与被动和主动组件工作吗?一定要遵循最佳实践设计

2019年5月15日

汽车在高速公路与周围的传感器信号

尖叫的快速、高频率的产品似乎围绕着我们。现在,任何看似无视司机进入奇妙世界的射频和微波信号当他们的新车安全系统巧妙地自动对一个不曾预料到的车道变化和避免惨遭毒手下车辆GPS说:“在下个出口左转。“被动和主动组件都起到了很大的作用在决定这些信号的能力。

越来越多的高速消费品和工业产品的地方关注PCB设计。当你设计一个PCB对于高频应用程序,你需要认识到,辐射会影响被动和主动组件的性能。组件选择频率应该认识到宽容,插入/返回损失,输入/输出阻抗水平,相位延迟,和温度稳定性已经成为关键的性能因素。当你考虑消除电磁干扰(EMI),你还必须记住,频率范围超过100 MHz增加寄生电感和电容的风险。

我们不是被动无源设备

即使我们标签某些设备是“被动”,我们就会很难设计一个电路没有这些工作组件。当我们考虑被动元器件,一些快速点。被动装置的电阻、电感、电容器、铁氧体磁珠,和变形金刚:

不产生能量
不需要权力运行的
不放大电子信号
不能控制电路。

尽管被动设备的局限性,我们可以使用这些组件来减弱信号或我们可以使用设备或设备的组合连接在系列或平行于控制信号,产生反馈,或引起相移。

抵抗并不总是徒劳的

“电阻反对当前的流动”似乎是一个简单的声明。,当然,当我们设计一个电路可以用电阻来实现阻抗匹配和偏置。然而,我们可以选择从一个包括线绕电阻,碳组成,薄膜电阻。

当我们工作频率高,电阻响应不同。因为线绕电阻由线圈的线,这些电阻感应。虽然电影的内部结构的金属薄膜电阻由线圈也变得在高频电感,电感是足够低,允许使用在一些高频电路。

电阻电容。虽然这看起来很奇怪,最后帽相互并联电阻的存在,因此产生电容。在大多数情况下,电阻器的电阻将成为漏水的寄生电容和电容不是一个因素。高价值的电阻,可以有电容,似乎在同时存在阻力。在高频率,高值电阻器可能低阻抗。

管理当前和去耦电容

与电阻、电容静电储存能量作为电荷在两个或两个以上的导电板分离介质。我们可以使用电容电路设计过滤和分离在供应和信号线路。但是我们需要深入探讨了具体的特点,看看电容器在高频电路响应。

寄生电感和共振可以发生一些capacitors-such电解和膜电容和伤害高频性能。材料用于建筑的层电容器提供所需的区域产生自身电感。电解电容有plate-to-plate泄漏电流,可以表现为存在寄生串联电阻与电容并联。当寄生电阻结合提供的电阻电容板,我们有一个等效串联电阻(ESR)。

一堆电解电容器、被动组件

电容可能是解耦的设计需求

去耦电容必须有一个低ESR完成脉动和噪声抑制。陶瓷电容器目前较低的自身电感的可能性,因为小板的大小。此外,陶瓷电容器提供稳定的高频范围和为解耦集成电路提供一个好的解决方案。因为高温级铝/钽电容有稳定温度和偏见的特点,适合解耦供给线的设备。任何温度不稳定性增加了ESR和电容器可以伤害。

不断与电感储能

电感储存能量。尽管这简单的定义似乎把电感与电容,在现实中,存在一种微妙的差别。电感器,我们商店内的电磁能量的一个线圈只要时变电流继续流过电感器。在电感(L)反对当前的变化,一个更大的电感值较小的电流变化率。

当我们处理组件,我们有时会听到“有损”和“无损的条款。“因为理想电感可以无限期储存能量没有能量损失热量,该设备是无损的。不过,在日常生活中,电感有那些特征。每个线在一个电感器有一个给定的单位长度电阻。每个转线靠在另一个转和允许寄生谐振电容形成和限制上频率的电感器。

电子电路中有源设备

所有电子电路包括至少一个活跃的设备(如晶体管、可控硅整流器(在所),双向可控硅,运算放大器(放大器)——使用电来控制电力。一些活跃的设备操作压控设备和使用一个静态电压控制电流。其他活跃设备作为电流控制运营设备和使用另一个电流控制电流。

活跃的设备:

可以控制电流的流动
产生的电压或电流
电路提供电压或电流
可以提供一个功率增益
需要外部源

控制电流允许活跃设备作为放大器。小信号控制更大数量的电和形状从外部源到相同的直流电源波形的幅度更大。放大器也可以减少对模拟数字转换信号的振幅,缓冲信号或过滤信号。当一个信号放大器缓冲区,它提供了一个高阻抗输入端和一个低阻抗输出端。因此,放大器允许输入信号弱的转移一个沉重的负载。有源滤波器使用负面反馈滤波器的信号。