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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低噪声跨阻放大器(TIA)-为什么添加反馈电容器会导致电压噪声峰值?
我正在研究一种用于检测弱光信号的低噪声跨阻放大器(TIA)。目的是实现具有10-20nV / rtHz的白噪声本底的10MHz带宽。我将FGA21光电二极管和OPA847运算放大器与以光导模式工作的10kohm反馈电阻一起使用。 关键规格包括: 增益带宽乘积:GBW = 3.9GHz 输入电压噪声:e_n = 0.85nV / rtHz 输入电流噪声:i_n = 2.5pA / rtHz 光电二极管电容:C_d = 100pF @ 3V偏置 PCB设计遵循许多建议的布局技术(最小化走线长度,在运算放大器下传递反馈组件,将敏感走线与接地层隔离等)。此外,使用去耦电容器对电源进行了严格滤波,并使用OPA820运算放大器来缓冲输出。 拍摄了两个噪声频谱,一个噪声频谱的反馈电容保持开路,另一个噪声频谱的设置为1.5pF: 虚线表示相应的理论噪声曲线。显然,电容器会导致噪声峰值变宽并频移,这与理论相矛盾,该理论认为反馈电容器会抑制跨阻增益并降低高频噪声。 为了进一步测试这一点,构建了不带光电二极管的电路,而是添加了一个100pF电容器来模拟二极管结电容,并重新测量了噪声: 在该电路中,添加反馈电容器会使噪声衰减,类似于理论预测的那样,这向我暗示了结电容和电流源的简单光电二极管模型可能并不完全准确。但是,通过文献搜索,我还没有找到关于该模型局限性的讨论,也没有看到这种行为的任何例子。 因此,我想知道是否有人曾经遇到过这个问题,或者是否可以理解增加单个电容器如何导致理论和实验之间的巨大差异? (请原谅缺乏电路图,我是新用户,到目前为止,每个问题只能附加两个链接) 编辑:这是带光电二极管的TIA的PCB布局: 这是电路原理图(值得注意的是,运算放大器之间未使用低通滤波器,电容器保持开路状态): 编辑2:请注意,在上面的电路图中,光电二极管没有反向偏置,在所示的所有噪声频谱中,它都以正确的偏置焊接

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使用晶体管的逻辑电平转换器
我正在尝试使用晶体管BC547制作一个逻辑电平转换器。这是将Rpi Gpio的电压电平从3.3转换为5V。我已根据此图为电路接线: 我这样做是为了将3.3V转换为5V以用于PWM应用。我已将电路连接到GPIO No 17并将其设置为高电平 问题: 1)为什么电路中没有接地? 2)我试图测量另一端接地的电压,什么也没显示。是什么问题? 谢谢。

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将总线导线连接到通道化子表的各个端口
我有八线公交车chselect[7..0]。我还有一个4x重复子工作表,每个子工作表都有两个输入CSAb和CSBb。将这些输入表示为CSAb_0, CSBb_0, CSAb_1, CSBb_1,...,CSBb_3下划线后的数字表示重复子表的实例是哪个实例。 我想这样连接总线: chselect[0] --> CSAb_0 chselect[1] --> CSBb_0 chselect[2] --> CSAb_1 chselect[3] --> CSBb_1 chselect[4] --> CSAb_2 chselect[5] --> CSBb_2 chselect[6] --> CSAb_3 chselect[7] --> CSBb_3 这是我在Altium中的尝试 这是否正确和/或符合最佳做法? 我也在Altium论坛上问过这个问题。
8 altium  bus 

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PCB中的气隙层是什么?
在工作中,我继承了多层PCB设计,需要将其发送出去以进行报价和最终制造。它包含两个标记为“ AIRGAP”的内层。这些气隙层的目的是什么? The board stackup is as follows: 1. Top Silkscreen 2. Top Soldermask 3. Top Copper 4. Ground Layer 5. Ground Layer Airgap 6. VCC Layer 7. VCC Layer Airgap 8. Bottom Copper 9. Bottom Solder mask 板上的最高电压约为40伏,因此我认为这不是高压设计。 是否将其视为四层板或更多?我们发送给它的一些董事会机构也感到困惑。

