电气工程

电子和电气工程专业人士,学生和爱好者的问答


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电压调节器的首要原理-为什么晶体管中会漏电?
我试图加深对电子学的了解,因此决定尝试设计一种能够提供大约安培数的固定电压调节器。我将这些基本原则归纳在一起,而没有提及任何有关通常如何设计稳压器的参考。 我的想法是: 齐纳二极管和电阻器提供固定的电压基准。 比较器检测何时输出电压高于目标阈值。 晶体管开关电源。 电容器充当水库。 考虑到这一点,我设计了这个固定的5V稳压器,它似乎可以工作: 但是,我确实注意到的是,它具有某些局限性,我无法完全得出其原因: 尽管电压不同,但来自V1(输入)的电流大致等于R2(输出)的电流。这似乎与线性稳压器的行为相符(是我刚刚创建的吗?),但我不确定为什么会发生这种情况。考虑到Q2只是在打开和关闭,为什么Q2消耗了这么多功率? 当V1小于7.5V时,输出电压永远不会达到5V阈值,而是徘徊在4V附近。我已经尝试了在不同的负载下进行此操作,但是它在低于该输入电压的情况下根本无法工作。这是什么原因?

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这样的铜射频腔是否可以合理地期望Q> 7000?
论文《真空中封闭射频腔的脉冲推力的测量》(H.White等人,《推进与动力》,2016年11月,http://dx.doi.org/10.2514/1.B36120)涉及一个异常形状的铜腔,其共振频率约为1.94 GHz。在下面引用的部分中对此进行了描述。(进一步阅读:https : //space.stackexchange.com/questions/tagged/emdrive) 图4表明该腔的Q值超过7,000(7E + 03)。据我所知,没有暗示在铜内部有异常导电的涂层。 我的问题是关于极高的Q值的。我认为在拥有〜GHz谐振铜腔经验的人中,应该能够基于经验来回答这个问题,而不必太基于意见。这样的铜射频腔是否可以合理地期望Q> 7000? 我很好奇-50W的驱动器,内部电场的数量级是多少?kV / m?MV / m?如有必要,我可以将其作为一个单独的问题进行讨论。 配置接近和Q的任何示例都可以作为“是”的基础,配置高度接近,高度优化甚至不接近 Q 的任何示例都可以作为“否”答案的基础。 B.测试文章 该RF共振测试制品是铜截头锥体,其大端的内径为27.9cm,小端的内径为15.9cm,轴向长度为22.9cm。测试物品包含一个5.4厘米厚的聚乙烯圆盘,其外径为15.6厘米,该圆盘安装在平截头体的较小直径端的内表面上。直径为13.5毫米的环形天线以1937 MHz的TM212模式驱动系统。因为没有针对圆锥台共振模式的解析解,所以使用术语TM212描述了一种模式,该模式在轴向有两个节点,在方位方向有四个节点。小型鞭状天线可为锁相环(PLL)系统提供反馈。图3提供了测试文章的主要元素的框图。 上图:从这里开始的图4 。右键单击以在单独的窗口中打开,以完整尺寸清晰查看,或在原始链接上查看。 上图: “图14前推力安装配置(散热器是测试件和放大器之间的黑色鳍状件)。” 从这里 以上: “图17空推力从安装端的配置,B)图。” 从这里
15 rf  resonance 

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为什么没有施加电压的电线中就没有净电流?
具有最松散结合的最外层电子的材料的原子随时间不断在彼此之间交换电荷,这些材料称为导体。现在,导电过程不同于电气工程教科书中经常描述的过程。 这意味着,为了使电流在电路中流动,电子必须从一条导线一直移动到另一条导线,这是不正确的。现实是这样的: 例如,来自电池负极的最左边的电子碰撞到最近的原子上,由于其加速作用,它淘汰出了在该壳层旋转的电子。被敲除的电子正朝着其最接近的原子前进,反过来,它也在做同样的事情,敲除一个产生链式反应的电子。因此,基本上,电子只移动一点点,但总体结果实际上是瞬时的。 我不明白的是,如果我们在没有施加电压的情况下使用规则的导线,电子仍然会不断地从一个原子反弹到另一个原子,这意味着导线上确实存在“电子流”,但是如果将导线连接到一个LED二极管什么也不会发生。因此,我真正要问的是,导线中的“有施加电压的电子流”与“无施加电压的电子流”有何不同。


