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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运算放大器逆变器，后跟缓冲器。为什么？
在一个示意图中，我一直试图理解我遇到了以下子电路： 它是一个运算放大器反相器，其后直接带有一个缓冲器。VIN来自微控制器中的DAC，该电路产生的VOUT为负VIN。运放由正极和负极供电（此处未显示）。到目前为止，一切都很好。 但是我没有完全看到在此电路中使用OA2的原理。我能看到的唯一原因是：如果没有缓冲器（OA2），则VOUT上的突然负载会从VIN汲取电流，直到运放OA1反馈调整（大约1µs）。使用缓冲区（OA2）不再是这种情况。我说对了吗？还是我错过了什么？
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用电线替换生产中的SOT-23（5引脚）封装
在制造了许多PCB之后，却没有安装PCB，我发现了一块电路板上的硬件错误。我可以通过卸下SOT-23组件并在两个焊盘上铺设导线来解决此问题。 我生产的PCB太多，以至于在拆卸的组件的两个焊盘上手动安装导线不节省时间或金钱。 如何使用自动化生产方法解决此问题？是否有可用的组件来解决这种问题，例如，两个引脚之间只有一根导线的封装？ 编辑： 有问题的链接是SOT23-5对角线之一。 一种建议是使用零欧姆电阻器。这些通常采用带有矩形引线的矩形封装。 取放机器会处理与焊盘成45度角的电阻器吗？ 回流期间会发生什么？由于引线与焊盘的不正确对齐而导致的表面张力会导致电阻器旋转并与预期的焊盘分离吗？
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为什么这个简单的FET电路具有这种行为？
在上面的电路中，当按下并释放S1时，LED点亮并保持点亮状态。为什么会这样呢？我无法直接用DMM测量栅极电压，因为连接DMM会使LED保持不亮状态。 如果LED点亮（按下并释放S1），则按下并释放S2时，LED将按预期方式熄灭。 我浏览了有关FET的ECE入门书籍一章，似乎没有提及这一现象。
15 led  fet 
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为什么低压差（LDO）稳压器不稳定？
如今，基于P型晶体管的LDO稳压器似乎是线性稳压器的首选形式，但我一直在听说如何必须谨慎选择输出电容器以确保稳定性。具有N型晶体管的老式高压差稳压器似乎没有这个问题。是什么导致LDO不稳定？是P型晶体管吗？和之间的较小差异？都？还是其他东西？为什么输出电容器的ESR如此重要？V我ñV一世ñV_{in}VØ ü ŤVØüŤV_{out}
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如何从非稳压5V电源创建稳压5V电源
我有一个涉及特定单板计算机*和数百个WS2812B“智能” RGB LED *的项目，所有这些均以5V电源供电。 我有一个5伏15安的非稳压电源。虽然LED可以使用未稳压的电源，但当电压不稳定时，我正在使用的微控制器往往会出现问题。 由于我想全部使用一种电源来运行，因此我想从未稳压的15A 5V电源创建约1安培的稳压5V电源。 我想将此电源转换器构建在PCB上，因此我正在寻找一种可以实现的设计，而不是预制板。我的最终设计将是Pi帽，也就是它将卡在Pi的GPIO端口上并放在顶部。 全部将通过手工焊接（通孔或表面安装），因此理想情况下，它所涉及的零件不会超过所需的数量。这是一个折扣，因此虽然成本是一个问题，但我不想节省几分钱。 我可以在板上构建哪种类型的电源转换器电路来执行此操作？仅转换1安培会遇到严重的热量问题吗？ 我并不是要有人为我设计这个，而是要指出正确的方向。 * WS2812B是集成在5050封装中的“智能”串行数据控制LED RGB光源。连接方式为数字串行输入和输出以及5V和接地。针脚。它还包括一个精密内部振荡器和（内部产生的）12V恒流驱动器。设备串联连接（从Dout到下一个Din），单个串联连接最多允许1024个设备和5米长的串。 有关更多详细信息，请参见此处的数据表 *树莓派2 B
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如果双绞线中的绞数奇数怎么办？
