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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测量混凝土声速的电路
我需要一个电路来测量混凝土中声速至1μs或更好。这是为学校示范而设计的，在那里学习建筑的学生将使用此电路来测量混凝土样品中的声速，以确定混凝土的质量。 我有两个40kHz的换能器：一个用于传输脉冲，另一个用于检测大约10厘米厚的混凝土样品另一侧的脉冲。 我有PIC处理器来生成脉冲，然后检测脉冲。 但是，当我看到许多商用超声波混凝土测试仪时， http://www.alibaba.com/trade/search?sb=y&IndexArea=product_zh_CN&CatId=&SearchText=Ultrasonic+Concrete+Tester 从他们的规格看来，他们使用的是khz传感器，而不是mhz。他们没有提到高于200khz的频率。也许由于mhz频率衰减了，所以声音在混凝土中良好地传输到khz频率有局限性吗？ 我有一个构建成本非常低的学生系统的要求，而我只能找到便宜的40khz传感器。我可以找到的Mhz传感器对于我的要求来说太昂贵了。 从商用设备的规范中可以看出，它们使用20us到20ms的脉冲，然后在发送另一个脉冲之前等待接收器检测到。因此，最短的脉冲将只是一个完整的40khz正弦波，而较长的脉冲将是几个完整的40khz正弦波。任何失真可能都不重要，因为它们没有检测到窄带频率，而只是检测到接收器脉冲的第一次上升？ 这对任何人有意义吗？我的意思是有人可以帮助我解决这个问题... 谢谢。
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神秘的运算放大器噪音
我有一个非常好的运算放大器（AD8551），可用来动态放大非常小的信号（2x，10x，100x，1000x增益）。 问题在于，在100倍和1000倍增益下存在明显的噪声水平，并且它具有怪异的常数形状。 如果使用不稳定的电源为电路供电，并在GND处连接放大器的输入，则如图所示，在1000x处会出现较大的噪声电平。 如果我使用更好的稳定电源为电路供电，则在相同波形，但幅度较低的情况下，噪声仍会以1000x出现。无论使用哪种电源，怪异的噪音都不会消失。 由于我的AD8551的PSSR为130 dB，因此我认为用于偏置输入的TL431可能有故障。因此，我将不稳定的电源留给了运算放大器，将更好的电源留给了TL431，但输出却是相同的。稳定TL431阴极电阻上的电压不会发生任何变化。 下图是微控制器及其内部ADC采样的输出。如您所见，输出为1000倍，几乎摆动整个范围。此测试中缺少100x的原因是因为我用100KΩ电阻代替了1MΩR21，而用100Ω电阻代替了1KΩR66，导致放大了1.1倍，2倍，10倍和1000倍。之所以这样做，是因为我担心即使AD8551的输入偏置电流最大为2nA，反馈电阻R21可能太大而无法偏置运算放大器的负输入。这种变化确实略微减小了噪声的幅度。 即使运算放大器的PSRR为130 dB，Vcc是否也必须保持安静？输入偏置是否会导致此问题？ 我无法弄清楚，尤其是因为我无法使用示波器。我所拥有的只是保存在SD卡上的微控制器的读数。
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放大和-3dB
我有以下两个电路： 使用“正常” OPAMP（不带电容器），我确实知道如何计算电路的放大系数（）。但是，如何使用这两个电容器呢？但是，如何计算两个电路的-3 dB点在哪里呢？A=UuitUinA=UuitUiñA=\dfrac{U_{uit}}{U_{in}}
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LM7805稳压器的IN和OUT上的电容器是什么？
请理解，我实际上是电子领域的真正初学者。 我发现了一个非常不错的主题，关于如何用9v电源创建5v DC。一切都好。但是为了消除纹波，作者使用了两个电容器来平滑电压调节器之前的值，并在电压输出引脚之后添加了另一个电容器。 我不明白的是，电容器似乎与稳压器并联放置。不像我期望的那样以串行方式。所以我真的不明白如何使用平滑的输出值，因为在电路图中，直接输出似乎接地了。 我知道，当电容器串联时，可以将其值相加。但是，稳压器的输入引脚似乎在一个端子上，而电容器在另一端子上。稳压器如何使电容器受益？ 我知道我说的话很不对劲，并且电路图是正确的。但是我可以弄清楚该电路如何工作？ 这是示意图。 顺便说一句，您知道在哪里可以找到解释如何阅读原理图的教程吗？关于电子学的话题很多，但我还没有找到有关电子电路学的任何有价值的链接。
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3.7 V锂离子电池充电所需的最低电压是多少？
