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電路設計范文1
同步擾碼的實質是讓輸入比特與隨機數產生器所產生的一位隨機比特進行異或來產生擾碼的輸出比特，其原理如圖1所示。JESD204B協議規定的擾碼方式需采用自同步擾碼方式，自同步的擾碼與解擾電路結構如圖2所示。可見，對于自同步串行擾碼，每次擾碼輸出都是由移位寄存器第13位和第14位比特進行異或，得到的結果再與輸入比特值進行異或而得到的。由于傳輸層數據成幀之后，往往是以8位或16位數據進行并行傳輸的，所以必須在串行擾碼的基礎上，設計8位并行或16位并行的擾碼與解擾電路。下面將在串行擾碼表達式的基礎上推導并行擾碼的邏輯表達式。串行擾碼每次只處理一個比特。在每個時鐘周期，移位寄存器只移一位［3］。對于串行擾碼，假設此刻輸入比特是bn，輸出比特是an，則移位寄存器s0中存儲的比特是an－1，依此類推移位寄存器s14中存儲的比特是an－15，因此an=bn+an－14+an－15。則下一個時刻的輸入比特是bn+1，輸出比特是an+1，此時移位寄存器s14中存儲的比特是an－14，因此an+1=bn+1+an－13+an－14。由上面兩組公式可以看出，只要保證擾碼器和解擾器中對應的各個移位寄存器中的值相同即可，即擾碼器的移位寄存器狀態與解擾器的移位寄存器狀態必須達到同步。由于協議中并沒有規定移位寄存器的初始值，所以要解決解擾器輸出與移位寄存器初始狀態值有關的問題。為了不讓解擾電路的輸出與初始狀態值有關，便于收發兩端的同步，下面給出一種改進的并行擾碼與解擾電路結構。
2改進的并行擾碼與解擾電路
前面已經提到，協議規定的擾碼與解擾模塊位于數據傳輸層和數據鏈路層之間，在傳輸層數據成幀的過程中，發射器為了與接收器之間達到同步會在用戶數據前發送編碼數據同步序列和初始通道校準序列，協議要求在這兩種序列發送的過程中是不能進行擾碼的，在此過程中擾碼器和解擾器處于非工作狀態。另一方面，在用戶數據到達后，擾碼器和解擾器要開始工作，如果此時擾碼器與解擾器中移位寄存器的初始狀態值不同，會導致接收端不能正確恢復用戶數據前兩個字節值［4］。為了避免前兩個字節值的丟失，在擾碼器與解擾器的移位寄存器同步之前，用戶數據前兩個字節可以在無擾碼操作的情況下傳輸，兩個字節之后，擾碼器與解擾器移位寄存器的狀態就會由用戶數據的前兩個字節所確定，這時能夠保證達到同步狀態?；谝陨峡紤]，提出一種帶使能信號的改進擾碼與解擾電路結構［4］，如圖3所示。此時擾碼器和解擾器都加入了一個使能控制信號。當en信號為低電平時，輸入不經擾碼直接輸出;同理在接收端也不用解擾。兩個字節之后，擾碼器和解擾器移位寄存器中的狀態都是由輸入決定的確定值，此時可將en信號電平拉高，進行正常的擾碼與解擾操作。
3仿真結果
用MODELSIM軟件對設計的并行擾碼和解擾電路進行了功能仿真。把擾碼電路和解擾電路串聯起來進行了仿真，仿真結果如圖4和圖5所示。由仿真結果看出，無論是8位并行擾碼還是16位并行擾碼，前兩個字節都沒有被擾碼，當然也沒有被解擾，此時擾碼器的輸出和解擾器的輸出是相同的。從第3個字節開始，擾碼器和解擾器就進行了正常的擾碼與解擾。這樣的輸出結果正是協議的規范和要求。而解擾器的輸出與擾碼器的輸入是完全相同的，從而證明了電路擾碼和解擾功能的正確性。用DesignCompiler軟件對設計進行綜合，得到電路在面積、動態功耗、弛豫時間等方面的結果，如表1所示。由以上綜合結果可以看出，該電路功耗很低，至少可以運行于較高頻率，滿足協議對加擾電路的速度要求。
4總結
電路設計范文2
關鍵詞:電氣插座 回路設計 住宅
電氣插座布置
插座這個小小的電氣裝置元件,往往容易被人忽視,但在現代住宅中卻隨處可見,不管是在客廳、臥室、書房,還是在廚房、餐廳、衛生間,人們都要使用它,甚至陽臺都忘不了裝一個插座,以備它用。