我不是电工，也不是该领域的学生。我是一位网络工程师，有好奇心，并且最近使我特别研究了布线和双绞线。我说这是为了恳求答案被“简化”，这样我才能理解它^ _ ^。 我刚刚终于明白了为什么100BASE-TX和10BASE-T使用两根导线（一对）用于TX而另外两根导线（另一对）用于RX的原因。我知道在每对导线中，一根导线传输原始信号，另一根导线传输确切的逆信号。 我也终于了解了为什么电线在双绞线中扭曲。有效地使周围的电磁干扰源（EMI）均等地影响两对电线，而不是不成比例地影响另一对电线。 使我理解的是这张图片，由Ismat Aldmour博士在此职位的ResearchGate.net上发布： 我还将在这里发布他的爆炸图，以避免链接腐烂的风险： 我不得不通过绘制类似于附图的内容向网络中的学生解释这一点。在图1中，对于平行线对，干扰导致红线（更靠近干扰源）每​​单位长度（例如1 mV）有更多的感应电压（感应），而在感应时则较少（0.5 mV）。蓝线。目的地的总差值为3mV。在双绞线情况下（图2），目标的总差为0V，因为红色和蓝色电线的部分（扭曲）交替受到相同的干扰，因此目标的总差为0V。我为这个问题画了这个数字，希望也可以在讲课中使用它。当向不认识阻抗项的非电气工程专业的学生教授网络时，这特别有用。差模噪声项，...等。顺便说一下，双绞线中的干扰主要来自在同一根电缆中同时运行的其他双绞线上的信令，其中可能有许多双绞线。谢谢。@AlDmour。 通过图像和爆炸图，我了解了六根甚至是双绞线如何使线对中的两根导线均受到环境EMI的同等影响，并且净增量干扰最终变为+0。我的问题是，如果电线中有奇数个扭曲，会发生什么？ 例如，如果在上面的图2中增加了一半的扭曲，则红线的干扰增量将为+ 1mV，蓝线的干扰增量将为+ 0.5mV。 接收端如何对此进行补偿，和/或检测EMI并确定其可以忽略的每一对mV？
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将过孔放置在焊盘上有什么不好的吗？
一旦我错误地在0603焊盘上放置过孔，并且在焊接时没有任何问题。我现在要布线另一块板，并且可以在0603焊盘上放置一些过孔（0.3毫米）来节省一些空间。我想知道这是一种二手技术还是不好的做法？它会导致PCB或PCBA生产或性能问题吗？ 通孔连接为低频（最大1.2 kHz），相关连接如下所示。
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PID算法：长时间延迟后如何考虑快速的输入值变化
我正在尝试在Arduino Leonardo上实现基本的PID算法，以使用伺服控制阀将冷热水混合。目的是使温度尽可能接近设定值。尤其重要的是防止输出温度超过设定值，以保护用户免遭灼伤。其次重要的是尽快使温度接近设定点。 对于较小的温度变化，PID算法的标准实现似乎可以正常工作。但是我不知道如何解决在等待热水到达阀门时可能出现的长时间延迟，因为这些延迟比更改阀门位置后的标准延迟长得多。 显然，取决于热水管线的长度和自上次使用热水以来的时间，热水到达阀门需要花费数十秒的时间，因此在此期间，水温在低温下保持相当恒定热水阀很快就会打开100％。积分分量开始累积较大的误差值。 当热水最终到达阀门时，检测到的温度会迅速上升到最高热水温度。由于较大的积分误差，温度超过设定值后，由于等待积分值降低到正常水平，热水阀长时间保持在100％。因此，结果是几秒钟（数十秒）的最高温度水。 我不确定如何解决这种可能的长时间延迟。在这种情况下，为了限制最大响应时间，在积分误差值上设置一个上限（和下限）是否明智？这似乎无法达到积分部分的目的，并且在达到设定值后仍会出现一定的滞后。 还是有更好的方法来处理长时间的延迟后快速的输入变化？ 感谢您的任何建议！
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射频能量收集
为什么投资于RF辐射的能量不能被完全收集？影响此的主要因素是什么？如今是否有任何重要的研究可以完全描述这一过程？我的结论是：“能量从一种形式转移到另一种形式。”但是在这种情况下，为什么不能大量收集能量以将其用于为低功率设备供电或将其大量存储在某些电池中以备后用采用？为什么现在不赚钱，为什么今天不像水，风和其他能源那样使用它？
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为什么LTSpice不能预测运放的振荡？