我的手机电池的一侧写有以下内容： 3.7伏1000mAh 限制充电电压：4.2伏 我知道第一行表示电池在其输出端始终提供3.7V（至少在理论上为）。如果移动电路消耗1000mA电流，则电池也将持续1小时。 第二行表示在任何情况下我都不应将输入充电电压增加到4.2V以上，否则可能会损坏电池。 我的理解正确吗？如果我是正确的话，我想知道该电池的最低充电电压是多少？
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步进电机和伺服电机有什么区别？
我不确定我理解步进电机和伺服电机之间的区别。有人可以向我解释吗？ 这些电动机在暂停或关闭时又会如何运转？它们是否有足够的阻力将某些东西保持在适当位置（例如1kg），或者我需要为此做些特别的事情吗？ 对于我希望以小步长缓慢移动的应用程序，您认为这两个中的哪一个是更好的选择（即，我需要一个很小的步长，然后在该位置停顿，然后再走一个小步长，因此然后，我希望每个步骤都可以完全相同地更改）。 这个问题的内容：我想创建一个延时摄影装置，该装置将在一段时间内平移和倾斜DSLR相机。
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MCU的频率高于石英的频率
在LPC3141 MCU中，当振荡器（在时钟生成单元内部）使用12MHz石英晶体时，MCU频率为270MHz的可能性如何？对我来说毫无意义 谁能解释一下。
8 clock 
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从宽范围的输入电压驱动LED
我一直在使用LM338 IC研究小型线性电源，该电源能够在2V至30V之间调节输出。在大多数情况下，这是直接从数据表中获取的简单实现。 我想在板上包含一个“电源” LED指示灯，以指示该板何时处于活动状态。LM338要求输入电压必须比输出电压高约5V。这意味着输入功率可能会根据使用情况而有所不同。5V至35V。在如此宽的输入电压范围内，我不确定在板上驱动电源LED的最佳方法是什么。 显然，7805 5V稳压器可以承受高达35V的输入，这将提供一个“已知”电压来驱动LED。但是，这似乎有点过分/昂贵，并且可能会产生热量问题。我不认为我可以使用较大的电阻，因为在较低的电压下，LED不会点亮或非常暗吗？我确实想知道恒流LED驱动器，但找不到合适的部件。 考虑到较宽的输入电压范围，我对在设计中如何包括“开机” LED的一些设计建议表示赞赏。谢谢 澄清说明：我的电源板上有一个三向接头和2针跳线，用于从（A）固定电压或（B）可调电压改变工作模式。对于3.33V，5V，12V等固定电压，钢琴DIP开关与各种0.1％或1％的电阻器配合使用。对于可调电压操作，跳线通过5K线性电位计连接LM338 ADJ引脚。
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Buck转换器电感值的最大限制
我使用以下公式找到了降压转换器所需的最小电感器- 大号1个=V我ñ中号一个X-VØ ü Ť一世Ø×ķ我Ñ d×VØ ü ŤV我ñ中号一个X× fŝ w ^大号1个=V一世ñ米一个X-VØüŤ一世Ø×ķ一世ñd×VØüŤV一世ñ米一个X×FswL_1 = \frac{V_{in\,max} - V_{out}}{I_o \times K_{ind}} \times \frac{V_{out}}{V_{in\,max} \times fsw} 我们通常在计算出的最小电感值上使用40％的缓冲（以便在额定电流下的电感不会有太大变化，并且纹波将受到控制），然后选择电感器。 我认为较低的电感器值将具有更大的纹波和良好的瞬态响应，因为电感器值的增加将具有较小的纹波和较小的输出电容器压力。 降压转换器的电感值是否有更高的限制？ 我的要求如下： V我ñV一世ñV_{in} = 10.8至13.2V，典型值= 12V VØ ü ŤVØüŤV_{out} = 0.9V 一世Ø ü Ť一世ØüŤI_{out} = 15A 涟漪= 30％ VØ ü ŤVØüŤV_{out} 涟漪= 2.5％ 可能发生的瞬变可能高达10A / 2us。 我已经在TI / …
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这个简单的SMPS有什么问题？
我最近一直在阅读电力电子学，作为一项挑战（也是一项学习练习），我设计了我的第一个开关电源-在这种情况下为降压转换器。 它旨在提供3.5-4.0V（由二极管参考源决定）和最高3A的电流，以便使用任何直流电源（从5V USB充电器到9V PP3电池）驱动某些功率LED。我需要高效的电源，因为加热和电池寿命将是一个实际问题（否则我会很懒，并且要使用7805+二极管）。 注意：我已经注意到我的开关逻辑方向错误，我需要将连接交换到比较器中或用于!Q驱动MOSFET。 我之所以选择MOSFET而不是BJT是因为BJT中的功率损耗以及产生的热问题。 是否因提高效率而决定在BJT / IGBT上使用MOSFET是正确的选择？ 我决定不使用许多业余爱好者论坛建议的PWM芯片，而是决定使用比较器/时钟/闩锁组合在“充电”和“放电”之间快速切换。 这种方法有什么特别的缺点吗？ CMOS锁存器（D触发器）在来自时钟发生器（CMOS施密特反相器+反馈）的脉冲上升沿将数据复制到输出。 