电路设计

<strong>进阶篇</strong>

<strong>目录</strong>

1、前言

2、个别S参数与串联S参数的差别

3、双埠S参数对地回路效应的处理

4、两个2-port S参数，有可能组成一个4-port S参数吗?

5、全3D模型的S参数，与分开的3D模型S参数串连的差别?

6、Port阻抗的设定，对S参数本质上，与S参数的使用上，有没有影响?

7、Export S参数模型时，有没有做port renormalize to 50 ohm，对使用S参数有没有影响?

8、问题与讨论

<strong>1、前言</strong>

S参数是SI与RF领域工程师必备的基础知识，大家很容易从网络或书本上找到S,Y,Z参数的说明，笔者也在多年前写了S参数 -- 基础篇。但即使如此，在相关领域打滚多年的人， 可能还是会被一些问题困扰着。你懂S参数吗? 请继续往下看...

<strong>2、个别S参数与串联S参数的差别</strong>

S参数测量是射频设计过程中的基本手段之一。S参数将元件描述成一个黑盒子，并被用来模拟电子元件在不同频率下的行为。在有源和无源电路设计和分析中经常会用到S参数。

S参数是RF工程师/SI工程师必须掌握的内容，业界已有多位大师写过关于S参数的文章，即便如此，在相关领域打滚多年的人， 可能还是会被一些问题困扰着。你懂S参数吗? 请继续往下看...台湾同行图文独特讲解！

<strong>基础篇</strong>

<strong>目录</strong>

简介：从时域与频域评估传输线特性

看一条线的特性：S11、S21

看两条线的相互关系：S31、S41

看不同模式的讯号成份：SDD、SCC、SCD、SDC

以史密斯图观察S参数

仿真范例

-- 地回路有没有slot对S11, S21的影响

-- 有效介电系数如何取得

问题与讨论

Reference

<strong>1、简介：从时域与频域评估传输线特性</strong>

一.原理图
1. RS485接口6KV防雷电路设计方案

<center><img src="http://mouser.eetrend.com/files/2018-02/wen_zhang_/100010285-35566-r1.p…; alt="图1 RS485接口防雷电路" width="800"></center><center>图1 RS485接口防雷电路</center>

<strong>接口电路设计概述：</strong>

RS485用于设备与计算机或其它设备之间通讯，在产品应用中其走线多与电源、功率信号等混合在一起，存在ＥＭＣ隐患。

本方案从EMC原理上，进行了相关的抑制干扰和抗敏感度的设计，从设计层次解决EMC问题。
电路EMC设计说明：

（1） 电路滤波设计要点：

<strong>编者注：</strong>

PCB设计是每个工程师必备的设计技能之一，是电子产品设计的重要环节，一个产品的原理设计再完美，如果没有好的PCB设计，其功能和可靠性会大打折扣，甚至不能正常工作。唐晓泉博士是某上市公司CAO ，多年来，他养成了独立画PCB板的习惯，以确保产品可靠性设计，在近30年的设计中，他总结了一些经验，从“术”的角度而不是“道”的角度看待PCB设计，这是真正的“授人以渔”，希望大家可以用心体会唐博士的十条总结，我们以第一人称方式分享内容

<center><img src="http://mouser.eetrend.com/files/2018-01/wen_zhang_/100010091-34628-gong…; alt=“” width="600"></center>

摘要：灯具设计需要针对过电流保护设计安全断开的小尺寸保险丝，本文介绍了室内LED灯具保护电路设计的相关要求及设计人员需要考虑的问题。

<strong>引言</strong>

最初设计的室内LED灯具，设计人员面临着各种各样的技术挑战。这些瓶颈包括交直流逆变电路的功率转换、热功耗考虑/散热、当前灯泡尺寸的物理空间限制、瞬态电气脉冲，这些都是除了驱动LED发光的基本电路设计之外的技术瓶颈。

这些挑战中最重要的一个是针对LED颗粒以及其上游电路中的所有主被动元件提供瞬态脉冲保护。这些瞬态脉冲通常是交流输入电路中的雷击感应浪涌。这些浪涌意味着LED灯具需要过流及过压保护。

<strong>01、LED灯具结构</strong>

对LED灯具的功能及高亮度的需求增长意味着驱动电路板上的器件越来越多。大功率LED驱动形成高亮度输出，同时会产生大量的热功耗，这意味着需要更大的散热片。因为LED灯具旨在与现有的白炽灯和CFL灯具(如通常用于家用照明的主流A19灯具)在封装形式上兼容，都包含有一条交流/直流变换的电源驱动电路，因此可以在标准灯具插座上使用(图1)。

<strong>应用实例（1）：</strong>

一种简单的三段式铅酸电池充电器控制电路

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一种简单的三段式铅酸电池充电器控制电路

本视频为大家讲解低速模数混合系统电路设计。

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地线也是有阻抗的，电流流过地线时，会产生电压，此为噪声电压，而噪声电压则是影响系统稳定的干扰源之一，不可取。所以，要降低地线噪声的前提是降低地线的阻抗。

众所周知，地线是电流返回源的通路。随着大规模集成电路和高频电路的广泛应用，低阻抗的地线设计在电路中显得尤为重要。这里就简单列举几种常用的接地方法：

<strong>单点接地</strong>

单点接地，顾名思义，就是把电路中所有回路都接到一个单一的，相同的参考电位点上。如下图所示。

<center><img src="http://mouser.eetrend.com/files/2017-12/wen_zhang_/100009480-32056-z1.j…; alt=“” width="600"></center>

<strong>1.亚稳态与设计可靠性</strong>

设计数字电路时大家都知道同步是非常重要的，特别当要输入一个信号到一个同步电路中，但是该信号由另一个时钟驱动时，这是要在接口处采取一些措施，使输入的异步信号同步化，否则电路将无法正常工作，因为输入端很可能出现亚稳态（Metastability），导致采样错误。

下面我们会对亚稳态的原理、起因、危害、解决办法、对可靠性的影响和消除仿真做一些介绍。

<strong>2. 什么是亚稳态？</strong>

亚稳态是指触发器无法在某个规定时间段内达到一个可确认的状态。当一个触发器进入亚稳态时，既无法预测该单元的输出电平，也无法预测何时输出才能稳定在某个正确的电平上。在这个稳定期间，触发器输出一些中间级电平，或者可能处于振荡状态，并且这种无用的输出电平可以沿信号通道上的各个触发器级联式传播下去。

<strong>3.亚稳态发生的原因</strong>

<strong>防反接保护电路</strong>

1，通常情况下直流电源输入防反接保护电路是利用二极管的单向导电性来实现防反接保护。如下图1示：

这种接法简单可靠，但当输入大电流的情况下功耗影响是非常大的。以输入电流额定值达到2A,如选用Onsemi的快速恢复二极管 MUR3020PT，额定管压降为0.7V，那么功耗至少也要达到：Pd=2A×0.7V=1.4W，这样效率低，发热量大，要加散热器。

2,另外还可以用二极管桥对输入做整流，这样电路就永远有正确的极性(图2)。这些方案的缺点是，二极管上的压降会消耗能量。输入电流为2A时，图1中的电路功耗为1.4W，图2中电路的功耗为2.8W。