現代生活水平不斷的提高,人們對住宅電氣裝置的要求也越來越高,人們不再滿足于照明、風扇、洗衣機、電冰箱、彩電等電氣設備帶來的方便,而更加熱衷追求音響、空調、大屏幕彩電、電腦、電話帶來的享受。隨著當今知識經濟、信息時代的到來,可視電話、電子購物、家庭辦公等智能化住宅建筑將不斷涌現。這些電能、信息的傳遞除通過電線、電纜外,還必須通過插座這個小小電氣裝置元件輸送給用電設備或信息終端?？梢?插座的種類和數量在現代住宅中呈日益增長的趨勢。所以,現代住宅中插座的選型、布置位置、數量和安裝高度都直接關系到住戶今后的使用效果,是現代住宅電氣設計中十分重要的內容。如果電氣插座設計還按照以前的做法,墨守成規的話,已經跟不上時代的步伐?，F代建筑電氣設計人員十分有必要對插座這個小小的電氣裝置元件引起足夠重視。
然而,在現實的住宅電氣中,往往看到住宅建成后,住戶搬進來之前,都要對原設計的電氣線路進行很大的改造,這里增加一個燈,那里增加一個多用插座和電話插座,那里還要增加一個空調插座和電視插座,增加最多的就是插座,到處鑿墻打洞,對整個建筑物的結構造成很大破壞,有的甚至留下安全隱患。進行線路改造者大部分又不是電氣專業安裝人員,時常造成燒壞家電、短路、斷路、等現象,對整個建筑物的配電系統造成損害。出現上述現象的原因是多方面的,但設計不盡人意,也是一個重要方面。
在現代住宅電氣設計中插座(包括強電、弱電插座)選型、布置、安裝高度怎樣才能滿足現代人們生活的需求呢?怎樣才能使人們住新房之前,減少或避免發生到處鑿墻打洞的現象?住宅設計規范(GB50096-1999)規定的插座數量是最小值而不是最大值,且遠遠不能滿足現代人們的需要。我們的住宅電氣設計怎樣才能真正體現以人為本的思想呢?
現代住宅是由客廳、臥室、書房、廚房、餐廳、洗滌間、衛生間、陽臺等組成的。住戶的家用電器眾多,而且又在不斷地增加,好像根本無處著手。其實不然,我認為:只要明確住宅中各個房間主要會有哪些家用電器,然后根據建筑平面圖,考慮住戶一般會怎樣去布置。按照這種思路去思考,目的性就很強。下面就各個房間的具體功能闡述一下我個人的觀點。
1、客廳插座的布置、安裝高度及容量選擇
a.客廳插座布置
客廳是人們會客、看電視、唱卡拉OK,起居活動的中心,主要的家用電器有音響(音箱、DVD機、功放機)、空調、電暖爐、落地臺燈、寬帶、電話、電視。從這些家用電器的使用情況來看,可以發現弱電(有線電視插座、電話與寬帶信息插座)插座位置一確定,強電(電源)多用插座至少4組就相應確定。強電與弱電插座的水平距離以大于0.5m為宜,如果距離太近,強電對弱電信號產生電磁干擾,影響收看效果。
彩電、音響是必須擺在一起的,彩電既需要有線電視信號插座,也需要電源插座。彩電、音響都是兩孔插頭,共需要2組(每組2個二孔)插座。電腦和打印機、傳真機一起布置(電腦、打印機、傳真機本應放在書房,但考慮目前大部分住宅沒有書房,只好放在客廳),又需要2組多用插座(二、三孔插座)。這樣就形成了一個以弱電插座為中心,兩邊水平距離至少為0.5m的各2組多用插座的形式。彩電、音響、電腦、打印機、傳真機布置在一起總長度3m左右,即使家庭現在還沒有打印機、傳真機,其總長度也有2m左右。足以占去客廳中的一面墻,是客廳中最主要的部分。因此,在住宅電氣設計中,盡管建筑平面的客廳是多種形式的,但我們只要細心體會家具及上述家用電器的布置,抓住客廳中一面主要墻,然后按此方法進行設計,客廳中的主要問題就解決了,其它的問題也就迎刃而解。彩電、音響的對面墻必然是沙發、茶幾,在此部位需設一個電話插座,1組電源多用插座(用于落地臺燈、電暖爐)。然后再根據建筑平面圖及空調機管道安裝方便等因素,確定空調機插座的位置?？蛷d其它墻上,視情況而定布置1至2個多用插座,作為備用。
