绍： KTC3500PIN脚设计如图1所示。 图 1 PIN 名称 描述 1 RT 电阻器定时。从该引脚到GND引脚的外部电阻器对100kHz和1.2MHz之间的开关频率进行编程。 2 SS 可编程缓启动引脚。通过在和GND之间添加电容设置缓启动时间。 3 EN 使能引脚。该PIN浮空，将使能IC。拉到1.2V以下进入低电流待机模式拉到0.4V以下进入截止模式。可以通过两个电阻分压接到EN脚实现输入UVLO可调。 4 COMP 内部跨导误差放大器输出。反馈环补偿网络通过该脚接到GND。 5 FB 用于输出电压调节的误差放大器和反馈调节引脚。将此引脚连接到电阻分压器的中心，以设置输出电压。 6 GND 参考地 7 CS 电流检测引脚。在CS和GND之间接一个外部电流检测电阻。电流反馈环路和过流检测采用CS上的电压，过流检测的门限是80mV. 8 DRV 低端MOS的栅极驱动输出引脚。该PIN连接到NMOS的栅极。当输入关闭时，LDRV和PGND之间将存在200KΩ阻抗。 9 VCC 由内部LDO输出，作为内部控制电路和MOS栅极驱动电源，典型值为10V，连接一个低ESR的陶瓷电容到PGND。推荐采用0.47µF ~ 10µF电容。 10 VIN IC的输入供电引脚。输入采用3.5v ~60v电压。VIN引脚上的电压与升压功率级输入不同是可以接受的。 EP Exposed Pad 此电源脚接到GND。建议将该PIN通过热风焊盘接到内部GND平面，以提升散热性能。 IC应用介绍：         IC内部框图2如下所示： 图 2         如IC内部框图所示，KTC3500内部主要包含LDO模块、UVLO模块、OVP/OCP/OTP检测模块、时钟模块、PWM发生器模块、误差放大器模块、功率驱动模块以及热保护模块等。 KTC3500的应用主要包含BOOT电路、SEPIC电路和反激电路，接下来，将逐一介绍这三种电路。         首先，介绍基于KTC3500的BOOST电路。与普通的BOOST升压电路类似，这是一个异步BOOST电路，KTC3500也分为充电和放电两个环路。通过VIN给KTC3500内部电路供电，内部通过LDO输出VCC电源。该IC从DRV引脚输出低端MOS管的启动信号。芯片的CS引脚通过RCS电阻采集流过MOS管的电流，用于检测输出电流和电流环路反馈。KTC的高端MOS采用二极管替代，输出电压采样和反馈使用电阻分压。BOOST电路如图3所示。 图 3         然后，这里将介绍基于KTC3500的SEPIC电路。Sepic (Single ended primary inductor converter)--单端一次侧电感式变换器，该电路允许输出电压大于、等于或小于输入电路输出电压主要由主控MOS控制。与BOOST电路类似，KTC3500内部电路基本不变，主要是功率电路部分存在差异。 图 4         SEPIC电路原理分析如下所示。两只电感L1，L2、两只电容C1，C2、输出整流管D1，功率开关管MOS。当MOS闭合时，D1截止。L1上的电流沿着VIN->L1->MOS的回路，对L1进行储能；同时C1经过MOS对L2进行储能；输出电容C2放电，给负载提供输出电流Io。当MOS断开时，L2上产生反向电动势，使得D1由截止变为导通；此时有两条电流途径：一条是,L1提供的IL1沿着L1->C1->D`给负载供电。另一条是，IL2沿着L2->D1给负载供电。总电感电流为IL1+IL2，可维持输出电压不变；同时还对C1，C2进行充电以补充能量。         L1和MOS起到升压式变换器的作用，L2和D1起到反激式降压/升压式的作用，故属于升压+降压/升压式变换器；L2的作用是将能量传递到输出端，并对C1进行复位。C1不仅是隔直电容，还等效一个“电荷泵”，MOS断开C1被充电，MOS闭合C1将能量传给L2。C1与L1串联，可以吸收L1的漏感，则可以降低对开关MOS管的要求。输出电压表达式 Uout=Uin*D/(1-D)。         接下来，本文将进行基于KTC3500的反激电路分析。反激电路如图5所示，与前面两种电路不通，反激电路在输入和输出之间增加了变压器线圈组，在输出反馈端采用光电器件和电容将GND隔离，这些都是用于隔离输入和输出电路。此外，反激电路的反馈并非接到FB，而是接到了COMP引脚。由图2可知，COMP是误差放大器输出，FB是误差放大器输入，在这里反激变换器的光电反馈器件已经将电压误差放大，因此无需使用误差放大器再次放大。 图 5         最后，本文将介绍KTC3500的PCB设计要点。官方设计建议如下所示： 建议电源环路面积尽可能小； 建议模拟信号GND和功率GND通过单端连接； 建议将所有控制电容接地至其各自的地线，并将控制电路电容放置在IC附近以解耦噪声。 在反激电路设计中，需要保持前级和次级控制电路走线远离噪声源（如前级开关端和次级开关端）。 建议将FB和COMP引脚远离噪声源。在一些大电流设计应用中，建议在FB和输出端口需要有10K以上的阻抗，用于滤除噪声。 建议使用RCD等缓冲电路来限制关断时SW引脚上的峰值电压。

