模擬電路設計的案例
干貨｜老工程師分享一些模擬電路設計的經驗
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。盡管目前數字電路、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。這里將模擬電路設計中應該注意的問題總結如下：
01
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沖。
02
積分反饋電路通常需要一個小電阻（約560歐）與一個大于10pF的積分電容串聯。
03
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。
04
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。
05
使用EMC濾波器，并且與IC相關的濾波器都應該和本地的0V參考平面連接。
06
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，在具有數字信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。
展開 模擬電路設計的一些經驗分享
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。盡管目前數字電路、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。這里將模擬電路設計中應該注意的問題總結如下：
01
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沖。
02
積分反饋電路通常需要一個小電阻（約560歐）與一個大于10pF的積分電容串聯。
展開 模擬電路設計應該注意的12個問題
模擬電路的設計使工程師們頭疼，但也是致命的設計部分。
本文將模擬電路設計中應該注意的問題進行了總結，與大家共享。
01
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沖。
02
積分反饋電路通常需要一個小電阻(約560歐)與每個大于10pF的積分電容串聯。
03
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(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。
展開 電路板的可靠性設計
對于模擬電路干擾的抑制，由于電路中有要測量的電流、電壓等模擬量，其輸出信號都是微弱的模擬量信號，極易受干擾影響，在傳輸線附近有強磁場時，信號線將有較大的交流噪聲。可以通過在放大器的輸入、輸出之間并聯一個電容，在輸入端接入有源低通濾波器來有效地抑制交流噪聲。此外，在A／D變換時，數字地線和模擬電路地線分開，在輸入端加入箝位二極管，防止異常過壓信號。
而數字電路常見的干擾有電源噪聲、地線噪聲、串擾、反射和靜電放電噪聲。為抑制噪聲，應注意輸入與輸出線路的隔離，線路的選擇、配線、器件的布局等問題。輸入信號的處理是抗干擾的重要環節，大量的干擾都是從此侵入的，一般可以從以下幾個方面采取措施：
①接點抖動干擾的抑制；多余的連接線路要盡量短，盡量用相互絞合的屏蔽線作輸入線，以減少連線產生的雜散電容和電感；避免信號線與動力線、數據線與脈沖線接近。
②采用光電隔離技術，并且在隔離器件上加RC電路濾波。
③認真妥善處理好接地問題，如模擬電路地與數字電路地要分開，印制板上模擬電路與數字電路應分開，大電流地應單獨引至接地點，印制板地線形成網格要足夠寬等。
2）軟件抗干擾技術。除了硬件上要采取一系列的抗干擾措施外，在軟件上也要采取數字濾波、設置軟件陷阱、利用看門狗程序冗余設計等措施使系統穩定可靠地運行。特別地，當儲能飛輪處于某一工作狀態的時間較長時，在主循環中應不斷地檢測狀態，重復執行相應的操作，也是增強可靠性的一個方法。
（2）電路板設計 由于DSP控制器工作頻率較高，即使電路原理圖設計正確，若印制電路板設計不當，也會對DSP控制器的可靠性產生不利影響。例如，如果印制板兩條細平行線靠得很近，則會形成信號波形的延遲，在傳輸線的終端形成反射噪聲。因此，在設計DSP控制器印制電路板時，應注意采用正確的方法。
1）地線設計。
展開 
干貨 | 一文詳解單電源電路設計
我們經常看到很多非常經典的運算放大器應用圖集，但是這些應用都建立在雙電源的基礎上，很多時候，電路的設計者必須用單電源供電，但是他們不知道該如何將雙電源的電路轉換成單電源電路。在設計單電源電路時需要比雙電源電路更加小心，設計者必須要完全理解這篇文章中所述的內容。
1．1 電源供電和單電源供電