綜上所述,我認為在現代住宅客廳中,強電插座需要6至8組,弱電插座需要至少3組,才能滿足人們生活的需求。
b.客廳插座的安裝高度及容量選擇
絕大多數電氣設計中,客廳插座安裝高度基本都是底邊距地0.3m或1.4m.底邊距地0.3m的缺點,一是導致住戶裝修不便,二是容易被低柜擋住,插、拔插頭很不方便,且低柜不能緊靠墻擺,要留出插、拔插頭的空間,也不美觀。底邊距地1.4m的缺點是:住戶裝修墻裙一般是1m高,插座底邊距墻裙頂的距離是0.4m,顯得不協調,影響美觀。因此,我認為客廳插座底邊距地1.0m較為合適。既使用方便,也能與墻裙裝修協調。另外,小于20m2的客廳,空調機一般采用壁掛式,那么這個空調機插座底邊距地為1.8m.如客廳大于20m2,采用柜式空調機,那么插座高度為1.0m.客廳的插座容量選擇是:壁掛式空調機選用10A三孔插座,柜式空調機選用15A三孔插座,其余選用10A的多用插座。
2、臥室插座的布置、安裝高度及容量選擇
a.臥室插座布置
臥室是人們休息、睡眠的地方。主要的家用電器有:電話、電視、空調機、落地臺燈、床頭臺燈、落地風扇、電熱毯等。確定床的位置是臥室插座布置的關鍵。一般雙人床都是擺在房間中央,一頭靠墻,雙人床寬一般為1.5m,那么,床頭兩邊各設一組(二、三孔)多用電源插座,以供床頭臺燈、落地風扇及電熱毯之用,床頭并設一個電話插座(根據規范,主臥室還需設寬帶信息插座),床頭的對面設一個有線電視插座及1組多用電源插座,以供睡前欣賞電視之用,靠窗前的側墻上設一個空調電源插座,其它適當位置設一組多用電源插座,作備用。共設強電插座4至5組,弱電插座2組 b.臥室插座的安裝高度及容量選擇
住戶在臥室裝修中,用裝飾板搞墻裙的比較少,故建議空調電源插座底邊距地為1.8m,其余強、弱電插座底邊距地0.3m.空調機電源選用10A三孔插座,其余選用10A二、三孔多用插座。
3、書房插座的布置、安裝高度及容量選擇
a.書房插座布置
書房是人們學習的地方,也可兼作健身鍛煉之用。主要家用電器有電腦、電話、打印機、傳真機、空調機、臺燈、健身器具等。人們一般習慣把書桌擺在窗前,所以窗前墻一邊布置有線電視插座和寬帶與電話信息插座各一組以及電視電源插座一組,另一邊布置2組電源多用插座,以供電腦、傳真機、打印機之用。窗前的側面墻上布置一個壁掛式空調機插座一組,在其它適當的位置分別布置1-2組多用插座,以供健身器具使用。此房共計強電插座5組,弱電插座2組。
b.書房插座的安裝高度及容量選擇
除空調機底邊距地1.8m外,其余強、弱電插座底邊距地均為1.0m.空調機插座選用10A三孔插座,其余強電插座選用10A二、三孔多用插座。
4、廚房插座的布置、安裝高度及容量選擇
廚房是人們制作飯菜的地方,家用電器比較多。主要有冰箱、電飯煲、排氣扇、消毒柜、電熱水器、電烤箱、微波爐、洗碗機、壁掛式電話機等。根據建筑廚房布置大樣圖,確定污水池、爐臺及切菜臺的位置。在爐臺側面布置一組多用插座,供排氣扇用,在切菜臺上方及其它位置均勻布置7組三孔插座。廚房插座要選用帶開關的防濺保護型插座,容量均為10A.考慮到方便廚房中人接聽電話,廚房門邊可布置電話插座一個,以上插座底邊距地均為1.4m.
5、餐廳插座的布置、安裝高度及容量選擇
餐廳是人們吃飯的地方,家用電器很少,冬天有電火鍋,夏天有落地風扇等,沿墻均勻布置2組(二、三孔)多用插座即可,安裝高度底邊距地0.3m,容量為10A.裝一個電話插座,安裝高度底邊距地1.4m.
6、洗滌間插座的布置、安裝高度及容量選擇
洗滌間是人們洗臉、刷牙、梳頭、洗衣的地方,比較潮濕。主要家用電器有洗衣機、電吹風等。應根據給排水設計圖確定洗衣機及洗臉盆的位置,各布置一個多用插座,并采用防濺型,插座底邊距地1.4m,容量為10A.
