电路设计精选(九篇)
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第1篇：电路设计范文
为了使RS422接口能在上述复杂环境中正常工作不被损坏，本文设计的一种接口保护电路如图1所示。通过在数据线路上串接电阻限制冲击电流，通过对地双向TVS二极管箝位冲击电压，并将接口的参考地通过一个0.1μF电容与机壳地相连来释放冲击能量。限流电阻的选择原则是在限制冲击电流的同时不能影响接口的正常驱动能力。经过测试，限流电阻阻值为25Ω时具有良好的保护效果。RS422接口收发器的工作电压为5V，差模电压范围是-6～+6V，可承受共模电压范围为-7～+7V。因此，RS422接口的TVS保护二极管的最大箝位电压应在7V左右，最大反向待机电压不低于6V。ONSemiconductor公司的阵列TVS二极管CM1248-08DE，其最大箝位电压为6.8V，最大反向待机电压为6.1V，符合RS422接口电气特性要求。CM1248-04DE由4路背靠背的TVS二极管构成，可以单向保护8路数据线或双向保护4路数据线。本文设计采用一片CM1248-04DE实现4路数据线的双向保护。考虑到收发器的参考地与信号地、机壳地是隔离的，所以用一个0.1μF的电容连接收发器的参考地与机壳地。当TVS二极管导通时，冲击电流经电容疏导到机壳地上，从而保护收发器及电路；当TVS二极管截止时，参考地与机壳地分开，避免隔离地受到机壳地波动的干扰。
2电路板设计
错误的布局布线不仅不会发挥保护电路的保护作用，还有可能引入其他干扰。TVS二极管应该尽量靠近I/O端口，接近干扰源，在干扰进入电路之前就滤除掉，避免干扰耦合到邻近的电路上。另外，PCB布线时应尽量采用短而粗的线，减小干扰对地通路上的阻抗。图2为不好的布局布线情况，图3为良好的布局布线情况。
3接口保护效果
保护电路增加前后，全自动引线键合机上的RS422接口在持续电子打火环境下的通信情况如图4所示。由图可以看出，没有保护电路时，在电子打火瞬间，正常通信线路上会产生接近10V的冲击电压，完全超出了接口可接受的-7~+7V共模电压范围，影响正常通信，严重时足以烧坏接口。在相同条件下，增加保护电路后，通信情况如图5所示。由图5可以看出，电子打火瞬间电路上的电压完全在-7~+7V范围内，正常通信不受影响，达到了保护电路的设计目的。
4结论
第2篇：电路设计范文
电路设计尤其是超声波信号的收发处理采用诸如TX734激励电路、MAX2038回波放大处理电路等专用IC效果固然理想，但考虑到研发专用设备仅需小批量试制的因素，故在电路方案选型设计时遵循简单实用、器件易于采购的原则，尽量选用通用元器件实现，系统电路主要由超声波发射激励和电源变换单元、超声波回波信号处理单元、时间差测量单元、单片机控制和数据处理单元组成。排版布线亦尽量参照IC生产厂商的DEMO方案，采用贴片元件的双面PCB设计制作，以提高样机研发的一次性成功率。
1.1超声波收发电路由于检测装置工作于井下，井口只为其提供了一路＋24V直流电源，各单元电路的工作电源需要依靠DC／DC变换电路获得。控制系统和信号处理系统使用的＋5V和±12V电源由LM2596－5．0承担，其主路输出＋5V／2A电源供单片机等数字系统使用，将其储能电感改用5026－47μH环形功率电感，并在其上增加两个辅助绕组，经整流、滤波和LM78（79）L12三端稳压IC后产生±12V／0．1A直流电源供信号处理系统使用；超声波发射采用了高压脉冲激励方式，＋200～300V激励电压由＋24V供电电压经简单的Boost升压电路获得，利用单片机送来的1ms周期、5μs脉宽脉冲信号控制MOSFET开关管实现对超声波发射探头的激励，储能电感选用TDK－NL565050T－822J－PF（8．2mH）贴片电感，NMOS开关管选用2N60即可。超声波激励及电源变换电路如图2所示。经实测，激励脉冲会在接收探头中产生一个较大的谐振频率为5MHz、大约5个周期的串扰信号，为此，接收电路设计了一个对发射激励脉冲延迟6μs、持续30μs的使能控制信号，控制接收放大处理电路仅在使能信号有效期间实现回波信号的放大和输出，使之能够在钢管内壁和外壁反射的一次、二次回波信号到来之前有效地消除激励脉冲串扰的影响，使能控制信号时序关系见图3。检测装置中用于时间差测量的TDC－GP2的典型应用是作为超声波流量计、激光测距仪的时间间隔测量、频率和相位信号分析等高精度测试领域。在这些应用中输入信号一般都较强，经简单处理后即可作为TDC－GP2的START、STOP控制信号使用，而该检测装置的超声波回波信号尤其是多次反射回波信号非常微弱且杂波较大（实测回波信号大约在mV数量级），必须经高增益宽带放大器放大和滤波、检波、整形处理后才能胜任。宽带放大器由AD604承担，可获得6～54dB的增益并可由VGN端电压连续控制，可较好地满足超声波回波信号高速高增益放大的要求［2］。考虑到仅需将回波信号放大处理后形成STOP控制脉冲即可，故电路仅利用可调电阻对2．5V基准电压（由TL431产生）分压获得的VGN电压进行增益设定，但设计电路亦有预留接口可用于接受经单片机和DAC输出的AGC控制电压，实现增益的闭环控制。AD604前级放大电路如图4所示。带通滤波器选用由MAX4104构成，设计中心频率为5MHz，带宽约为1MHz；钳位和检波由AD8036完成，具有卓越的钳位性能和精度高、恢复时间短、非线性范围小、频带宽的特点；检波输出信号的整形处理由MAX9141负责，这是一款具有锁存使能和器件关断功能的高速比较器，具有高速、低功耗、高抗共模能力和满摆幅输入特性等，回波信号经其整形处理后可获得理想的脉冲前沿，并便于与TTL逻辑电平接口，还可以方便地实现回波信号输出的使能控制。信号调理电路如图5所示。