所有的運算放大器都有兩個電源引腳，一般在資料中，它們的標識是VCC＋和VCC－，但是有些時候它們的標識是VCC＋和GND。這是因為有些數據手冊的作者企圖將這種標識的差異作為單電源運放和雙電源運放的區別。但是，這并不是說他們就一定要那樣使用――他們可能可以工作在其他的電壓下。在運放不是按默認電壓供電的時候，需要參考運放的數據手冊，特別是絕對最大供電電壓和電壓擺動說明。
絕大多數的模擬電路設計者都知道怎么在雙電源電壓的條件下使用運算放大器，比如圖一左邊的那個電路，一個雙電源是由一個正電源和一個相等電壓的負電源組成。一般是正負15V，正負12V和正負5V也是經常使用的。輸入電壓和輸出電壓都是參考地給出的，還包括正負電壓的擺動幅度極限Vom以及最大輸出擺幅。
單電源供電的電路(圖一中右)運放的電源腳連接到正電源和地。正電源引腳接到VCC＋，地或者VCC－引腳連接到GND。將正電壓分成一半后的電壓作為虛地接到運放的輸入引腳上，這時運放的輸出電壓也是該虛地電壓，運放的輸出電壓以虛地為中心，擺幅在Vom 之內。
有一些新的運放有兩個不同的最高輸出電壓和最低輸出電壓。這種運放的數據手冊中會特別分別指明Voh 和Vol 。需要特別注意的是有不少的設計者會很隨意的用虛地來參考輸入電壓和輸出電壓，但在大部分應用中，輸入和輸出是參考電源地的，所以設計者必須在輸入和輸出的地方加入隔直電容，用來隔離虛地和地之間的直流電壓。
展開 常用外圍電路設計，硬件電路設計參考及注意事項
(這個根據PCB的成本及防護級別要求來決定添加與否)
三、輸出電路繼電器設計參考
1、U1光耦分離高低壓，防止高壓干擾，實現電氣隔離
2、D5 1N4148續流二極管bai保護元件不被感應電壓擊du穿或燒壞，以并聯的方式接到產生感應電動勢的元件兩端，并與其形成回路，使其產生的高電動勢在回路以續電流方式消耗，從而起到保護電路中的元件不被損壞的作用。
四、達林頓晶體管設計參考應用
達林頓晶體管，小伙伴們一般常用于步進電機驅動，其實可以用于電機調速，大功率開關電路，驅動繼電器，驅動功率比較大的LED光源，利用PWM來調節亮度哦。
1、R6 R7 R8電阻用于限流，防止ULN2001損壞，導致高壓直接輸入到MCU的IO（由于ULN2001D本身自帶2.7K電阻，這里的R6 R7 R8可以省略,如果某些驅動芯片沒帶電阻最好自己加上,具體情況可以查看選用芯片的數據手冊作決定）
2、COM 端接電源當輸出端接感性負載的時候，負載不需要加續流二極管，芯片內部設計有二極管，只需COM口接負載電源即可，當接其他負載時，COM口可以不接。
3、在使用阻容降壓電路為 ULN2001D 供電時，由于阻容降壓電壓無法阻止電網上的瞬態高壓波動，必須在 ULN2001D 的 COM 端與地端就近接一個104 電容，其余應用場合下，該電容可以不添加。
五、運算放大器設計參考應用
利用運放巧妙采集負載的當前電流，可以準確知道當前負載運行情況，有沒有正常工作，非常好用哦。運算放大器還有很多很精妙很實用的電路，以后會一一跟大家分享，大家有空也可以網上搜一搜運放的一些經典電路，很多可以參考的地方。
展開 電路設計和家庭電路控制系統大全，學會接線不求人！
電路設計與電路工程明確用電需求，出設計圖紙。
所有線路應遵循平豎直，最短原則，減少彎線避免后期維修困難。
空調，廚房，衛生間，客廳，臥室，電腦及大功率電器等用專有的回路及相應漏電保護器。
電源線與暖氣，熱水，煤氣管平行間距應大于300cmmm，交叉間距大于10cmmm。
強電插座與弱電插座間距應保證大于500mm
插座離地面一般為30CM，開關一般距地130CM，插座開關在統一水平線上。
考慮家電家具位置及尺寸，常用插座正好位于床頭柜后邊，造成柜子不能靠墻的情況發生。
電視墻用電多，但后面沒必要設置太多插座，可以連一個插線板放在電視機側面。
保護措施包括接地保護（常見）和接零保護，統一系統中，嚴禁同時采取兩種保護方式。
展開 一個芯片從構想到完成電路設計的過程是怎樣的？
如果只是科普/大流程的話, 從199X年硅片的制作流程就沒怎么變過, 唯一對芯片設計造成比較大的影響的是隨著MOS管變小增加的Design Rule
我來簡單的說一下模擬電路和數字電路設計/制作方面的差別吧:
首先明確一點: 所有的ASIC(Application-Specific Integrated Circuit), 也即應用芯片, 都是有一個Design的目的, 如果是在工廠里就是乙方提的要求; 在PhD生涯里就是老板布置的活...
要成功通關, 待我細細道來:
小怪. 數字電路電路圖
推薦武器: Verilog
數字電路一般用Verilog寫, 主要是因為方便(我才不告訴你我手動壘Standard Cell呢) . 比如說CPU級別的芯片, 動輒上億的MOS管, 就算一秒畫一個, 不計連線時間, 你得畫38個月.