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在基尔霍夫定律和欧姆定律之前,科学家如何处理电子学的问题?
两位物理学家都制定了非常强大的定律,如今这些定律仍然统治着电路的电子行为。 这些每天帮助我们解决问题,计算电路变量……但是,在发现上述规律之前,工程师们是如何做到的呢? 如果在此之前使用了当今不被接受的替代法律,这是否意味着直到发现这些法律之前的研究都是错误的?基尔霍夫和欧姆本身是否依靠错误的理论来创造“好人”?

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为什么(麦克风)前置放大器设计倾向于将运算放大器增益限制为最大60 dB?
在查看许多具有专业录音质量的麦克风前置放大器时,我注意到我所研究的每个使用运算放大器(分立或IC)的设计都将运算放大器提供的增益限制为最大约60dB。虽然大多数前置放大器使用另一个阶段(变压器或另一个运算放大器)达到70db甚至80dB,但我想知道为什么他们不仅仅使用第一个运算放大器到达那里。据我了解,会有一些优势: 随着电压增益的增加,信噪比更好, 更简单的音频路径, 零件和成本更少。 它与60dB以上的运放稳定性有关吗? 这是一个典型的示意图。R12将增益限制为40.1dB。我正在使用这些公式: A = 1 + (RFb/ R我ñ)一种=1+([RFb/[R一世ñ)A = 1 + (R_{fb}/R_{in}) G一个我ñd乙= 20 * l o g(一)G一种一世ñd乙=20∗升ØG(一种)gain_{dB} = 20 * log(A) 我还注意到,由THAT-Corp生产的完整的麦克风前置放大器IC也具有60dB的最大增益。

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您可以识别此组件吗?
这对某些人可能是显而易见的,但对我而言却不是。我是一名IC设计工程师,因此我很少从事任何实际工作。今天早上,我不得不修理一些第三方为我公司定制的电子产品。在拆下前面板时,我看到这个灰色的盒子被夹在一捆电线上(下图),我不知道它是什么或做什么。经过10分钟毫无结果的谷歌搜索“夹在电线上的灰色盒子”,我发现自己在问这个问题。内部看起来像某种类型的金属或陶瓷。我认为它可能具有磁性,但事实并非如此。 那么有人可以识别它并告诉我它做什么吗? 我解决了与接线无关的问题。


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为什么在稳压器之前的电容器比在稳压器之后的电容器更有效?
我有5 V从USB移动电源输入到LDO稳压器,该稳压器将其降至3.3V。在3.3 V线路上,我有多个IC和IR传感器。一个IR传感器在短脉冲时间内消耗大量电流(我的电容为10 µF)。 每当耗电的红外传感器打开时,都会导致我电路的其他部分在几秒钟内表现异​​常。我认为在3.3 V电源轨上增加一个大电容将有助于消除这种情况。但是我也注意到,我可以改为在5 V侧增加一个明显较小的电容器,这也解决了问题。 为什么电容器在稳压器的输入端比输出端更有效?我认为,如果电荷位于传感器所在的输出/3.3 V侧,则该电荷将“更容易获得”给系统。 (我只是修读电子产品,除了基本物理E&M之外没有任何正式知识。) *编辑:在出现问题/进行实验之前,我在调节器的任一侧都有一个0.1uF的电容,一个1uF的电容和两个10uF的电容(两边总计21.1uF)。问题发生后,我开始增加额外的上限。

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我将如何获得一个运行在31,891,269,116 µHz的小型振荡器?
我正在寻找为Mars时间运行的Arduino构建RTC模块。转换因子是1.0274912510地球秒至1火星秒。 虽然我设法通过<2秒的分辨率(不是很理想,我更喜欢300 ms的精度)以编程方式完成此任务,但在连接到常规RTC模块的Arduino Uno上使用定点数学想知道是否有可能在正好31,891,269,116 µHz(31.891269116 kHz)下运行某种低压振荡器,该振荡器或多或少可以与标准的32 kHz时钟晶体互换(但是,我会接受其他想法)只要它们不算贵的话。) 任何想法这怎么可能?或者,也可以接受某种计时器,该计时器每1.0274912510秒关闭一次。
15 arduino  timer 