为时钟和降压低通选择时间常数/转折频率（分别为10-100kHz和10Hz）旨在支持较小的纹波近似值，同时还允许输出电容器自上电起在合理的时间内充电。 这是决定这些组件的值的正确考虑因素集吗？ 另外，我将如何计算电感器的值？ 我认为这取决于典型的输出电流和低通电容器的值，但我不太清楚如何做。 [编辑：] 过去，我使用所示的MOSFET对（除软件PWM外）来创建H桥，用于双向变速电动机控制-只要我保持PWM周期远大于MOSFET开关时间即可，开关过程中因短路造成的功率浪费可以忽略不计。不过在这种情况下，我将用肖特基二极管代替N-mosfet，因为我以前从未使用过肖特基二极管，并且想了解它们的性能。 我使用一个简单的反相器+ RC组合来提供时钟信号，因为我不需要特别一致或精确的频率，只要它大大高于降压-升压的高切角频率即可。 [编辑II：] 我将其构建在面包板上，令我惊讶的是，它可以立即正常工作而没有任何问题，并且效率约为92％（相比之下，根据开关/组件损耗计算得出的效率为94％）。 请注意，出于懒惰，我在输出阶段省略了电阻器-我也不太想起为什么将其放在第一位。 我省略了与P-MOSFET并联的反向二极管，还使用了1N5817肖特基二极管（注：额定电流为1A）代替N-MOSFET。它的热量不足以让我的指尖察觉到。我在组装最终单元时订购了更高额定值的二极管，该单元将在满负载下运行。 在测试过程中，我不小心吹了LM393比较器，但是LM358AN立刻就取代了它，没有任何问题。 由于我找不到可以在Arch Linux x64上运行（甚至在本机Linux软件的情况下甚至要安装）的任何体面的电路设计+布局/布线软件，因此我手动进行了布局，因此可能无法正常工作到它被焊接的时候了...但这只是增加了“乐趣”，我猜！ 使用的分量值：Clock gen {1kR，100nF}; 降压输出{330uH，47uF}; 输入电容器[未显示] {47uF}；P-MOSFET {STP80PF55}; N-MOSFET {相反，肖特基二极管，1N5817-替换为> = 3A版本}；集成电路{40106 NXP，4013 NXP，LM358AN}
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直流电动机中转矩与速度的关系
我对直流电动机中的转矩-速度关系有概念上的疑问。我的想法可能有差距，但无论如何我都会发布此问题。 据说直流电动机中的转矩和速度成反比。但是，扭矩的增加不会导致角加速度的增加，从而导致角速度的增加吗？ 我知道反电动势/反电动势是逆关系的起因，但​​对我来说似乎很不直观。当扭矩增加时，角加速度，角速度会发生什么变化，所有这些作用都去了哪里？
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我们如何实际控制120个LED？
如该网站所示，仅需用17根导线控制120个LED，这些导线连接到设置为OUTPUT的引脚。 我知道如何控制下面的线对中的至少一个二极管，但是当我们要打开整个电路板时会发生什么呢？那可能吗？更具体地说，例如，如何打开相邻的LED以形成正方形？ 我希望这个问题不要太愚蠢。
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奇怪的伺服机构
我想使用无线电遥控汽车拍摄的伺服系统。但是，我发现车轮的旋转（前轮）不是由伺服器执行的，而是由马达驱动车轮和控制机构进入转向箱的。 具体来说，有2条线（红色/黑色）将控制器板与电动机连接。马达与一组齿轮通讯。 控制（这是我不知道的部分）由4根导线执行，最终形成一个简单的电路。根据导线传输电流的不同，其导电区域也会有电流。电动机与之通信的一组齿轮，通过4个金属循环端点连接到该电路。 有人知道控制的执行方式吗？解码操作模式很重要，因为我打算将机制用于其他实现。
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AVR：超频ADC
这是来自ATmega32数据表的报价： By default, the successive approximation circuitry requires an input clock frequency between 50kHz and 200kHz to get maximum resolution. If a lower resolution than 10 bits is needed, the input clock frequency to the ADC can be higher than 200kHz to get a higher sample rate. 我打算使用8位ADC。问题是：我能走到200kHz以上多少？我在数据表中找不到有关此的任何信息。是否可以使用64或32的预分频器，从而在uC以16MHz运行时分别以250kHz或500kHz运行ADC而没有转换错误？超出规范的ADC可能带来什么后果？
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