发表了主题帖： 《KTC3500 DC/DC评估板》——01开箱测评

KTC3500 DCDC评估板——开箱测评           KTC3500 DCDC评估板是一款低静态电流DC/DC控制器，支持升压、SEPIC和反激拓扑。该评估板主要由DigiKey 得捷赞助支持，从公司官网下单，美国发货到国内，期间大概需要10天左右，最近拿到了PCB板，做一次开箱测评。         首先，快递使用多层压缩纸盒包装+防光照包装，比较精致+抗衰，毕竟国际快递。 图 1         打开快递，迎面而来的是一个12.5*9*2.5mm的蓝色盒子，上面标识Kinetic technologies（公司名称），P/N: KTC3500EVAC-MMEVO1（单板名称），QTY: 1 （数量）， SETD/C:2024053001（生产日期），盒子较为精致。 图 2         打开包装盒，可以看到KTC3500测试评估板静静的躺在盒中。 图 3         打开包装袋，测试评估板整体为绿色色调。评估板上的电路模块主要分为以下几个部分：输入电路、电感、MOS管、二极管、KTC3500 电路、反馈电路、IC使能引脚、输出电路等。电路的详细设计原理，将在后面的章节给大家分享。敬请期待！ 图 4

发表了主题帖： 【好书共读——《硬件设计指南：从器件认知到手机基带设计》】——08 手机基带知识

硬件设计指南：从器件认知到手机基带设计 ——手机基带知识简介           手机基带电路都包含哪些？当前智能手机阶段，手机基带主要包含CPU最小系统、存储电路、音频电路、电源电路、充电电路、显示电路、相机电路、传感器电路等。简而言之，除了天线和射频通信系统外，其余电路都属于基带。基带框图如图1所示。 图 1         屏幕/TP主要包含显示和触控两部分，触控和屏幕已经集成到一起，是用户和手机交互的最直接途径，手机屏幕主要使用LCD屏和OLED屏。其主要通信协议是MIPI协议和IIC/SPI，MIPI用于图像信号传输，IIC/SPI用于控制IC的寄存器配置以及TP信号传输。         相机主要用于视频拍照，主要包含前摄、后主摄、超广角、潜望、短焦等，根据不同使用场景搭配。与屏幕通信协议类似，其主要通信协议是MIPI协议和IIC/SPI，MIPI用于图像信号传输，IIC/SPI用于控制IC的寄存器配置，如摄像头马达，IO口状态等。         Mode就是传统的手机基带，用于数字信号处理和射频信号的调制解调，现在已经集成到CPU中，只有少部分低端CPU还在使用外挂modem。         ROM和RAM则是手机的存储单元，RAM是动态随机存储器，用于缓存CPU处理的数据，当前手机设计通常使用LPDDR4或者LPDDR5。例如手机在运行王者荣耀时，会在启动时将王者荣耀的运行文件数据缓存到DDR中，CPU通过调用DDR中的缓存数据，以快速响应用户。当用户关闭王者荣耀时，DDR会自动将王者荣耀缓存数据清除。RAM则是固态存储器，用于存储用户数据。         在早期，SIM/SD卡是分开的，后来各大手机厂商为了节省空间，逐渐将SIM卡和SD卡卡槽合二为一。随着RAM逐渐增大，SD卡卡槽也逐渐被取消，只有SIM卡卡槽。 随着智能手机发展越来越快，用户对手机振感要求越来越高，随之产生了转子马达和线性马达。转子马达主要用于低端机型，其转速一般分布在11000~19000之间。线性马达一般被应用到高端智能手机产品上，一般有Z轴线性马达、XY轴线性马达，根据不同产品进行搭配。         音频模块主要包含听筒、扬声器、MIC、耳机等，这些电路主要是模拟信号，对干扰非常敏感，在PCB走线时需要立体包地独立下地。音频模块电路在电路上还包含SMART PA、Codec等信号处理单元，主要通信协议有IIS、IIC等。         传感器模块主要包含红外靠近传感器、光敏传感器、加速度计、陀螺仪、电子罗盘等。红外靠近传感器主要作用是通话亮灭屏和防误触，光敏传感器用于调节屏幕亮度。陀螺仪和加速度计可以检测手机姿态，用于计步、防误触和游戏姿势识别，电子罗盘则是判断方向，主要用于地图导航。         电源模块是整个手机系统的能量来源，现在的智能手机大多采用集成的PMIC分级给最小系统、射频通信系统和外设供电。充电电路则是给手机的锂离子电池充电。当手机插入USB充电线时，系统通过判断充电器类型确定充电电压和电流。随着智能手机发展，充电速度越来越快，当前充电方案有10W、22.5W、33W、44W、66W、80W、120W、200W等。  