1.2时间差测量电路回波信号时差测量选用了德国ACAM公司的高精度时间间隔测量芯片TDC－GP2。TDC－GP2采用44脚TQFP封装，内含TDC测量单元、16位算术逻辑单元、RLC测量单元及与8位处理器的接口单元和温度补偿单元等主要功能模块，利用内部ALU单元计算出时间间隔，并送入结果寄存器保存。TDC－GP2基于内部的硬件电路测量“传输延时”，以信号通过内部门电路的传输延迟来实现高精度时间间隔测量，测量分辨率可达pS数量级，可以很好满足项目测量的要求。单片机在给超声波传感器提供发射激励脉冲的同时给TDC－GP2提供START信号指令使之开始计时工作，超声波接收头接收到的反射回波信号经放大、处理后作为STOP指令信号，由TDC－GP2完成两次反射波时间间隔的测量。由前述可知，STOP与START信号的时间差大约在6～40μS之间，时差测量分辨率约为0．07μs，为此，设定TDC－GP2工作于“测量模式2”，在该模式下芯片仅使用通道1，可允许4个脉冲输入，实现STOP1与START信号之间的时间差测量，测量范围在60ns～200ms，然后，由TDC－GP2计算出各回波信号间的时间差Δt＝tB－tS＝tn－tn－1。测量原理如下：在输入START信号指令后，芯片内部测量出该信号前沿与下一时钟上升沿的时差，标记为Fc1；之后，计数器开始工作，得到predivider的工作周期数，并标记为Cc；这时，重新激活芯片内部测量单元，测量出输入的STOP1信号的第一个脉冲（一次反射回波）前沿与下一时钟上升沿的时差，标记为Fc2，将STOP1信号的第二个脉冲（二次反射回波）前沿与下一时钟上升沿的时差标记为Fc3，……；Cal1和Cal2分别表示一个和两个时钟周期。
1.3单片机接口电路实现系统控制和数据处理的单片机选择余地较大，项目结合TI公司中国大学计划选用了美国德州仪器公司生产的MSP43016位单片机，具有16位总线、带FLASH的微处理器和功耗低、可靠性高、抗强电干扰性能好、适应工业级运行环境的特点，很适合于作现场测试设备的控制和数据处理使用［4］。TDC－GP2其与单片机的通信方式为四线串行通信（SPI），利用MSP430的4个P2．x和P4．2I／O口实现GP2的选通、中断和开始、结束使能以及复位等控制功能。MSP430除用来对GP2控制和数据处理外，还可以留出一些资源实现设备其他电路和动作机构的控制使用。单片机接口电路原理和程序流程分别如图8和图9所示。
2结束语
第3篇：电路设计范文
1 RTC结构特点
实时时钟的基本功能是保持跟踪时间和日期等信息，但许多RTC还提供有多种附加功能，如：看门狗定时器、系统复位、非易失存储器（NV RAM）、序列号、方波输出、涓流充电等。因此，在进行电路设计时，选择RTC芯片出了需要考虑其时间和日期跟踪功能外，通常还需要针对具体应用来对RTC的功能、成本、尺寸等要求进行综合考虑。
1.1 接口方式
从接口要求入手选择RTC可以大大缩小芯片的选择范围。RTC芯片提供有多种接口方式，其中并行接口可实现存储器的快速访问或有较大的存储容量，适合于那些对价格、尺寸要求不是很荷刻的系统，许多采用并行接口的实时时钟芯片还与晶振和电池封装在一起构成一个完整的时钟模块，从而简化了硬件设计。并行接口包括复用总线（数据与地址总线复用）和独立的地址、数据总线。一般用于时间保持的NV RAM都采用与SRAM相同的控制信号，并可以方便地与常用的微处理器容量。另外，有些Phantom实时时钟还将时钟数据隐含在备用电池支持的RAM内，以便利用64位软件协议来访问时钟数据。
一般情况下，串行接口时钟芯片都具有外形尺寸较小、成本低廉等优势，但这类芯片的通信速率一般较低，因而比较适合便携式产品。这类芯片通常包括1-Wire接口、2线、3线、4线或SPI接口，而许多处理器也包括2线或SPI接口，当然，也有些处理器（如8051及其派生产品）则支持复用的地址和数据总线。
1.2 备用电池
在有些应用中（如VCR），时钟和日期信息在系统掉电时将会丢失，而在大多数应用中要求系统主电池断电时仍保持时钟和日期有效。为保持时钟振荡器持续运转，可采用主/辅电池结构或大电容配合主电源为时钟电路供电，这样，RTC芯片内部还必须提供两组电源的切换电路。如果用电池（如Li+电池）作为备份电源，RTC设计还应该注重低功耗指标，以使其在电池供电时具有尽可能低的功耗。电源切换控制电路通常由主电源供电，需要时可切换到电池供电，并将RTC置为低功耗模式，电池供电时，可禁止微处理器与RTC之间的通信（通常被称为写保护），以使电池电流降至最小，同时避免数据被破坏。
在采用电池为电池系统供电时，时钟电路耗电最大的部件是振荡器，对于那些嵌入了晶振和电池的时钟模块（如DS12C887），由于振荡器在出厂时处于禁止状态，因此电池的损耗电流主要是电池的自放电，室温下，电池自放电每年的消耗能量大约占电池容量的0.5%。有些时间保持NV RAM模块利用时钟来控制IC和SRAM，出厂时，振荡器处于禁止状态、SRAM与电池断开，只有模块在主电源供电并第一次与时钟电路断开时，电池才与SRAM接通。这一功能常被称作电池保鲜。Dallas Semiconductor的绝大多数RTC都提供有一个电池输入引脚和一个内部反向充电保护电路。由于Li+电池的额定温度是-40℃～+85℃，因此，使用时应确保环境温度不要超出+85℃。