小怪: 數字電路仿真
推薦武器:VCS, MMSIM
寫完了Verilog, 就要跑數字仿真了. 一般會用到Synopsys 的VCS或者Mentor Graphics的MMSIM之類的.
這個仿真非常快, 因為每一個MOS管都被看成是開關, 然后加上一些非常粗糙的模擬出來的延遲時間. 目的是看你寫出來的玩意能不能正常工作.
小怪. 模擬電路電路圖
推薦武器: Cadence (允許準確擊打), SPICE(自由度高, 可長可短)等
這個就比較復雜了. 因為模擬電路的自由度非常高! 比方說, 一個MOS管在數字電路條件下就是一個開關, 但是在模擬電路里面, 根據柵極電壓和電路結構不一樣, 分分鐘完成 開路-大電阻-放大器-電流源-導通各種功能.
所以呢, 模擬電路基本就得手畫了.
展開 吃透這八大基礎電路，模擬電路分析就不難啦！
復制這段話到TaoBao打開即可見↓
1.0 ha:/??bELdXgm5iaX?? 凡億教育
在電子電路中，電源、放大、振蕩和調制電路被稱為模擬電子電路，因為它們加工和處理的是連續變化的模擬信號。
1
反饋
反饋是指把輸出的變化通過某種方式送到輸入端，作為輸入的一部分。如果送回部分和原來的輸入部分是相減的，就是負反饋。
2
耦合
一個放大器通常有好幾級，級與級之間的聯系就稱為耦合。放大器的級間耦合方式有三種：
①RC 耦合(見圖a): 優點是簡單、成本低。但性能不是最佳。
② 變壓器耦合(見圖b):優點是阻抗匹配好、輸出功率和效率高，但變壓器制作比較麻煩。
③ 直接耦合(見圖c): 優點是頻帶寬，可作直流放大器使用，但前后級工作有牽制，穩定性差，設計制作較麻煩。
3
功率放大器
能把輸入信號放大并向負載提供足夠大的功率的放大器叫功率放大器。例如收音機的末級放大器就是功率放大器。
3.1 甲類單管功率放大器
負載電阻是低阻抗的揚聲器，用變壓器可以起阻抗變換作用，使負載得到較大的功率。
展開 吃透這八大基礎電路，模擬電路分析就不難啦！
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中國集成電路設計業2017年會暨北京集成電路產業創新發展高峰論壇
“中國集成電路設計業2017年會暨北京集成電路產業創新發展高峰論壇”于2017年11月16日-17日在北京稻香湖景酒店隆重召開。歡迎光臨ANSYS 27號展位技術交流、現場抽獎。
熱設計的重要性以及PCB電路板散熱設計技巧
5 同一塊印制板上的器件應盡可能按其發熱量大小及散熱程度分區排列，發熱量小或耐熱性差的器件（如小信號晶體管、小規模集成電路、電解電容等）放在冷卻氣流的最上流（入口處），發熱量大或耐熱性好的器件（如功率晶體管、大規模集成電路等）放在冷卻氣流最下游。
6 在水平方向上，大功率器件盡量靠近印制板邊沿布置，以便縮短傳熱路徑；在垂直方向上，大功率器件盡量靠近印制板上方布置，以便減少這些器件工作時對其他器件溫度的影響。
7 設備內印制板的散熱主要依靠空氣流動，所以在設計時要研究空氣流動路徑，合理配置器件或印制電路板。空氣流動時總是趨向于阻力小的地方流動，所以在印制電路板上配置器件時，要避免在某個區域留有較大的空域。整機中多塊印制電路板的配置也應注意同樣的問題。
8 對溫度比較敏感的器件最好安置在溫度最低的區域（如設備的底部），千萬不要將它放在發熱器件的正上方，多個器件最好是在水平面上交錯布局。
9 將功耗最高和發熱最大的器件布置在散熱最佳位置附近。不要將發熱較高的器件放置在印制板的角落和四周邊緣，除非在它的附近安排有散熱裝置。在設計功率電阻時盡可能選擇大一些的器件，且在調整印制板布局時使之有足夠的散熱空間。
10 射頻功放或者LED PCB采用金屬底座基板。
11避免PCB上熱點的集中，盡可能地將功率均勻地分布在PCB板上，保持PCB表面溫度性能的均勻和一致。往往設計過程中要達到嚴格的均勻分布是較為困難的，但一定要避免功率密度太高的區域，以免出現過熱點影響整個電路的正常工作。如果有條件的話，進行印制電路的熱效能分析是很有必要的，如現在一些專業PCB設計軟件中增加的熱效能指標分析軟件模塊，就可以幫助設計人員優化電路設計。