发表了主题帖： 【好书共读——《硬件设计指南：从器件认知到手机基带设计》】——07 信号完整性

硬件设计指南：从器件认知到手机基带设计——信号完整性知识简介           信号完整性是指信号在传输路径上的质量，传输路径可以是普通的金属线，可以是光学器件，也可以是其他媒质。信号具有良好的信号完整性是指当在需要的时候，具有所必需达到的电压电平数值。差的信号完整性不是由某一单一因素导致的，而是系统设计中多种因素共同引起的。那么，信号完整性和哪些知识有关呢？ 1、传输线         说起传输线，顾名思义可以理解为信号传输的线路。传输线相关的主要特征词有频率、带宽、环路电感、参考平面、微状线和带状线、特征阻抗等。频率和带宽相信大家很熟悉，不做过多介绍。         环路电感是和信号路径、回流路径相关的概念，通俗来讲就是信号从IC的Out脚输出，经过负载回到IC的GND脚，形成一个回流路径。在信号传输过程中，线路上面会存在寄生电感，包含自感和互感形成的电感，信号回流一般会选择最小阻抗路径。         参考平面，这是一个与传输线相对应的概念。信号存在传输线，那么必然存在参考路径或者回流路径，就像电压概念对应的参考GND一样。在PCB走线中，一般把一个完整的平面用于参考路径，我们习惯称为参考平面，在信号要求比较高的场合，信号会有上下两个参考平面，甚至左右包含参考平面，有时候也称为立体包地。这些参考平面构成良好的传输线模型，可以控制阻抗、避免反射、较少损耗，提高信号传输效率，同时起到良好的屏蔽作用。         微带线和带状线，通常认为走在表层是微带线，走在内层是带状线，这不够严谨。实际上，两种传输线通常使用参考平面平面来区分，微带线只有一个参考平面，带状线有2个参考平面。         特征阻抗是指传输线上存在的电阻、寄生电感、寄生电容的总阻抗。信号在传输线中是一步步往前走的，电磁场建立需要一个过程，那么信号线与信号线之间、信号线与参考平面之间存在寄生电容和寄生电感。我们通常所说的阻抗控制，就是为了让特征阻抗满足目标阻抗，尽可能让传输线环境均匀统一，减少反射，实现最佳功率传输，减少干扰，这个阻抗就是指特征阻抗。举个例子，在户外骑行时，路面越平坦，我们可以骑行越快。一旦路面有个小坑或者大角度拐弯，我们的速度就会降下来，如果有大坑或者断头路，就会被迫减速或中止。同样的道理，对于高速信号传输，完整的参考平面、良好的阻抗控制、最佳功率传输是必须的。 2、信号反射         信号在传播过程中，传输线阻抗突然发生变化时，就会有信号发射发生。信号发射就会有反射系数存在，信号发射系数=（Z2-Z1）/（Z2+Z1），Z1为当前阻抗，Z2为新传输线阻抗。一般反射系数存在三种情况，正数表示正反射，负数表示负反射，零表示无反射。当Z2无穷大时，阻抗无穷大，表示开路，反射系数为1，发生全反射。当Z2=Z1时，表示阻抗未突变，通道阻抗理想且连续。当Z2=0时，表示阻抗突变为0，发生短路，反射系数为-1。         前面介绍了信号反射与传输线特征阻抗有关，那么阻抗有哪些参数有关？线宽W，线宽增大，阻抗减小，反之阻抗增加。介质厚度h，厚度增加，单位长度电感增加，电容减小，最终导致特征阻抗变大。介电常数，它会导致电容变大，特征阻抗变小。铜箔厚度，它会导致电感减小，电容增加，从而导致特征阻抗减小。 3、信号的串扰来自哪里？         通常，我们在PCB设计时，走线间距需要遵守3W原则，以抑制70%以上的干扰。这是信号线之间存在串扰，两条走线很近的PCB信号传输线，一条信号线可能会导致另外一条产生噪声。         信号串扰通常分为电容耦合串扰和电感耦合串扰。         电容耦合，PCB上走线与走线之间、走线与参考平面之间都会形成寄生电容，其中一条走线有信号经过时会产生变化的电场，这个电场会通过电容作用到另外一条走线，形成串扰噪声。         电感耦合，PCB走线与走线之间存在互感，其中一条走线有信号经过，会产生变化的磁场，这个磁场会作用于另外一条走线，从而产生串扰噪声。  