1.3 时钟格式
在电路设计中使用的时钟格式主要有三种：BCD码、二进制码、未格式化的二进制计数值。其中BCD码比较通用，因为它的时间和日期可以直接显示，且不需要进行数据转换，每8位寄存器表示一个二位数，对于某些特殊的时间和日期，由于不占用全部8位数据，因此，不用位可以充当一些特殊功能（如用作读/写位），也可以在硬件读取时时终保持固定状态（1或0）。二进制码格式与BCD码一样具有独立的秒、分钟、小时、星期、日、月、年寄存器，在一些提供BCD码格式的RTC中，常常也提供可选择的二进制码格式。时间和日期寄存器每秒钟更新一次，日期循环与月、年有关。星期寄存器与其它寄存器的变化关系不大，在子夜更新数据，数据从7至1循环变化，程序中可以用1表示任何一个特定的星期数，只要在整个程序中指定数值保持一致即可。在12小时制与24小时制或BCD码与二进制码之间进行转换时，时间、日期、闹钟寄存器需要重新进行初始化。二进制计数码用一个多字节（一般为32位）寄存器来存储时间信息，时间信息用一个秒计数值表示，并可通过软件将秒计数值转换为合理的时间和日期。
另外，在选择RTC时，还需要考虑千年（Y2K）兼容性问题，Y2K兼容的RTC包含有世纪信息（提供世纪数值或世纪位），并可正确地计算润年，Dallas Semiconductor提供的RTC均兼容于Y2K，而且不存在日期敏感的逻辑。
2 设计考虑
2.1 晶振与精度
晶体振荡器在固定频率振荡器中能够提供较高的精度，绝大多数RTC采用32.768kHz的晶体，晶体振荡器输出经过分频后会产生1Hz的基准来刷新时间和日期。RTC的精度主要取决于晶振的精度，温度变化时，音叉晶振所具有的抛物线型的频率响应特性曲线如图1所示，23ppm的温漂大约每月产生1分钟的时钟误差。晶振一般在特定的电容负载下，其调谐振荡在正确的频点，而当晶振调谐于12.5pF负载的RTC电路中时，使用6pF负载的晶振将会使时钟变快。Dallas Semiconductor提供的所有RTC均采用内部偏置网络，因而晶振可直接连接到RTC的X1、X2引脚，而不需要额外的元件。由于RTC的晶振输入电路具有很高的输入阻抗（大约109Ω），因此，它与晶振的连线犹如一个天线，很容易耦合系统其余电路的高频干扰。而干扰信号被耦合到晶振引脚将导致时钟数的增加或减少。考虑到线路板上大多数信号的频率高于32.768kHz，所以，通常会产生额外的时钟脉冲计数。因此，晶振应尽可能靠近X1、X2引脚安装，同时晶振、X1/X2引脚的下方最好布成地平面。图2是一个推荐的晶振布线图，其数字信号引脚需远离晶振和振荡器引脚，对于那些会产生明显的射频辐射的元件，设计时应加以屏蔽，并使其远离晶振，特点是低功耗晶振，它对邻近的射频干扰非常敏感，往往会导致时钟加快。
另外，由于振荡器启动时间、晶振的性能以及线路板的布局有关。实际上，较大的等效串联电阻（ESR）和过大的电容负载都会延长振荡器的启动时间，而且，ESR较大时，还会造成较大的功率损耗。因此，设计时应按照对晶振特片参数的要求来选择晶振，同时应提供合理的线路板布局以便使启动时间能够控制在1秒钟以内。
2.2 功耗问题
许多实时时钟都采用电池供电，典型应用是利用一块小的锂电池在主电源掉电时直接驱动振荡器和时钟电路。为有效延长电池的使用寿命，振荡器必需消耗尽可能少的能量。为了保证这一点，应谨慎考虑振荡器的设计。典型的高频振荡电路ESR较低，但设计中一般会留出5倍、甚至10倍的ESR裕量，而低频晶振则具有较高的ESR。对于一个RTC振荡器，或许留出2倍的负阻裕量即可，振荡器的负阻裕量越小、耗电越低，但是，这种电路对寄生参数、噪声非常敏感。此外，振荡电路的负载电容对功耗也有一定影响，虽然12.5pF内部负载的RTC的耗电要比6pF负载的RTC大，但是，它通常具有更高的抗干扰能力。
第4篇：电路设计范文
[关键词]电路设计 技术 技巧
中图分类号：TD327.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）13-0214-01
前言：大量的事实表明，在电子产品进行生产的时候，如果在最初的电路设计方面出现了问题，那么所耗费的成本是十分巨大的，对公司所造成的损失也是相当巨大的。因此，在进行电路设计时，必须使用一定的技巧，应用比较先进的技术，这样才能使得电子产品的性能更加良好，更受用户的欢迎。本文将从电子电路设计的技术和技巧两个方面进行分析，对于电路设计的技术方面，从线路设计、线路布局、STM技术应用等三个方面进行分析，而对电路设计的技巧方面，则从电源优化、地线设计、配件安全认证等三个方面进行分析，以求能对电子产品的电路设计的优化起到作用。
1 电路设计的技术分析
1.1 电路设计中的线路分析