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硅二极管阈值电压0.7
我想知道为什么将这个值固定在0.7 V(0.3 Ge)左右。我已经一遍又一遍地研究了这个话题,但是我总是找到相同的答案。他们说“因为硅二极管的电压为0.7”。这就像说天空是蓝色的,因为蓝色是天空的颜色。 我对Shockley二极管方程很熟悉,但是看不到与阈值电压的关系(之所以这样说是因为人们给了我指向其Wikipedia页面的链接)。 我还阅读了有关结附近杂质浓度与电压屏障相关的一些信息(我希望得到与此有关的答案以及制造工艺)。 我得到的另一个答案是硅的性质(我讨厌这个答案,因为我从中得到的是电压是一种增强的特性,而不是广泛的特性,这会使材料更加“可行”)。 因此,本质上的问题是:为什么是0.7,而不是0.4、0.11、1.2(对于硅)?
8 voltage  diodes 

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防篡改嵌入式微处理器
我使用Microchip dsPIC或类似处理器开发商业嵌入式硬件。 我所拥有的固件有时非常复杂且昂贵,并且需要在硬件上防止黑客和篡改。那里提供了所有基本的软件保护,但是即使有安全保险丝,也可以通过多个国外网站服务以$ 500-$ 1,000的价格获取十六进制代码(仅防止不确定的篡改)。之后,仅需几个月的时间,便可以使用反汇编程序(例如IDA Pro)对代码进行逆向工程。 如何更好地保护硬件设计(无需军事保护)? 您可以推荐其他不可读的处理器,还是我现有设计的补充? 我所需要的只是隐藏一些功能,我不需要整个产品。另外,仅将数据隐藏在安全的外部存储器中还不够,我需要隐藏一个程序。 更新(基于许多评论):我已经在固件上进行了dsPIC和4年的全职开发(将以另一种方式从头开始要花很多精力): 1)该产品已经销售,如果他们愿意,黑客可以访问 2)新固件尚未发布。包含5kB代码,所有竞争者中都没有。发布后约12个月,我需要防止任何人轻易获得它 3)没有预算会变得非常奇特或复杂,每件产品可能要多加10美元(正负) 4)可以通过添加SIM卡之类的解决方案来解决问题? 5)隐藏功能执行非常棘手的计算(非标准),以解密/加密16个字节。已知的流程无法在1年内破解它,需要该功能,这就是为什么我要隐藏它。 6)我不介意它是否公开可见,何时将请求发送到“隐藏”硬件,或者响应是否公开可见。只需要隐藏计算它的进程,而不能在dsPIC处理器内部。

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为什么要学习微控制器架构?[关闭]
已关闭。这个问题是基于观点的。它当前不接受答案。 想改善这个问题吗?更新问题,以便通过编辑此帖子以事实和引用的形式回答。 3年前关闭。 我最近开始在一家小公司工作,该公司生产与汽车诊断相关的电子产品。我的上司已经50多岁了,他说他使用的是8051衍生产品,而他们正在做这项工作。我继续搜索Google,以了解8051是否仍然很受欢迎。在Quora中,我看到了这些: ...这可能是最简单的MCU架构。每个外围设备似乎都是准系统版本。我对计时器,时钟,UART等的概念有了很多了解!而且,然后我开始欣赏其他架构-因为我实际上了解这种差异。 ...显然,由于其简单性,任何行业都不会使用它来开发产品... 但为什么?到目前为止,至少作为一个学生,我以前做过很多事情,而不会搞乱建筑。我很高兴用C编码,我使用了LCD外设,并通过不同的协议(SPI,I2C等)连接到其他IC。 除了实时和时间关键型应用程序的有限领域之外,为什么还要烦恼微控制器的体系结构?

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您如何根据这些图片识别引脚1?[关闭]
已关闭。这个问题需要细节或说明。它当前不接受答案。 想改善这个问题吗?添加详细信息并通过编辑此帖子来澄清问题。 3年前关闭。 这是一本有关电子学的学习书中的测试问题。我找不到答案,也不知道哪个图片标识了图钉。 我想念什么吗?对正确答案的任何帮助,沿着为什么这个答案是正确的将是有益的。

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802.11 Wi-Fi标准中最低的延迟
我正在使用Arduino和运行esp-link固件的ESP8266模块制作项目-这使我能够使用MQTT来控制Arduino。我曾看过类似XBee模块的东西-但与ESP8266相比,它们是如此昂贵!(如果您不知道ESP8266或MQTT是什么,请不必担心-知道它使用的是基于Wi-Fi的TCP就足够了)。 MQTT数据包很小,因此Wi-Fi网络的吞吐量永远不会成为问题。但是,延迟和可靠性是很大的因素。MQTT系统正在使用TCP,因此它应该足够可靠-但我不确定延迟。 我可以选择为ESP8266使用的网络使用802.11b,.11g或.11n连接。这些标准中是否有任何因素使延迟低于其他任何延迟?对于很小且不频繁的数据包,我期望哪一个具有最佳性能?