回复了主题帖： 【好书共读——《开关电源仿真与设计-基于SPICE》】——007 BUCK和BOOST仿真分享

BUCK和BOOST仿真源文件。

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BUCK和BOOST仿真电路分享           经过前面多个章节介绍，BUCK和BOOST电路的原理已经分析清楚。接下来，将使用multisim对BUCK和BOOST进行仿真分析。         BUCK电路仿真分析，此次采用二极管做续流元件。输入10V直流电压，经过BUCK转换器后，输出电压与Q1的开关占空比和D1的压降有关。BUCK仿真电路如图1所示。 图 1         BUCK仿真结果如图2所示。Q1的开关占空比为50%，D1的压降为 0.5V，BUCK输出电压为4.41V。在电感左侧，电压波形为方波，电感右侧电压为类正弦波，该波形的峰峰值就是电源纹波。 图 2         BOOST电路仿真分析：与BUCK仿真类似，采用二极管做续流元件。 图 3         BOOST仿真结果如图4所示。输入电压10V，PWM占空比50%，理论应该输出20V，实际由于元器件的各种寄生参数，最终输出19.05V，与理论接近。 图 4  

发表了主题帖： 【好书共读——《开关电源仿真与设计-基于SPICE》】——006 小信号建模讨论

小信号建模讨论           开关电源的小信号模型主要推导了开关电源的平均模型，并描述了不同的平均模型，开关电源的各种平均模型，可以分为态空间平均（SSA）、电压模式、电流模式、寄生元件效应、在边界导通模式下的PWM模型、PWM开关模型的电路集以及其他开关电源的平均模型等。         态空间平均模型（SSA）提供了一种推导变换器传输函数的方法，这是一种很长很复杂的过程。它主要针对整个变换器的工作原理进行分析，其优点时对变换器转换原理剖析叫清晰，涉及到每个电子元器件及其寄生参数。但缺点也很明显，当电路中有电子元器件变化时，如加入新的滤波元件，就需要根据新的电路重新推导。变换器传输函数推导过程中，工程师一般更注重大信号模型，往往会忽略小信号模型。         从变化器的原理分析可知，电路本身导通和截止两种状态，并且都包含线性网络。但电路在转换过程中存在非连续性（如MOS管开关时电流波形存在非连续性），这种非连续性就需要进行平滑。那么如何平滑这种非连续性？工程师们常常使用波形平均的方法（LC滤波），对电路建立大信号平均模型。与大信号模型对应的所示小信号模式，小信号模型常常被忽略，但它关系到变换器系统的稳定性，如输出电压纹波、线性调整率、频率响应以及EMC等。因此，研究变换器的小信号模型，有利于通过求得系统频率响应曲线，进一步对变换器做补偿。         变换器非线性的根源来自哪里？那必然是开关晶体管和二极管。为了将非线性器件与小信号模型联系起来，作者引入了PWM 开关。在变换器中，存在不同的控制方法，如电压模式和电流模式。在此前的几篇文章中，有重点讲过，电压模式无需检测电流，电路拓扑简单，但对输入电压抑制能力差，难以使变换器稳定工作在CCM模式。而电流模式需要始终检测电感电流，并按照工作检测要求调整电流值。以上两种方法都需要特殊的PWM开关模型，使变换器在CCM和DCM之间变换。         此外，工程们还常常会关注到电路元器件的寄生元器件效应，如ESR、ESRL、ESC等。这些参数常常会对变换器的频率响应产生影响、乃至系统稳定性。在讨论系统稳定性时，零点和极点在复平面的位置会非常重要。在求取零点和极点之前，需要先取得系统的环路增益表达式。当环路增益表达式的分子为零时，所对应的频率点为零点位置，有几个根就有几个零点。同理，当环路增益表达式的分母为零时，所对应频率点位置为极点。  