一般情况下，电子产品都采用的是手工布线，而手工布线包含有两种方法，一种是自动推挤，另一种是布线，这两种方法通常都是相互配合的。在电子电路设计中，布线工作十分重要，而且最讲究技巧性，因此必须备受重视。布线有单面布线和双面布线两种，其设计形式也有两种，一种是自动式设计，另一种是交互式设计。两者在应用中也有先后顺序，一般情况下先用交互式设计进行部分布线。然而在线路可能会产生反射，从而造成干扰，为了防止这一干扰，不能让输出与输入端的之间的线路平行，而且仅仅这样做还是不够的，还要增加地线，将这两路线进行隔离。寄生耦合有利于线路的运行，而要产生这样的效果，必须让布线产生垂直效果。除了以上这些工作以外，要想使得电路设计中的线路更加完美，必须消除电源带来的一些干扰，怎么做呢？要在电源和电线之间增加耦电容，还要尽可能将电源与地线之间的距离增大，同时将电线加宽，这样就可以明显地降低电源与地线之间的相互影响，使得线路运转中没有过多的额外损耗，从而使得电路能够使用更长时间，也使得产品质量大大提高。
1.2 电路设计中的布局分析
电子线路的布局设计也是十分重要的，如果布局设计产生了问题，那么，电路的运行效果就会大打折扣，甚至会严重缩短电子产品的使用时限，因此，在进行布局设计时必须十分认真，注重布局设计的合理性及效果。从整体上来说，产品的质量和外观是产品能否被大众所认可的关键因素，对于一个成功地产品来说，这两者缺一不可。要想使得线路设计更完美，就不得不注重一些细节，比如，一般走线不宜过长，而为了避免这一问题，在进行飞线连接时，要将相连的电子元件放在一起，而且放置的位置要尽量宽松一点，对器件进行散热处理，因为这些器件都是要进行焊接的，挤在一起可能会将错误的线路焊接起来；为了防止出现干扰的情况，应该将数字以及模拟器件尽可能地隔离；要更多地利用Array功能。
1.3 电路设计中的STM技术应用
SMT技术在电子电路中应用十分广泛，所以要想使得电子产品的质量得到保证，就必须要重视STM技术的研究与应用，那么接下来我们就通过对多功能灯的设计理念来具体讲解一下SMT技术。通常来说，多功能灯有以下三个重要部件：LED灯头、螺旋钢管、三防外亮灯。在应用STM技术时，可以将其分为两个过程，其一是挂胶，其二是锡膏，这两个过程在进行贴片工作之前所采用的工艺是不同的，一般情况下，挂胶过程使用的是贴片胶，而锡膏过程所使用的焊锡膏。而且贴片所起到的作用也不相同，挂胶过程只是用来固定的，锡膏过程是用来焊接的。除此之外，在进行电路设计的时候，还要注意以下几点问题：拼版的选择问题以及拼版的数量问题。通过分析，我们可以知道多功能灯主控板的关键在于双面锡膏回流焊接，那么在选择主控板时就有以下两个方案：TOP层设计方案和BOT层设计方案。至于具体要使用哪一种，则要根据具体情况进行分析，根据电子元件的特点：元件数量多、元件分布不甚合理、散热不利等特点综合考虑，应该选择BOT设计方案，因为它有很多好处：提高打件效率、节约网板、将主控板做成单面板时可以手工焊接元件。主控板采用阴阳板也有很多优点：降低成本、节省优化时间、节约辅助材料、提高生产效率、生产期间用不着换产，可以生产更多的产品、节省很多的搬运时间。因此，设计中阴阳板的使用非常广泛。
2 电路设计的技巧说明
2.1 优化电源设置
一般来说，比较大型的电子产品，诸如音响等，对电源的依赖程度较高，需要各种不同型号的电源来供应线路的运转，因此，在进行线路设计时一定要将这些电源区分开来。在选择电源时，一定要根据线路的承载力以及元件的电功承受力来选择电源，一定不能选择过大的电源，以免使得元件或者线路过度发热而造成损害，减少电子产品的使用寿命。然而还需要考虑的是，对于桥式整合电路，必须要较低杂波，以免桥式整合电路的波形被杂波干扰，这就必须要增加源滤波电路，从而过滤掉咋波，这样还可以同时起到提高产品性能的效果。
2.2 地线的设置技巧
对于一些音频电子设备来说，地线处理比较复杂，其原因是由于这些电子设备的电流较大。一般来说，电路的位置是由电源来决定的。通常情况下，FM音频、DA解码芯片等地线都会连接到功放的底线上，但不排除，有的电子产品将功放电路单点接地，并将其与滤波电源相连接，这样做比较安全。但是这样做是有局限性的，可以看以下这样一个分析：假定某电源的电压为0V，功放到电源的地线之间具有0.25R的电阻，那这段电路的电流是2A，那么功放电压就提高到0.5V。有实验证明，若AUX输入的电压为1V，接入电源后，电源与功放的电压就只有0.5V。因此，我们可以知道，功放的扩大倍数将会受到限制，除此之外，因为AUX此时属于音频信号，会产生电幅的波动，进而导致功放不稳定，很显然这会使得一些音频设备的声音十分难听。
2.3 对电路配件进行安全认证
有些电子设备属于高电压产品，所以，在出厂时必须要进行安全认证。在进行安全认证时，要使用没有受到侵漆的变压器，而测试的重点则是耐压性。假如可以在电路中安装几段保险丝，那么，就会极大地避免电路因电流过大而使得元件损坏。另外，还有一些其他的比较常用的安全认证方式，例如，在连接线上添加磁环就是一个非常简便且实用的方法。对于广大用户来说，在购买这些产品时，一定要细心查看安全认证标识，确保合格后方可购买。
结语：通过以上的分析，我们已经对电子电路的设计技术及设计技巧有所了解，能够明白其复杂性和难易程度，所以，对于从事电子电路设计的工程师而言，这是一项巨大的挑战，需要设计者尽心尽力地去完成这一设计，而且不仅仅只是完成这么简单，更要完成的更好才行，要全力以赴设计出更完美的、性能更好的电路。这就要求设计者要多多联系实际，积极探索，努力从实践中积累经验，这样才能够设计出更加有效的电路，从而能够提高公司产品的质量。
参考文献：
[1]卫永琴，刘春晖.浅谈时序逻辑电路设计中的小技巧[J].科技视界，2014，30：16+62.