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研討會內容
? PDN 噪聲分析方法
-時域的瞬態仿真模擬紋波
-頻域的阻抗曲線魯棒性設計方法
? Die 到穩壓模塊的完整建模
-穩壓模塊的建模和模型數值確定
-板級PDN 的通道的建模
-去耦電容的電感和偏置效應
-Chip Power Model模型的結構
? PDN 設計與優化的實用方法
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射頻電路電源和接地的設計方法
事實上，電容等效為一個串聯的 RLC電路，電容在低頻段起主導作用，但在自激振蕩頻率(SRF)：
大于fs頻率之后，電容的阻抗將呈現出電感性。由此可見，電容器只是在頻率接近或低于其SRF時才具有去耦作用，在這些頻點電容表現為低阻。圖 2給出了不同容值下的典型 S11參數，從這些曲線可以清楚地看到 SRF，還可以看出電容越大，在較低頻率處所提供的去耦性能越好(所呈現的阻抗越低)。
圖2 不同電容的阻抗曲線
在 Vcc星型拓撲的主節點處最好放置一個大容量的電容器，如 2.2μF。該電容具有較低的 SRF，對于消除低頻噪聲、建立穩定的直流電壓很有效。IC 的每個電源引腳需要一個低容量的電容器(如 10nF)，用來濾除可能耦合到電源線上的高頻噪聲。對于那些為噪聲敏感電路供電的電源引腳，可能需要外接兩個旁路電容。例如：用一個 10pF電容與一個 10nF電容并聯提供旁路，可以提供更寬頻率范圍的去耦，盡量消除噪聲對電源電壓的影響。每個電源引腳都需要認真檢驗，以確定需要多大的去耦電容以及實際電路在哪些頻點容易受到噪聲的干擾。
良好的電源去耦技術與嚴謹的 PCB布局、Vcc引線(星型拓撲)相結合，能夠為任何 RF系統設計奠定穩固的基礎。盡管實際設計中還會存在降低系統性能指標的其它因素，但是，擁有一個“無噪聲”的電源是優化系統性能的基本要素。
圖 3：過孔的電特性模型
接地和過孔設計
地層的布局和引線同樣是 WLAN 電路板設計的關鍵，它們會直接影響到電路板的寄生參數，存在降低系統性能的隱患。RF電路設計中沒有唯一的接地方案，設計中可以通過幾個途徑達到滿意的性能指標。可以將地平面或引線分為模擬信號地和數字信號地，還可以隔離大電流或功耗較大的電路。
展開 集成電路器件與設計的橋梁
主要研究方向為模擬射頻集成電路：適用于5/6G毫米波通信的相控陣收發機芯片、鎖相環PLL芯片、毫米波功率放大器芯片、77GHz FMCW 雷達芯片、高速有線通信芯片、新型MoS2芯片設計等。
集成電路通常采用一定的工藝，把一個電路中所需的晶體管、電阻、電容和電感等元件及布線互連一起，制作在半導體襯底中。無論新型的二維芯片還是目前傳統的硅工藝芯片，其芯片的設計的主要目的仍然是實現特定的功能。從集成電路器件到芯片的設計中間的橋梁就是定制的模型和特定的拓撲結構。
本次以目前兩個熱門的題目為例說明，首先新型的神經網絡芯片。基于傳統的硅工藝神經網絡芯片需要大量的乘法和加法單元實現卷積的運算，如何實現低功耗高速的卷積運算是其中的核心問題，此外神經網絡的輸入通常為傳感器的數據。傳感器芯片和神經網絡芯片之間通常需要接口，大量的數據通過接口傳遞會消耗大量的功耗和芯片的面積。實現傳感和神經運算的結合是未來發展的重要方向，也是擬神經計算的關鍵。二維器件具有光、電、磁、氣體等感應，基于二維器件實現傳感是較為容易，但是基于二維的器件實現神經網絡運算并不簡單。相比于基于二維神經單元，通過軟件實現神經網絡而言，二維芯片實現神經網絡并且集成前向傳播網絡芯片更具應用價值。如何實現？首先是器件的建模，器件的建模打破了傳統二維芯片通過實驗迭代的方式優化電路，而是通過仿真不斷優化器件，從而實現快速高質量電路。
對于目前的5G和6G通信，毫米波芯片是傳輸的關鍵。對于毫米波電路而言，最為困難仍然是器件建模，隨著頻率的升高，傳統的模型已經無法支撐高頻電路的設計。
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