发表了主题帖： 【好书共读——《硬件设计指南：从器件认知到手机基带设计》】——06 LDO应用

硬件设计指南：从器件认知到手机基带设计 ——线性稳压电源LDO的应用           在上一节中，我们介绍了NMOS LDO和PMOS LDO以及他们的区别，同时阐述了LDO的压差、效率、PSRR、线性调整率、负载调整率、静态功耗、结温等参数。那么，在实际电路设计中，LDO应该如何运用？ 1、LDO的压差如何选择？PCB应该如何走线？         在电路设计过程中，对压差存在影响的因素主要有两点：LDO自身压差范围和PCB走线阻抗。LDO自身压差范围，这个在IC内部已经确定，在数据手册中压差已经标定。因此，工程师需要在电路设计中根据需求选择合适的LDO。那么PCB走线阻抗应该如何控制？它对压差存在多少影响？简单来讲，PCB走线阻抗将对LDO前级电源输出电压值和LDO到负载的电压值产生影响。如果PCB走线又细又长，那么走线上的电阻R将变大，线路还是那个的电压跌落将变大，这就会影响LDO的稳定性、PSRR、线性调整率和负载调整率。因此，在PCB走线设计时，我们需要减小走线阻抗，降低线路损耗。 2、为什么部分LDO输出会并联电阻到地？         在日常设计过程中，我们常常会发现部分厂家的LDO需要输出电阻到地，才能确保电源正常工作。这主要时和LDO和负载的工作模式有关，两者都存在低功耗模式和正常工作模式。LDO在正常模式和低功耗模式之间切换存在一个电流阈值，当负载处于正常工作模式时，LDO输出大电流处于正常模式，同样的负载和电源也会一起进入到低功耗模式。但是，当负载突然从低功耗模式切换到正常模式时，LDO切换模式需要时间，这种响应不足可能导致系统发生异常。因此，工程师们常常在LDO输出并联电阻到地，以保证LDO工作在正常模式下，不会进入到低功耗模式。这种方式就会带来功耗变大，现在大多数高通的LDO内部可以通过寄存器配置将LDO设置为正常工作模式，而非低功耗模式。 3、是什么原因导致LDO输出不稳定？         有些工程师在设计LDO电路时，发现输出不稳定，更换输出电容后，LDO输出恢复正常。那么这个问题是电容的什么参数导致的呢？         LDO的输出电容对LDO性能至关重要，处理可会提升PSRR、抑制噪声外还关系着LDO的环路稳定性。电容除了容值之外，它还有ESR、ESL等参数。输出电容的ESR与反馈电阻、补偿网络等相互作用，可能对反馈环路的稳定性产生影响。ESR的存在可以改变系统的传递函数和极点分布，可能导致系统出现振荡、震荡或不稳定的情况。此外，ESR还可能会对LDO的相位裕度、频率响应和带宽以及功耗等产生影响。因此，在选择LDO输出电容时，需要选择满足数据手册ESR、ESL要求的电容，不能太大也不能太小，否则将会导致LDO性能出现异常。