第5篇：电路设计范文
由于红外成像设备在日益复杂的环境中广泛应用，不可避免会带来噪声和干扰。前端模拟电路处理红外探测器输出的原始模拟信号，是红外成像设备重要组成部分。本文通过前端模拟电路的硬件设计，重点讨论降噪抗干扰的方法，提高设备的可靠性。
【关键词】
红外；降噪；抗干扰
1引言
随着红外探测器成像技术的发展，人们对红外图像质量的要求也越来越高。同时由于系统集成化的趋势，系统可能会同时装备红外、激光、电视等设备，这些设备运行产生的电磁场可能会使红外设备产生不应有的响应，表现为图像噪声大、干扰等现象，严重时甚至影响设备的功能。在红外成像设备中，前端模拟电路连接红外探测器的输出和图像处理单元的输入，直接处理探测器输出的最原始模拟信号。加强和优化前端模拟电路的降噪和抗干扰设计，对提高设备整体的稳定性和抗干扰能力具有十分重要的意义。
2前端模拟电路设计
红外热像仪前端模拟电路部分主要实现的功能有：探测器工作偏压的产生；对探测器输出的模拟信号前置放大；高速模数转换和数据的合成排序等。
2.1探测器偏压供给电路设计由于探测器是敏感器件，尤其是长波探测器，电压波动影响其性能，探测器偏压供给电路给探测器提供严格的低噪声工作电压。探测器正常工作所需的偏压包括读出电路所需的模拟电压VDDA、数字电压VDDL和光电二极管偏压Gpol。模拟电压和数字电压均为固定值5V，而不同探测器的Gpol值并不完全一样，因此Gpol偏压可采用电阻分压方式，通过调节不同的电阻值实现不同的Gpol电压输出。我们采用REF195ES芯片生成模拟电压和数字电压。REF195ES最大输出电流30mA，电压输入范围从5.1V到15V，固定输出5V，输出精度±2mV，很好满足了探测器对模拟电压和数字电压的要求。输出电压可经过低通噪声滤波器电路，进一步降低噪声。低通噪声滤波器电路通常采用串联RL电路或串联RC电路，基本电路结构形式如图1、图2所示[1]。从式(1)、(2)可以看出，只要适当选择R和L的参数，截止频率可以设置成任何值，因此可以设计出具有任意截止频率的低通滤波器。为了提高电路的抗干扰性，本文设计一个RC滤波器，其电容值要求远大于A/D转换器的输入电容。这个电容为采样电容提供电荷，从而消除瞬变。RC滤波器同时也减小放大器地驱动容性负载时产生稳定性问题概率。与电容串联小电阻有助于防止自激和震荡。负载电容较大时，交流性能由负载电容和隔离电阻控制。
2.2信号放大电路设计红外探测器输出的模拟信号在送入A/D转换器处理前，经过两级放大：第一级是噪声滤波电路，它的作用是滤除探测器CMOS读出电路的噪声，同时提供与探测器匹配的输出阻抗。第二级放大电路是反相放大电路，它将输入的模拟信号反相放大，同时对信号进行偏置调节。（1）第一级滤波电路。滤波器按照电气指标一般分为无源滤波器和有源滤波器。由于无源滤波器存在滤波易受系统参数的影响、对某些次谐波有放大的可能、体积大等缺点，此设计中着重考虑应用有源滤波器。与无源滤波器相比，有源滤波器有如下优点：1）信号在无源器件上的损失可以在有源器件上得到补充。2）由于运算放大器具有输入阻抗高、输出阻抗低、高增益、高稳定性和闭环增益等参数调整灵活的优点，因此使用有源滤波器的设计较为方便[2]。压控电压源二阶滤波电路是一种常用的有源二阶滤波电路。压控电压源二阶滤波电路的特点是：运算放大器为同相接法，滤波器的输入阻抗很高，输出阻抗很低，滤波器相当于一个电压源。其优点是：电路性能稳定，增益容易调节。（2）第二级反向放大电路。放大器的负极输入端接上级信号，正极输入端接可调正电平。增加反向偏置的原因是，红外探测器的输出是探测器响应电压叠加上直流分量，减少直流电平的大小以便于下一步信号放大。正相输入的参考电平的好坏对输出有影响，设计中采用可调电阻分压来提供正相输入的参考电平。
2.3A/D转换电路设计A/D转换器作为前端模拟电路最重要的组成部分，直接影响到后端信号的处理，因此选择合适的A/D转换器十分重要。选择A/D器件主要考虑以下三种因素：l采样位数，即精度要求；l采样频率，取决于模拟信号的变化快慢；l信噪比。以某型探测器为例，其模拟视频输出信号动态范围大于74dB，最大输出速率5MHz。根据输出模拟信号的动态范围可以计算出，A/D转换器的转换位需大于12位。由于探测器数据输出最大速率是5MHz，因此A/D转换器的转换速率也必须得大于5MHz。为了满足某型号探测器性能指标的要求，我们选用AD9240。AD9240是美国AD公司生产的一种14位、10MSPS高性能模数转换器，它具有片内高性能采样保持放大器和电压参考。在单一+5V电源下，它的功耗仅有285mW，信噪比与失真度为77.5dB，信噪比（f=5MHz）为78.5dB。AD9240的模拟输入范围非常灵活，可以是DC或AC耦合的单端或差分输入[3]。AD9240内部结构框图如图4所示。其中VINA与VINB是信号输入端，CLK提供采样时钟，VREF提供参考电平，SENSE控制AD9240的采样电压幅度和参考电平来源。红外探测器的输出电压范围为1.6V~4.6V，为了使A/D转换器发挥最佳分辨率，需将A/D转换器的动态范围覆盖红外探测器的输出范围。同时为了减少温度飘移与内部噪声，提高参考电压精度，此设计中采用了单端输入的外部参考源。当使用外部参考方式时,还应当在CAPT与CAPB之间加一个电容网，如图6所示。该电容网有三个作用：一是与内部参考放大器一起在大频率范围下提供一个低阻抗源以驱动A/D内部电路。二是提供内部参考放大器需要的补偿。三是限制由参考电源产生的噪声干扰。