7、衛生間插座的布置、安裝高度及容量選擇
衛生間是人們洗澡、大小便的地方。家用電器有排氣扇、電暖爐、電熱水器、電話機等。一個10A多用插座供排氣扇用,2個15A三孔插座供電暖爐、電熱水器用,底邊距地均為1.8m,盡量遠離淋浴器,必須采用防濺型插座。電話機插座底邊距地1.4m.裝電話機的原因是方便人們在洗澡或方便時,仍然能與外界保持聯系。
陽臺應裝一個10A多用插座,底邊距地1.4m,以便打掃時供吸塵器使用。
8、插座的選型及保護措施
現代住宅中的插座必須要保證使用安全、可靠,故在選型方面應選擇耐壓值、載流量、插座銅片的張拔力及絕緣等級符合國家標準的產品。另外,應選擇帶安全門的插座,以防小兒用鐵釘或其它金屬物插入其中。
除此之外,還要加強插座回路的保護措施,設計專門的PE線,且不能與N線相混,PE線與建筑物共用接地裝置,接地電阻R≤4Ω。每戶的廚房插座、衛生間插座、空調插座均應設計專用回路,并用漏電開關保護。
9、電氣插座回路設計
根據住宅設計規范(GB50096-1999)規定:“除空調電源插座外,其他電源插座回路均應設置漏電保護裝置”。據此,我認為,住宅樓住戶配電箱中的漏電斷路器有三種實用、可行且符合規范要求的設置方式?，F配合一套別墅的一層配電箱系統設計一一論述。
(1)漏電斷路器設在帶漏電保護裝置的插座回路
a.優點:這種設置采用了5個漏電斷路器,所有電源插座回路均分別設置了漏電保護裝置,很好的體現了規范的要求。當某一回路出現漏電故障時,不會影響其他回路的正常工作,還便于快速找出故障回路及其故障原因。
電路設計范文3
由于CRT顯示器和液晶屏具有不同的顯示特性,兩者的顯示信號參數也不同,因此在計算機(或MCU)和液晶屏之間設計液晶顯示器的驅動電路是必需的,其主要功能是通過調制輸出到LCD電極上的電位信號、峰值、頻率等參數來建立交流驅動電場。
本文實現了將VGA接口信號轉換到模擬液晶屏上顯示的驅動電路,采用ADI公司的高性能DSP芯片ADSP—21160來實現驅動電路的主要功能。
硬件電路設計
AD9883A是高性能的三通道視頻ADC可以同時實現對RGB三色信號的實時采樣。系統采用32位浮點芯片ADSP-21160來處理數據,能實時完成伽瑪校正、時基校正,圖像優化等處理,且滿足了系統的各項性能需求。ADSP-21160有6個獨立的高速8位并行鏈路口,分別連接ADSP-21160前端的模數轉換芯片AD9883A和后端的數模轉換芯片ADV7125。ADSP-21160具有超級哈佛結構,支持單指令多操作數(SIMD)模式,采用高效的匯編語言編程能實現對視頻信號的實時處理,不會因為處理數據時間長而出現延遲。
系統硬件原理框圖如圖1所示。系統采用不同的鏈路口完成輸入和輸出,可以避免采用總線可能產生的通道沖突。模擬視頻信號由AD9883A完成模數轉換。AD9883A是個三通道的ADC,因此系統可以完成單色的視頻信號處理,也可以完成彩色的視頻信號處理。采樣所得視頻數字信號經鏈路口輸入到ADSP-21160,完成處理后由不同的鏈路口輸出到ADV7125,完成數模轉換。ADV7125是三通道的DAC,同樣也可以用于處理彩色信號。輸出視頻信號到灰度電壓產生電路,得到驅動液晶屏所需要的驅動電壓。ADSP-21160還有通用可編程I/O標志腳,可用于接受外部控制信號,給系統及其模塊發送控制信息,以使整個系統穩定有序地工作。例如,ADSP-21160為灰度電壓產生電路和液晶屏提供必要的控制信號。另外,系統還設置了一些LED燈,用于直觀的指示系統硬件及DSP內部程序各模塊的工作狀態。
本設計采用從閃存引導的方式加載DSP的程序文件,閃存具有很高的性價比,體積小,功耗低。由于本系統中的閃
存既要存儲DSP程序,又要保存對應于不同的伽瑪值的查找表數據以及部分預設的顯示數據,故選擇ST公司的容量較大的M29W641DL,既能保存程序代碼,又能保存必要的數據信息。