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为什么(不)在FET栅极上放置电阻?
在思考保护MOSFET的方法时,一个想法是在门前放置一个极高的电阻:该想法是永远不要让电流流过门,因此,如果某些瞬态威胁门,则电阻会限制电流,可能会阻止FET烧坏。 实际上,在研究MOSFET保护时,我遇到了这种集成保护的产品,该产品的功能包括“内部串联栅极电阻”,如图所示: 如果这个想法是正确的,那么问题是:为什么不总是在任何FET的栅极之前放置一个兆欧电阻? 还是出于实际原因,栅极电阻通常不会保护FET?甚至会对性能产生不利影响?

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ATX电源次级中的非常规电压调节方案,它如何工作?
这个ATX电源原理图中+3.3 V输出的调节方案令我感到奇怪。我只是在网上看到原理图,实际上没有物理单元。 感兴趣部分的特写,不相关的电路已删除: 我的理解如下: 主变压器T1的抽头9和11相对于接地的中央抽头SC输出〜5 V AC(彼此异相)。该交流输出直接为+5 V和-5V输出整流。相同的抽头与电感器L5和L6串联,电感的选择在工作频率下使它们下降约1.5 V,其余的AC通过D23共阴极肖特基二极管对整流为3.3 V DC。 L1,C26,L8和C28构成一个低通滤波器,用于将电压纹波和噪声降低到可接受的水平。R33始终消耗1 W的功率,这可能是因为在低负载电流下的调节否则无法令人满意。 一直连接到主板主电源连接器的电压感应线焊接到+ S焊盘。其目的是感测主板上的实际输出电压,以消除由布线中的高电流引起的任何电阻性电压损耗。 TL431分流稳压器试图通过从C汲取电流来保持R和A引脚上的2.5 V电位。电阻R26和R27形成一个分压器,当输出电压达到3.34 V后,电阻R26和R27达到2.5V。 TL431开始从Q8的基极PNP BJT汲取电流,使其导通。C22和R28用于防止上电时的过电压。当传感线断开时,R25允许进行充分调节。 来自3.3 V输出电容器的电荷可通过Q8,R30和D31或D30流至当前正处于其半周期负部分的电感器(L5或L6): 从正向负过渡之后,电感器电流立即下降至零。根据多少Q8导通时,电流就会开始流动倒退到低谷变压器电感器,充电其磁场反向。当电压然后转变回正电压时,必须先克服已建立的磁场,然后再将任何电流开始流回3.3 V输出。这种延迟减少了每个周期传输的能量,从而降低了电压。 我知道饱和核反应堆,并且我怀疑这里正在发生类似的事情,但是我目前无法解决这个问题。没有单独的控制绕组,根据示意图,L5和L6完全分开,不共享同一磁芯。 与简单地将多余的电流分流到地面相比,如何将电流反向馈入L5和L6槽更有效;我不明白如何恢复用于建立反向电感器电流的能量。R30在电路中起什么作用?此方案有什么优点和缺点?为什么不经常使用它?

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我可以将RG316同轴电缆直接焊接到PCB上,而不使用预期的SMA连接器吗?
我有一长段RG-316单屏蔽50Ω同轴电缆,带有5.8 GHz信号,需要将其连接到PCB。尽管相对于大多数同轴连接器而言便宜,但SMA连接器仍然相当昂贵,占用空间且相对较重。该PCB设计用于侧面安装SMA连接器。 我可以用这种直接焊接代替原来的SMA连接器,而又不会引起较大的阻抗失配吗? 如何改善连接的射频性能? 接头的机械强度很差,并且聚四氟乙烯绝缘体不能与普通粘合剂很好地粘合。我可以使用不导电的粘合剂(环氧树脂,热胶)保护接头,而不会显着影响其射频性能吗?机械固定它的最佳方法是什么?

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