3结论
第6篇：电路设计范文
【关键字】 QPSK 电路
一、前言
最近由于低成本微控制器的出现以及民用移动电话和卫星通信的引入，数字调制技术日益普及。而数字式调制方式之一QPSK调制，具有采用微处理器的模拟调制方式所有优点，通讯链路中任何不足均可以借助软件根除，它不仅可实现信息加密，而且通过误差校准技术，使接收到的数据更加可靠，另外借助DSP，还可减小分配给每个用户设备的有限宽带，频率利用率得以提高。所以在通讯技术中，它应用越来越广泛了。
二、QPSK波形调制原理
首先将输入的串行二进制信息序列经串-并变换，变成m=log2M个并行数据流，每一路的数据率是R/m，R是串行输入码的数据率。I/Q信号发生器将每一个m比特的字节转换成一对（pn，qn）数字，分成两路速率减半的序列，电平发生器分别产生双极性二电平信号I（t）和 Q（t），然后对cosωct和sinωct进行调制，相加后即得到QPSK信号。
三、硬件设计
3.1 QPSK波形生成电路原理图
根据QPSK调制原理设计出电路结构图，如图1所示：
3.2 二进制信息序列
1、载波和时钟脉冲产生。在设计中，用晶振电路产生10MHz载波。将载波分频，用74LS160集成电路实现，再2分频，用D触发器实现，得到1MHz的时钟脉冲。
2、M序列设计。由于实验需要产生二进制序列，因此，要设计偶数位循环的M序列，将序列长度定为M=10，选用摸10的同步计数器74LS160，令其在状态转移过程中的，每一状态稳定时，输出符合给定序列要求的信号。在74LS160摸10同步计数器基础上加上F函数的输出组合电路，就构成产生“1111000110”序列信息的计数型序列信号发生电路，得到实验所需的二进制信息序列。
3、串/并变换电路设计。串/并转换电路主要由D触发器[4]构成。M序列产生的数码序列串行输入，在移存脉冲作用下，通过第1个时钟脉冲的作用，将输入的第1位数码存入第1级的触发器Q1，在第2个时钟脉冲作用下，第2位数码存入Q1，而第1位数码移存至第2级触发器Q2，由第5级D触发器和两个非门组成并行输出指令，作用于Q3和Q4，因而在输出端Q3，Q4并行输出第2位数码。
3.3 电平转换
经过串/并变换电路并行输出的双比特码元是两个二进制码元，需要通过电平转换器转换成与之对应的正负电平、负电代表0，正电代表1。
当二进制码“1”输入电平转换器，根据COMS传输门工作原理，TG1不导通，TG2导通，输出端输出高平电压。
当二进制码“0”输入电平转换器，根据COMS传输门工作原理，TG1导通，TG2不导通，输出端输出低平电压。
3.4 乘法器和加法器
1、乘法器。模拟乘法器是对两个模拟信号（电压或电流）实现相乘功能的的有源非线性器件。主要功能是实现两个互不相关信号相乘，即输出信号与两输入信号相乘积成正比。在本次设计中，根据需要，选用集成块AD633乘法器实现。根据VC和VS 为乘法器的两个输入端，输入两个相乘信号。W和Z是一个输出端，可以将其中一个接地，从另一端输出。
2、加法电路。用集成运放加反馈网络构成的运算电路[5]来实现两路叠加.R1=R2=R4=Rf1=Rf2=3kΩ，平衡电阻R3=R1//R2//Rf1=1kΩ，R5=R4//Rf2=1.5kΩ。这个电器接成两个反相放大器，由于电路存在虚短，在P端接地时，N点为虚地。显然，此电路属于多端输入的并联负反馈电路，对反向输出节点c可以写出以下等式：
R4，R5，Rf2和\放构成一个放大倍数为1的方向放大器，从而使输出信号反向，消去上式的负号，实现两路信号的叠加。由此便得到QPSK调制信号。
参 考 文 献
[1]樊昌信.通信原理[M].国防工业出版社.2006.7
第7篇：电路设计范文
近年来，随着我国社会主义市场经济，工业科技水平不断得到发展，低压电动机电路设计也得到了空前的发展，低压电动机电路设计已经广泛应用于各种行业。本文对低压电动机电路设计原理进行了阐释，针对现阶段我国低压电动机电路设计的现状以及存在的问题，提出了几点有效的措施，并对低压电动机电路设计未来发展的方向进行了分析。
关键词：
低压电动机；电路设计；注意问题；有效策略
0引言
在科学技术全球化趋势的影响下，我国低压电动机电路设计也逐渐受到社会各界的广泛关注，因此只有提高低压电动机电路设计水平，将其应用于多种领域，才能优化我国低压电动机的整体设计效果。
1低压电动机发展的现状
1.1低压电动机原理