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禁用2014、2015、2016、2017卡罗拉的换道信号功能
我不是工程师或汽车修理工,但我知道二极管是什么,我知道我的应用需要一个二极管。 有点背景(请原谅我)。我拥有一所驾驶学校,拥有一支丰田卡罗拉车队。像许多现代汽车一样,它们都具有“车道改变转向信号功能” ...也就是说,如果仅部分移动信号开关,则在释放信号开关后它将继续闪烁3次。这使我们的学生感到困惑,他们试图取消信号,但是如果他们将信号移得太远,他们会看到它仍然闪烁,请尝试以另一种方式将其移动,然后以另一种方式等等。我本人不喜欢该功能因为眨眼3次永远是不合适的。因此,我想禁用该功能。 为了弄清楚事情,我买了一个与该型号匹配的二手转向信号开关,并将其放在我的万用表上。因此,我知道随着开关臂的移动连接了哪些引脚。如我的图形所示,在“点击”之前,向左或向右移动开关时,汽车会看到与GROUND的连接。然后,当它“咔嗒一声”插入到位时,它会看到另一个连接……仅一根导线代表了两侧。当该导线显示为闭合电路后关闭转向信号灯时,它不会一直闪烁。 因此,我想切换到“说谎”到汽车上,告诉它无论何时移动它都被“完全点击”。我不想将开关拆开,甚至不想将其拆下,因为它位于转向柱内,但是电缆易于取用。看来我需要添加两个二极管,如下所示。 我有足够的空间在拼接线之间放置几乎任何二极管,但是我使用过的唯一的二极管是电路板上的很小的二极管。 关于在哪里可以找到二极管并有一定信心的二极管的任何建议?我对二极管规格几乎一无所知。(或者我的理论完全以某种方式存在缺陷?)

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焊接SMD传感器-是否可以选择不蚀刻PCB?
我想打破这个传感器。我没有设计和蚀刻自己的PCB的设备。 大多数传感器是否采用标准尺寸,以便可以获得预制的分线PCB?我将如何找到这样的突破性PCB? 尺寸在下面的数据表中列出,以及5-SMD的表示法,但是我一直找不到合适的电路板。 我在处理这个错误吗?它没有引线,但我认为焊料会很好地流到焊盘下面。 谢谢。 更新:我最终都做这两种-间距与标准Protoboard兼容,因此最初我焊接了该间距。但是最终我学会了使用Eagle,并制作了一块约20美元的电路板。绝对推荐。

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贴片电容器的封装尺寸和高频性能
我正在设计一个带有Spartan6 FPGA的电路,该FPGA的文档指定了4.7uF(0805)和0.47uF(0402)的去耦电容器。因为如果可以避免的话,我真的不想焊接0402电容器,因此我想使用0805或1210尺寸的电容器。它们在高频下的性能是否会与具有较小封装的产品不同? 最大输入/输出频率为〜300MHz

