模擬電路設計的一些經驗分享

2021-02-24 EDN電子技術設計

模擬電路的設計是工程師們最頭疼,但也是最致命的設計部分。儘管目前數字電路、大規模集成電路的發展非常迅猛,但是模擬電路的設計仍是不可避免的,有時也是數字電路無法取代的,例如RF射頻電路的設計。這裡將模擬電路設計中應該注意的問題總結如下:


(1)為了獲得具有良好穩定性的反饋電路,通常要求在反饋環外面使用一個小電阻或扼流圈給容性負載提供一個緩衝。

(2)積分反饋電路通常需要一個小電阻(約560歐)與一個大於10pF的積分電容串聯。

(3)在反饋環外不要使用主動電路進行濾波或控制EMC的RF帶寬,而只能使用被動元件(最好為RC電路)。僅僅在運放的開環增益比閉環增益大的頻率下,積分反饋方法才有效。在更高的頻率下,積分電路不能控制頻率響應。

(4)為了獲得一個穩定的線性電路,所有連接必須使用被動濾波器或其他抑制方法(如光電隔離)進行保護。

(5)使用EMC濾波器,並且與IC相關的濾波器都應該和本地的0V參考平面連接。

(6)在外部電纜的連接處應該放置輸入輸出濾波器;在未屏蔽系統內部的任何導線連接處都需要濾波,因為存在天線效應。另外,在具有數位訊號處理或開關模式的變換器的屏蔽系統內部的導線連接處也需要濾波。

(7)模擬IC中的電源和地參考引腳需要高質量的RF去耦,這一點與數字IC一樣。但是模擬IC通常需要低頻的電源去耦,因為模擬元件的電源噪聲抑制比(PSRR)在高於1KHz後增加很少。在每個運放、比較器和數據轉換器的模擬電源走線上都應該使用RC或LC濾波。電源濾波器的拐角頻率應該對器件的PSRR拐角頻率和斜率進行補償,從而在整個工作頻率範圍內獲得所期望的PSRR。

(8)對於高速模擬信號,根據其連接長度和通信的最高頻率,傳輸線技術是必需的。即使是低頻信號,使用傳輸線技術也可以改善其抗幹擾性,但是傳輸線如果未正確匹配,將會產生天線效應。

(9)避免使用高阻抗的輸入或輸出,它們對於電場非常敏感。

(10)由於大部分輻射是由共模電壓和電流產生的,並且因為大部分環境的電磁幹擾都是共模問題產生的,因此在模擬電路中使用平衡的發送和接收(差分模式)技術可以得到很好的 EMC 效果,而且可以減少串擾。平衡電路(差分電路)驅動不會使用0V參考系統作為返回電流迴路,因此可以避免大的電流環路,從而減少RF輻射。

(11)比較器必須具有滯後(正反饋),以防止因為噪聲和幹擾而產生錯誤的輸出變換,也可以防止在斷路點產生振蕩。不要使用比所需速度更快的比較器(將dV/dt保持在滿足要求的範圍內,儘可能低)。

(12)有些模擬IC本身對射頻場特別敏感,因此常常需要使用一個安裝在PCB上,並且與 PCB 的地平面相連接的小金屬屏蔽盒,來對這樣的模擬元件進行屏蔽。注意,一定要保證其散熱條件。