低压电动机控制速度受到声波波振动的角频率、两路输入信号的震动幅度、两路输入的信号方位差、行波的波动数等影响。通过改变刺激的超声电动机的定子两边的电压值，就可以互相调节两端的位差以及波动频率，从而达到控制速度的目的。这种改变通电时间的方法更具有可控性。
1.2低压电动机控制技术类型
首先，低压电动机频率跟踪控制技术。低压电动机本质上是利用摩擦进行驱动，但是定子之间的摩擦情况以及滑动率是不能确定的，而且定子频率会随着温度的升高而升高、温度的降低而降低。低压电动机频率跟踪控制技术不仅能够稳定低压电动机的工作频率，同时还能提高低压电动机的整体性能，具有较好的抗干扰性能，而且还能连续持续的工作，最主要的缺陷就是需要额外的传感系统。其次，不采用模型跟踪控制技术。低压电动机自身的内部结构复杂繁琐，尤其是其驱动结构中的非线性因素众多。低压电动机并没有采用任何跟踪控制模型，也没用建立数学模型就能够控制。随着科学技术的不断发展，日本科学研究出采用PI控制技术就能够有效解决抖动速度的方法，但其缺点就是动态性能不合理。经过多年的发展，终于研究出新型的控制方法，这些技术能够适用于没有明确数学模型的超声电动机，或者是非线性速度的低压电动机。最后，采用PI、模糊控制。采用数学模型控制的超声电动机普遍存在一个问题，就是动态性较低，超调量很大，调整耗费时间，因此经过多年的研究，研究人员在采用数学模型控制的基础上增加了PI和模糊控制技术，设计出了能够进行混合控制的遥控技术。这样不仅能够实现低压电动机精准定位的目标，同时还能确保低压电动机系统的完整性和稳定性，提高低压电动机控制技术水平不仅能够提高低压电动机自身的性能，同时还能使低压电动机的设计更加趋于便捷化和人性化，值得广泛应用。
2低压电动机电路设计应注意的问题
2.1低压电动机在控制回路电压选择上应注意的问题
对于24V、220V、380V三种常用的回路电压而言，其中220V使用的频率最多，特别是要控制线路较长的时候，就需要考虑电流以及电压可能出现的损失，然后对低电电动机电路设计进行一个整体的设计，具体需要注意以下几点：第一，要将做好控制回路导线的设计，公式为：L=500P/0.3×U2，L为导线的临界长度，P为接触功率，U为控制电压。因此如果实际控制线路超过了低压电动机的回路导线的长度，就必须发出停机命令，这样才能够继续保持接触器的吸合，这样才能够减少停机故障发生，见图2。第二，要做好线路降压设计，公式为U=U1×R1/R2+R，其中R1指的是导线的电阻，R指的是控制线圈的电阻，因此当控制线路的降压过大，就必须阻止回路的发生，如果一旦回路发出了启动命令，接触器就会无法闭合，从而造成设备无法正常启动。第三，从低压电动机电路设计本身出发，根据低压电动机的自身特点，速度特性，构建合理、科学的数学模型，建立健全系统识别体系，根本以上电路设计才能够提高整个低压电动机的整体质量和水平。与此同时，低压电动机电路设计人员应该真正做到与时俱进、开拓创新，在实践的基础上创新，在创新的基础上实践，从而优化低压电动机电路设计方案和效果。
2.2低压电动机直接启动控制回路设计应注意的问题
第一，做好电气隔离措施。对于整个低压电动机而言，要想安全运行就需要在低压电动机的主回路上安装必要的隔离装置，从而防止其出现安全隐患。与此同时，在低压电动机生产运行的过程中，为了防止低压和高压引起故障，就需要检查低压回路，这样才能够确保低压电动机电路设计安全。第二，做好对接地保护工作。接地保护作为整个低压电动机电路设计的重要组成部分，在其中发生了十分重要的作用，因此如果一旦出现任何故障，都必须采用这种方法进行治疗，而且通常情况下，接地故障的电流要远远小于一般的短路故障电流，因此很多工作人员盲目认为接地保护工作的工作不大，往往会忽视，这往往会导致电路连接出现问题。因此在整个TN配电系统的过程中，需要将短路保护作为接地保护的重要环节，将接地故障电流与电流脱扣的比值设定为1:3。与此同时，还应该利用低压熔断器作为接地保护的方法，在安装的过程中，切断故障的回路，使其时间小于等于0.5s，这样才能够提高低压电动机电路设计的整体质量和水平。
3结束语
综上所述，低压电动机的应用十分广泛，随着我国科学技术水平的不断向前发展，低压电动机的应用范围还在逐渐扩大，电路设计作为低压电动机的关键环节，在低压电动机应用的过程中发挥了重要的作用。随着新型低压电动机的出现和发展，传统的电路设计已经不能满足现代低压电动机自身的需要，提高低压电动机电路设计水平，不仅能够提高低压电动机电路设计的工作效率和水平，十分便捷、高效，与此同时它还影响了其他领域。总之，要把握好低压电动机电路设计应注意的问题，这样才能确保电动机设备安全、高效运行。
参考文献：
[1]唐鹰.低压电动机电路设计应注意的几个问题[J].建筑电气,2010,04(25):26-27.
[2]翁双安.低压交流电动机主回路与控制回路设计应注意的几个问题[J].电工技术,2013,(01):51-52.