发表了主题帖： 【好书共读——《硬件设计指南：从器件认知到手机基带设计》】——05 LDO介绍

硬件设计指南：从器件认知到手机基带设计 ——线性稳压电源LDO介绍           在日常电路设计中，工程师们常常会使用到线性稳压电源（LDO）用于低电源噪声需求的负载供电。通常，LDO在高压差下效率低但噪声小的特点，因此工程师常常在设计中将LDO的输入与输出之间的压差调小，以提升转换效率。         LDO可以分为NMOS LDO和PMOS LDO，NMOS LDO的系统框图如图1所示，PMSO LDO的系统框图如图2所示，LDO主要由MOS管、运算放大器、误差放大器、反馈电路、VREF电路、温度反馈电路、时钟电路、放电电路组成。NMOS LDO和PMOS LDO相比，系统框图中多了一个BIAS引脚，这主要是MOS驱动压差导致的。LDO中的MOS管大致可以等效为可变电阻，但需要注意的是MOS管是工作在饱和区而非可变电阻区。 图 1 NMOS LDO系统框图 图 2 PMOS LDO 系统框图         在NMOS LDO中，BIAS引脚一般给NMOS的栅极提供高压，以确保MOS管可以正常导通，处于饱和区。有时候NMOS LDo IC 不会将BIAS引脚伸出，IC内部会采用电荷泵将Vin升压，以确保NMOS导通。NMOS LDO的工作流程如下所示，VIN输入电压，此时VSG>0，NMOS导通。误差放大器根据反馈电阻将Vout调节到设定电压，当Vout变大时，反馈电阻分压变大，误差放大器输出变小，Vout随之变小，反之Vout随之变大。同理，当输出电流变化时，表现为电压变大或者变小，反馈电路也可以立刻产生变化，以确保LDO输出稳定。         PMOS LDO框图与NMOS LDO基本相似，但由于NMOS导通电阻小，PMOS导通电阻大的特性，NMOS LDO经常被应用到大电流输出场景，PMOS LDO被应用到低噪声应用场景。在工作原理上，PMOS LDo与NMOS LDO基本一致，都是通过反馈电路和误差放大器形成负反馈，对输出电压VOUT进行调节。         那么，LDO的主要参数都有哪些呢？接下来我们将一一介绍压差、效率、PSRR、线性调整率、负载调整率、静态功耗、结温等参数。         压差，Dropout Voltage，当LDO工作在正常模式下时，MOS管工作在饱和区，此时漏极D和源极S之间存在电压差，这个电压被称为Vdrop。如果需要LDO工作在正常模式下，那么就需要满足Vdrop≥VIN-VOUT。LDO在不同输出电流场景下Vdrop存在差异，一般情况下，工程师会按照LDO最大输出电流场景设计Vdrop，且会预留20%以上的余量。目前，市场长LDO的Vdrop一般在100~200mV之间，一些特殊的LDO可以做到20~50mV。         效率，即LDO的转换效率。LDO的转换效率一般取决于输入电压、输出电压，两者的电压差值在满足Vdrop的情况下越小，LDO转换效率越高。转换效率的计算公式为：Vout/Vin。         PSRR（Power Supply Rejection Ratio），电源抑制比，这是电源的重要参数之一，表示LDO对输入电源纹波的抑制能力，PSRR最大越好。在IC的数据手册中，有的PSRR是正值，有些是负值，而工程师需要关注的是他们的绝对值，绝对值越大表示LDO对输入纹波的抑制能力越强。         线性调整率（Line Transient Response），这是指在输入电流恒定，当输入电压阶跃变化，对输处电压的影响程度，也就是LDO对输入瞬态电压的响应能力。LDO性能越好，其输入瞬态电压的抑制能力越强，对输出电压影响就越小。         负载调整率（Load Transient Response），这是指在输入电压恒定，当输出负载电流突然发生变化时LDO输出电压的变化，表示着LDO的输出瞬态响应能力。 除了以上五个重要参数外，工程师常常还会考虑LDO的静态功耗和结温。静态功耗表示LDO输出电流为0时，其自身电流损耗，系统级电路要求越低越好，当然需要考虑成本。结温则表示LDO在正常工作时，MOS管可承受的最大温度，这个参数在LDO提供长时间大电流场景尤为重要，关系着系统的稳定性。