我正在开发一种电路，用作电子基准测试电源。关于如何测试该电路的更早问题得到了几个非常有用的答案，可以在这里找到：如何测试运放的稳定性？。这个问题是关于如何解释我的模拟和测试结果的。 这是在实验板上进行仿真和测试的电路原理图： LTSpice产生的图表明电路相当稳定。5V上升存在一个1mV的过冲，可在一个周期内消除。如果不进行大量放大，几乎看不到它。 这是使用电路板上的示波器进行的同一测试的快照。电压上升小得多，周期更长，但是测试是相同的；将方波馈入运算放大器的同相（+）输入。 如您所见，存在明显的过冲，可能是20％，然后在高信号持续时间内呈指数衰减到稳定振荡，并且在下降时出现一些轻微的过冲。低信号的高度仅为本底噪声（约8mv）。这与电路关闭时相同。 这是实验板构建的样子： MOSFET在散热器的顶部，通过黄色，红色和黑色导线连接。栅极，漏极和源极。通往小型原型板的红色和黑色电线分别为IN +和IN-，连接至面包板香蕉插孔，以避免功率电平电流通过面包板。测试中加载的电源是密封铅酸（SLA）电池，以避免电源本身出现任何不稳定情况。银跳线是从我的函数发生器中注入方波的地方。左下方的电阻器，二极管等是手动（基于电位计）负载水平设置子电路的一部分，未连接。 我的主要问题是：为什么LTSpice不能预测这种严重的不稳定性？如果这样做的话，将非常方便，因为这样我就可以模拟我的薪酬网络了。就目前而言，我只需要插入一堆不同的值并重新测试即可。 我的主要假设是，IRF540N的栅极电容未在SPICE模型中建模，而我正在驱动一个约2nF的电容性负载，这并未考虑在内。我认为这是不对的，因为我发现模型（http://www.irf.com/product-info/models/SPICE/irf540n.spi）中的电容看起来是正确的数量级。 有什么方法可以使仿真预测这种不稳定性，以便还可以调整补偿网络值？ 结果报告： 好的，事实证明，我为LM358运算放大器使用的LTspice模型很旧，并且不够复杂，无法正确地对频率响应进行建模。由National Semi更新到相对较新的版本并不能预测振荡，但是清楚地显示出20％的超调，这给了我一些帮助。我还更改了脉冲峰值电压以匹配面包板测试，这使得过冲更容易看到： 基于这种“反馈”，我从一致推荐的补偿方法开始，我认为这是支配极点补偿的一个例子。我不确定栅极电阻器是该电阻器的一部分还是第二种补偿方案，但这对我来说至关重要。经过大量的反复试验后，得出以下这些值： 这产生了一个非常稳定的波形，尽管我想尽可能使上升和下降的幅度更大一些，以便更好地测试将在此负载下测试的电源的频率响应。我会稍后处理。 然后，我在面包板上使用了新值，瞧，我明白了： 我对此很激动：) 尤其是由于要适应新组件，我使面包板寄生虫变得更糟而不是变得更好： 无论如何，这个愉快的结局，希望对其他在搜索中找到它的人有所帮助。我知道我会撕掉剩下的那只小头发，试图通过将不同的组件插入面包板来调入这些值：)
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为什么出汗的手指会中和我手机屏幕上的触摸传感器？
我的经验是，当我跑步时，手指在手机屏幕上“无法工作”。 我的理解是，触摸屏上的传感器工作在静电荷上，即，您充当屏幕的“地球”，并且可以感应到电荷的差异。 当然，手指上的汗水会增加电流的传导性吗？ 我的问题是：为什么出汗的手指会中和手机屏幕上的触摸传感器？
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我有什么选择来检测移动的小金属物体的位置？
这是气枪颗粒物收集器： 我以120 m / s = 390 fps的速度向其射击小金属颗粒（直径4.5mm = .177英寸）。 在检测X / Y进入目标位置时，我有哪些选择？ 如果我只需要知道到中心的距离，这是否会使它更容易？（比分） 现在，我的颗粒是无铅的，但不是铁磁性的（它们不粘在磁铁上。）如果我要获得铁磁性的颗粒，我还有更多选择吗？可能会产生一些感应或电磁效应？ 现在我可以想到： 摄像机安装在三脚架上，可以比较连续的图片并检测目标纸上的差异。缺点：它将需要像样的计算能力（至少是Raspberry Pi），并且可能会错过通过前面的小球刻出的孔直接穿过的小球。它也不能很好地对抗黑带。 两个激光或CCD扫描仪，例如重新使用的条形码扫描仪，沿着目标边缘彼此成90°角安装。缺点：在CCD的情况下，必须对光学器件进行调整；他们可能需要在另一侧使用白色参考背景；而且它们必须非常快，因为颗粒运动非常快。 还有其他想法吗？ 我可以使用沿边缘安装的天线来检测某种电磁效应吗？如果产生电磁场怎么办？金属颗粒会以任何明显的方式与之相互作用吗？铁磁颗粒会这样做吗？ 我可以使用两个彼此成90°安装的超声波测距仪吗？他们能检测出这么小的物体吗？
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