第8篇：电路设计范文
在学生愿意主动来到课堂学习的前提下，吸引学生的学习兴趣更为重要。为了可以让学生兴趣盎然地参与到教学过程中来，教师在能讲述知识的前提下，还要能激发学生的学习动机，唤起学生的求知欲望。在这方面，教师可以结合实际应用，讲述一些射频集成电路在日常生活中的应用。比如，美国半导体产业协会（SIA）总裁兼执行长BrianToohey曾指出：“从物联网、智能汽车、智能家居等市场都可以看出，半导体普遍出现在每一种产品类型中，而且正变得无处不在。”仅仅在我们每天使用的智能手机中就包含RF收发器、功率放大器、天线开关模块、前端模块、双工器、滤波器及合成器等关键射频元件。而且有报告指出，2011年这些射频器件的市场规模为36亿美元，预计2011~2015年的年复合增长率为5.6%，到2016年主要的射频器件市场将达47亿美元。此外，目前应用比较广泛的WiFi及物联网都与射频集成电路有着密切的关系。这些切实应用由于与学生的生活以及将来的就业息息相关，因此，相关内容的讲述能够有效地激发学生的学习热情。
二、如何让学生成为课堂的主人
“以教师为中心”“以灌输为主要形式”的传统教学方式已经无法适应新时代的需求。如果教师仅根据教材对内容进行枯燥的讲解，无法抓住学生的注意力，学生很容易溜号，影响课堂教学质量。因此可以通过引进研究型教学模式、师生互动来活跃课堂气氛。所谓“研究型教学模式”即将教师由知识的传授者转变为学习的指导者，将学生由被动的学习转变为主动的学习。如何使学生成为课堂的主人，在教学实践中发现培养学生的问题意识是课堂教学的有效手段，教师可以通过创设开放的问题情景，引导学生进入主动探求知识的过程，使学生围绕某类主体调查搜索、加工、处理应用相关信息，回答或解决现实问题。比如，以射频技术在物联网中的应用为开放课题，学生通过查资料，分析整理，更深刻体会了射频技术在智能家居、交通物流、儿童防盗等方面的应用，使学生在学习过程中主动把“自我”融入到课程中，敢于承担责任，善于解决问题。
三、让学生走上讲台
学生是课堂的主人，因此，可以改变以往教师在讲台上讲、学生坐在下面听的传统教学模式。让学生走上讲台可以将传统的讲授方式转换为专题研讨的教学模式。教师可以提前布置专题内容，如射频器件模型、射频电路设计、射频技术发展、射频技术的应用及未来发展趋势等。有个专题内容作为核心，学生可以在老师的指导下通过检索资料，组织分析资料，最终走上讲台向老师和其他学生讲述相关的内容。通过几年的实践，发现这样可以增加学生学习的主动性和自觉性、同时也能使学生对相关的问题发表各自的观点，形成对问题各抒己见、取长补短的研讨学习方式，大大拓宽学生的知识面以及综合表述能力。
四、通过实践教学加深理解理论教学内容
理论教学是掌握一门技术的基础，但实践教学也是必不可少的。学生在掌握一定的基础理论的同时，须要通过设计实践来强化巩固。实践教学的引入，不仅能够加深学生对理论知识的深入理解，洞悉细节，提高学生的动手能力，还可以培养学生创新思维及科研能力。因此，教师可以通过设置几个开放的课程设计内容来让学生主动研究探索。在本课程的教学中，本人已经有计划地进行了实践教学活动，例如，在实践教学中，曾经给学生布置了“用于GPS的低噪放电路设计”的实践设计。在该设计过程中，学生须要深入理解多方面知识，比如明确GPS的频段、确定低噪放的电路结构，并有效评估电路性能等。为了课程设计的顺利进行，学生须要进行查阅分析资料、软件安装、软件学习、电路设计、课程论文撰写等几个环节的分析设计工作，并最终在实践中系统深刻地理解掌握课程的理论内容，为以后的工作及深造打下坚实的基础。
五、鼓励学生参与科研项目
第9篇：电路设计范文
扩展漏极漂移区是由轻掺杂的N阱形成，可以承受高电压。在漂移区等压线上均匀分布着电场减缓结构，可以提高其耐压值。为了提高栅漏之间的耐压漂移区上的厚场氧将场板提高。但导电沟道在薄栅氧的下面且器件的跨导与导电沟道有关，所以电场减轻结构不会影响器件的跨导，衬底和N阱之间的雪崩击穿电压和电场减缓结构的效果决定扩展漏极晶体管的额定电压。对此类器件设计需考虑以下参数：浓度和长坂长度、漂移区结深、长度等，器件耐压会随着漂移区长度的增加而逐渐上升，直到达到一定的值。外延层浓度、漂移区浓度和漂移区结深三者共同决定此值。值越大，外延层浓度应在保证源漏不穿通情况下尽量低。
2基于IP核低功耗单电源电平转换器设计
目前已经提出的电平转换器共有两类，分别是单电源转换器和双电源电平转换器，后者需要输入信号的电压供电和输出信号的电压供电两种电源电压供电。在多电压技术中电平转换器主要是为了实现低电压信号转换高电压信号。关于不同结构的电平转换器近年来也有许多研究学者对其研究，有的是以提高速度，有的是降低功耗。大多数设计采用的双电源电压，本文主要是基于IP核作为设计的主要性能指标，从而提出一种具有低耗的单电源电压的电平转换器。
传统的电平转换器设计运用的是单向电平转换器电路，显然，相对双电源转换器，在布线资源上单电源电平转换器有明显的优势，例如在一个多电压SoC上，实现模块之间信号的传输需要大量的电平转换器，一旦模块之间的接口信号所使用的双电源电压的电平转换器，一些较为珍贵的布线资源便会被占用，导致布线资源短缺，如果采用单电源电压电平转换器可有效缓解上述问题。一般影响电平转换延时性能的主要因素有副端电路中各器件的寄生电阻、中间级电路电流等，在设计时如果要获得较好的低功耗性能，对精确计算各器件尺寸及电流，一定情况下还需充分考虑器件的耐压情况。
3结语