相關焦點

  • 模擬電路設計經驗12條
  • 模擬電路設計經驗總結
    模擬電路的設計是工程師們最頭疼、但也是最致命的設計部分,儘管目前數字電路、大規模集 成電路的發展非常迅猛,但是模擬電路的設計仍是不可避免的,有時也是數字電路無法取代的
  • 關於電源PCB設計的一些經驗分享,實用!
    電源電路是一個電子產品的重要組成部分,電源電路設計的好壞,將直接影響產品性能的好壞。接下來,板兒妹和大家分享一些工程師關於電源PCB設計的經驗總結,希望對大家有所幫助。電源PCB布局布線的基本原則1)選擇正確的板層數量和銅厚。
  • 模擬電路和數字電路在PCB設計中的區別詳解
    儘管對數字設計的重視帶來了電子產品的重大發展,但仍然存在,而且還會一直存在一部分與模擬或現實環境接口的電路設計。模擬和數字領域的布線策略有一些類似之處,但要獲得更好的結果時,由於其布線策略不同,簡單電路布線設計就不再是最優方案了。 本文就旁路電容、電源、地線設計、電壓誤差和由PCB布線引起的電磁幹擾(EMI)等幾個方面,討論模擬和數字布線的基本相似之處及差別。
  • 一種簡單的模擬接觸開關電路設計
    在學習了一段時間的電路知識後,相信很多朋友都希望能夠親自動手製作電路。
  • 一鍵開關機的三極體開關電路設計經驗分享
    三極體開關電路是目前應用頻率最頻繁的開關電路形式之一,運用得當能夠簡化電路結構,並有效減少功耗。今天我們將會在文章中,為大家分享一種能夠做到一鍵開關機的三極體開關電路設計經驗,大家一起來看看吧。
  • 根據模擬電路複雜性進行的模擬IC設計
    模擬IC設計與數字IC設計 模擬IC設計與數字IC設計有很大不同。在數字IC設計大多是在抽象的層次上完成的系統和過程中,確定柵極/電晶體級布局和布線的細節的地方,模擬IC設計通常將更多的個性化焦點集中在每個電路上,甚至包括每個電路的尺寸和細節。 電晶體。 同樣,許多鑄造工藝主要是為具有模擬功能的數字IC開發的,這就要求模擬IC設計人員應對工藝限制和更適合數字IC的功能進行工作。
  • 電路設計必備知識:數電入門經驗分享
    模電和數電是電子相關專業最重要的專業課程,做電路設計方面相關的工作,模電和數電知識是必須掌握的。如今正是科學技術的飛速發展階段,數字電子技術廣泛應用在各個領域中,絕大多數電子設備都離不開數字電子技術,小到電飯鍋、電視機、電冰箱,大到高鐵、飛機、火箭、航母等等,這門學科現在發展的很快,數字電路在電子設備中佔據著重要的位置,是系統的核心。本人為大家說說怎樣學好數電呢?數字電路0是0,1是1,條理清晰,邏輯關係明確,比模電要容易得多。
  • 6進位計數器設計方案匯總(三款模擬電路原理圖分享)
    打開APP 6進位計數器設計方案匯總(三款模擬電路原理圖分享) 發表於 2018-01-17 16:18:56 本文為大家分享三種
  • 五人表決器電路設計方案匯總(五款模擬電路邏輯圖及原理圖詳解)
    打開APP 五人表決器電路設計方案匯總(五款模擬電路邏輯圖及原理圖詳解) 發表於 2018-01-18 09:18:07 本文為大家帶來五款五人表決器電路設計方案
  • 模擬電路的概述以及與數字電路之間的區別
    (文章來源:快點PCB) 模擬電路是指用來對模擬信號(指連續變化的電信號)進行傳輸、變換、處理、放大、測量和顯示等工作的電路。它是電子電路的基礎,主要包括放大電路、信號運算和處理電路、振蕩電路、調製和解調電路及電源等。無論是學習硬體設計,還是其中的高速PCB設計,模擬電路都是大家需要掌握的必備知識。 模電本身是一個非常複雜的學科,而模電課程只是其中最基礎的東西。模擬電路(Analog Circuit)的含義是處理模擬信號的電子電路。自然界中絕大多數信號都是模擬信號,它們有連續的幅度值,比如說話時的聲音信號。
  • 模擬工程—電路設計指導手冊:運算放大器②
    TIA 麥克風放大器電路模擬工程師電路設計指導手冊:放大器編輯者的話:模擬工程師電路設計指導手冊:放大器可提供放大器子電路設計理念,便於您快速借鑑這些理念來滿足特定系統需求。每種電路都以「示例定義」的形式呈現。裡面包括一些像食譜一樣的分步式說明,並且帶有能幫助您改進電路從而滿足您的設計目標的公式。而且,所有電路都通過 SPICE 仿真的驗證。
  • 12進位計數器設計方案匯總(五款模擬電路設計原理及程序分享)
    打開APP 12進位計數器設計方案匯總(五款模擬電路設計原理及程序分享) 發表於 2018-01-17 15:05:38 本文為大家帶來五種不同的
  • 模擬電子疑難問題解惑系列(二):模擬電路設計問題須知
    模擬電子疑難問題解惑系列(二):模擬電路設計問題須知 灰色天空 發表於 2012-11-27 16:59:59 電子發燒友網訊:上期為大家提供了模擬電子疑難問題解惑系列(一)
  • 模擬工程師電路設計指導手冊:運算放大器①
    >具有瞬態保護功能的高側、雙向電流檢測電路高側電流檢測電路設計三十倍頻負載電流感應電路採用電流輸出電流檢測放大器的高電壓、高側浮動電流檢測電路具有集成精密增益電阻器的低漂移低側雙向電流檢測電路過流事件檢測電路信號源PWM 發生器電路可調節基準電壓電路
  • 單片機小白學步(4) 模擬電路、傳統數字電路與單片機
    在這個例子中,並不見得能體現到電路計算相比於我們用筆紙計算的優勢。但是如果我們把電路做的足夠複雜,它的計算速度是相當快的,並且只要有電能供應,它就永遠不知疲倦的計算,而且不容易出錯。上面我們設計了一個簡單的模擬電路計算器,它能計算兩個數的平均值,我們用電壓值直接表示數字。但是這個電路在實際中工作並沒有那麼理想。
  • 「模擬電路」電晶體放大電路設計、製作與測試
    實 驗 報 告課程名稱:模擬電路技術實驗實驗一:電晶體放大電路設計、製作與測試表格 1:電路設計要求記錄表2、實驗電路原理圖:圖一:電路設計原理圖3、設計原理分析:電晶體放大電路實驗,選用共射極放大電路,利用電壓分壓式工作點穩定單電晶體放大原理,偏置電阻選用,共同組成的分壓電路,並在發射極與參考點之間接有電阻RE,以實現穩定放大電路靜態工作點。
  • 水位報警器設計電路圖大全(八款模擬電路設計原理圖詳解)
    水位報警器設計電路圖(一) 這種水位報警器可以在水槽中水位滿槽時及時發出報警聲。電路中電晶體振蕩器產生的方波信號經探頭送入水中。探頭壽命很長,因為沒有電解腐蝕。 整個電路由電晶體多諧振蕩器、放大器和報警電路構成。
  • 為精密模擬電路設計超低噪聲正負電源的技巧
    當今的一些高精密模擬系統需要低噪聲正負電壓軌來為精密模擬電路供電,這些電路包括模數轉換器 (ADC)、數模轉換器 (DAC)、雙極放大器等等。如何產生清潔、穩定的正負電壓軌為噪聲敏感型模擬組件供電是擺在我們面前的一個設計挑戰。
  • 經驗竅門:教你設計低功耗、低噪聲電源電路
    設計一個需要超低功耗的無線產品,一個3AH的電池要能工作5-6年,需要整個通信機制需要有省電的功能,也需要產品本身有超低功耗的能力。