发表了主题帖： 【好书共读——《硬件设计指南：从器件认知到手机基带设计》】——04 ESD和TVS管

硬件设计指南：从器件认知到手机基带设计 ——ESD和TVS管           在干燥的冬天，我们在触摸金属时常常会被“电”到，那么这时什么原因？其实这就是人体接触金属放电的过程。冬天空气干燥，空气导电性低，物体表面聚集的电荷不容易释放，电荷随着时间不断在局部积累电荷，形成较高电势。金属是良好的导体，电荷非常容易移动，当接触到电中性的导体（人体）时，电荷快速移动，形成放电通路。而夏天空气湿润，物体表面被湿润空气包围，电荷容易被快速释放，因此就不会被电到。相同的现象也会发生在电子产品中，可能会导致产品发生黑屏、闪屏、甚至死机，这被称为ESD（Electro-Static Discharge）,中文为“静电释放”，这是一种客观现象。         那么，电路设计中如何防止ESD呢？通常工程师们会使用TVS来保护电路元器件。TVS（Transient Voltage Suppressor）,中文名“瞬态电压抑制器”，这是一种二极管形式的保护器件，可以用来抑制ESD对电子电路的影响，保证电路系统正产工作。TVS分为单向TVS和双向TVS，顾名思义单向TVS只能防护一个方向的ESD，而双向TVS可以防护两个方向的ESD，这类似于稳压二极管，利用二极管PN结的雪崩击穿原理，避免ESD进入受保护器件端口。单向TVS和双向TVS电路符号如图1所示。 图 1 单向TVS和双向TVS电路符号         通常TVS在电路中与受保护器件并联，正常状态时TVS呈现高阻，当瞬间电压足够大时，TVS会表现为低阻通路，将大电压干扰释放掉，避免传输到受保护器件两端。TVS防护电路工作原理如图2所示。ESD瞬态高压如图3所示。 图 2 图 3         TVS管可以有效防护ESD，又不影响电路系统正常工作，那它怎么选型？TVS管是利用反向时的的工作特点箝位电压，类似于二极管反接并联在电路中。TVS的主要参数有反向工作电压URWM、漏电流IR、击穿电压UBR、箝位电压UC，以及瞬态峰值功率P0。下面将一一介绍这几个重要参数，可参考图4。 图 4         1、反向工作电压URWM，Peak Reverse Working Voltage，在这个电压以下，TVS管基本不会有电流流过，系统功耗非常小。因此，在电路设计时需要注意，URWM需要大于电路的工作点，如电路工作电压3.3V，那么URWM需要大于3.3V,避免TVS管提前导通，导致系统工作异常。         2、漏电流IR，Reverse Leakage Current，这是TVS管工作在反向工作电压URWM下的电流，电流值很小，选型时需要尽可能小，以降低系统功耗。         3、击穿电压UBR，Breakdown Voltage @ IT，这是指TVS管在一定电流IT下，TVS管反向导通时的两端电压，此时TVS处于低阻抗通路，进入雪崩击穿。         4、箝位电压UC，Clamping Voltage @ Ipp，这是指在峰值电流Ipp作用下TVS两端电压。该电压需要小于后端被保护电路所能承受的最大电压，否则将导致后端器件被损毁，保护失效。         5、瞬态峰值功率P0，这表示TVS管所能承受的最大瞬态功率，即箝位电压UC和峰值电流Ipp的乘积，防止热功率较大导致TVS管失效。         除了以上重要参数外，TVS还有很多详细参数，可以参考器件的数据手册。TVS在电路布局时需要防止容易引入静电的位置，如果距离太远将导致TVS防护失效。

回复了主题帖： 【好书共读——《硬件设计指南：从器件认知到手机基带设计》】——03三端子电容

ew123 发表于 2024-8-15 11:03 过了三天过来看看，楼主已经不更新了。 不要激动，周更。 没那么高产

回复了主题帖： 【好书共读——《硬件设计指南：从器件认知到手机基带设计》】——03三端子电容

Jacktang 发表于 2024-8-12 07:23 还是没看明白三端子电容到底是什么呢？ 可以理解为两个电容并联

加入了学习《TINA-TI（TM）系列课程》，观看 TINA-TI（TM）模拟器中的噪声，傅里叶分析和信号链内容