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该CD4013应用程序应该如何工作?
我正在尝试对我拥有的合成器(来自Roland的80年代早期的合成器RS-09)中的问题进行故障排除。我刚刚开始学习逻辑,并对发生的事情感到困惑。在该合成器中,4013用作分频器,用于根据用户是否已通过开关选择了一个称为“ Octave down”的功能,对来自主振荡器的触发信号进行分频或不分频。4013的输出Q然后传递到“最高八度音程发生器”,该发生器使用它生成12个色度音阶,然后从中产生所有其他音阶。目前,它仅在“八度向下”模式下工作;如果未选择“向下八度音调”,则所有按键都会产生噪音。这是原理图这部分的特写。标有“ 10”的垂直线连接到交换机, 设置4013,以使“高”电压为0V,“低”电压为-10V(向下箭头为-10V电源)。当选择了“ Octave down”并且应该对4013进行分频时,开关将施加-10V,该电压通过15kohm电阻向SET(引脚8)发送比-10V稍小的电压;如果未选择“ Octave down”,则该路径将连接0V。在八度下降模式下,-10V也能够通过二极管D206到达RESET(引脚10)(从二极管压降减去0.6-0.7V),并且复位并保持在低电平状态,触发器处于时钟模式,响应来自主振荡器的触发信号。这似乎工作得很好。将Q /照原样连接到D时,触发器也进行“二进制除法”,并且Q以触发频率的1/2输出方波。 我的问题是,当不选择“八度向下”时,我不知道会发生什么。我不知道它可能如何工作,也没有。这就是我的理解,但一定有问题: SET处的〜0V使其保持高电平,但无法通过D206进入RESET,而使复位保持打开状态,以便从振荡器接收其“指令”(直接模式)。触发振荡器开始在+5至-10V之间振荡,但二极管将其钳位在0V以切断正向部分,然后将其发送至RESET [编辑:这不是实际发生的情况-请参见下面的示波器图像]。但是,当Set保持高电平时,Q的唯一可能结果是当振荡器处于低点时发送高电平至-10V复位,当Q为高电平且Q /为0时,以及这两者的“禁止状态”当振荡器处于高点时,置位和复位为高电平,导致Q和Q /都为高电平。因此,Q只是发出恒定的“高电压”(在这种情况下为0V),并带有一点噪声。那就是我所期望的以及我所看到的。我的仪表和示波器测量结果证实了这是事实。 这应该如何工作?在我对它应该如何工作的解释以及电路的实际工作方式上,都有明显的错误,但是我已经看了很多遍了,但仍然无法弄清楚。 非常感激您的帮忙! 编辑:我要添加这些示波器的快照,以显示在不起作用的设置(更高的八度)中不同的输入和输出。我离开了中心为0V的垂直位置以显示其相对位置。我的电压为0.5V / div。我很惊讶地看到Reset处的波形有多大的负值,幅值有多小。这与我之前观察到的情况有些不同,而且显然是“不正确的”。 主振荡器的输出(到达时钟的位置)也不是一个美观的触发波形,我的理解是4013需要一个良好的触发,但是它似乎在时钟模式下工作,所以也许这不是问题。

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如果仅使用一个SPI设备,可以将SS引脚拉低吗?
我在线阅读了一篇文章,要开始与SPI支持的设备进行SPI事务,必须将SS(从机选择,也称为芯片选择)线设置为低,以便整个事务通过,然后在端到端事务中将其设置为高。如果我制作的电路仅包含一个SPI器件,我是否需要降低SS线发送命令,然后每次都升高ss线,还是可以将ss线拉低并发送无限制命令?我使用的设备是ISD1700声音芯片。
8 spi 

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具有差分输出和共模移位的差分放大器
简介:我想构建一个具有差分输出的差分放大器,但将共模转换为与原始模式不同的电平。 我目前的知识使我走到了这一步:以传统的3运放仪表放大器为例,如下图所示: 现在,如果您选择左边的两个运算放大器而没有第三个,则已经可以满足您的需求,即放大差分输入并提供差分输出。唯一的问题是它保留了输入的共模。在右侧添加第三个运算放大器,很容易通过偏置其接地来移动CM(实际上,这是大多数单芯片仪表放大器在提供Vbias引脚时所做的工作),但是电路的输出现在是单个-结束。 那么,既保持差分输出又保持CM移位的最佳方法是什么?我猜想,一种方法是仅取上述仪表放大器的左两个运放,并分别移动每个地。 我想到的另一种选择是仅再次使用左边的两个运算放大器,并且(以我想将CM减半的示例为例)使用所需的两倍增益,然后将每个输出除以2。 不幸的是,这两种解决方案都需要更多(数量上),具有低TCR的高度匹配电阻器(我试图将电路的温度漂移保持在非常低的水平),而且这些都是昂贵的。 那么您将如何解决这个问题?也许使用仪表放大器是错误的开始?我上面的解决方案之一是这样做的“标准”方法,还是为此目的有更好的电路? 编辑:匹配电阻的说明:我的意思是在TCR中匹配它们,因为我的目的是最大程度地降低温度漂移。这意味着我需要匹配TCR中的电阻,而不是绝对值,以便当它们由于温度而漂移时,它们将保持其原始比率。实际上,我对匹配绝对值不感兴趣(几乎,我仍然需要一点匹配来维持CMRR),原因有两个:1)绝对值不匹配会导致失调和增益误差,这两个误差都易于在以下位置校准系统级别。测量和校正温度漂移要困难得多。2)无论如何,即使不进行校准,大多数失调误差也不存在,因为这将是传感器的前端,并且由于传感器的交流激励,失调误差将被抵消。无论如何:

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