圖2為DSP與閃存的接口電路。因為采用8位閃存引導方式,所以ADSP-21160地址線應使用A20-A0,數據線為D39—32,讀、寫和片選信號分別接到閃存相應引腳上。
系統功能及實現
本設計采用ADSP-21160完成伽瑪校正、時基校正、時鐘發生2S、圖像優化和控制信號的產生等功能。
1伽瑪校正原理
在LCD中,驅動IC/LSI的DAC圖像數據信號線性變化,而液晶的電光特性是非線性,所以要調節對液晶所加的外加電壓,使其滿足液晶顯示亮度的線性,即伽瑪(Y)校正。Y校正是一個實現圖像能夠盡可能真實地反映原物體或原圖像視覺信息的重要過程。利用查找表來補償液晶電光特性的Y校正方法能使液晶顯示系統具有理想的傳輸函數。未校正時液晶顯示系統的輸入輸出曲線呈S形。伽瑪表的作用就是通過對ADC進來的信號進行反S形的非線性變換,最終使液晶顯示系統的輸入輸出曲線滿足實際要求。
LCD的Y校正圖形如圖3所示,左圖是LCD的電光特性曲線圖,右圖是LCD亮度特性曲線和電壓的模數轉換圖。
2伽瑪校正的實現
本文采用較科學的Y校正處理技術,對數字三基信號分別進行數字Y校正(也可以對模擬三基信號分別進行Y校正)。在完成v校正的同時,并不損失灰度層次,使全彩色顯示屏圖像更鮮艷,更逼真,更清晰。
某單色光Y調整過程如圖4所示,其他二色與此相同。以單色光v調整為例:ADSP-21160首先根據外部提供的一組控制信號,進行第一次查表,得到Y調整系數(Y值)。然后根據該Y值和輸入的顯示數據進行第二次查表,得到經校正后的顯示數據。第一次查表的Y值是通過外部的控制信號輸入到控制模塊進行第一次查表得到的。8位顯示數據信號可查表數字0～255種灰度級顯示數據(Y校正后)。
3圖像優化
為了提高圖像質量,ADSP-21160內部還設計了圖像效果優化及特技模塊,許多在模擬處理中無法進行的工作可以在數字處理中進行,例如,二維數字濾波、輪廓校正,細節補償頻率微調、準確的彩色矩陣(線性矩陣電路),黑斑校正、g校正、孔闌校正、增益調整、黑電平控制及雜散光補償、對比度調節等,這些處理都提高了圖像質量。
數字特技是對視頻信號本身進行尺寸、位置變化和亮,色信號變化的數字化處理,它能使圖像變成各種形狀,在屏幕上任意放縮,旋轉等,這些是模擬特技無法實現的。還可以設計濾波器來濾除一些干擾信號和噪聲信號等,使圖像的清晰度更高,更好地再現原始圖像。所有的信號和數據都是存儲在DSP內部,由它內部產生的時鐘模塊和控制模塊實現的。
4時基校正及系統控制
由于ADSP-21160內部各個模塊的功能和處理時間不同,各模塊之間存在一定延時,故需要進行數字時基校正,使存儲器最終輸出的數據能嚴格對齊,而不會出現信息的重疊或不連續。數字時基校正主要用于校正視頻信號中的行,場同步信號的時基誤差。首先,將被校正的信號以它的時基信號為基準寫入存儲器,然后,以TFT-LCD的時基信號為基準讀出,即可得到時基誤差較小的視頻信號。同時它還附加了其他功能,可以對視頻信號的色度、亮度、飽和度進行調節,同時對行、場相位、負載波相位進行調節,并具有時鐘臺標的功能。
控制模塊主要負責控制時序驅動邏輯電路以管理和操作各功能模塊,如顯示數據存儲器的管理和操作,負責將顯示數據和指令參數傳輸到位,負責將參數寄存器的內容轉換成相應的顯示功能邏輯。內部的信號發生器產生控制信號及地址,根據水平和垂直顯示及消隱計數器的值產生控制信號。此外,它還可以接收外部控制信號,以實現人機交互,從而使該電路的功能更加強大,更加靈活。
此外,ADSP21160的內部還設計了I2C總線控制模塊,模擬FC總線的工作,為外部的具有I2C接口的器件提供SCLK(串行時鐘信號)和SDA(雙向串行數據信號)。模擬I2C工作狀態如圖5和圖6所示。
系統軟件實現
在軟件設計如圖7所示,采用Matlab軟件計算出校正值,并以查找表的文件形式存儲,供時序的調用。系統上電
開始,首先要完成ADSP-21160的一系列寄存器的設置,以使DSP能正確有效地工作。當ADSP-21160接收到有效的視頻信號以后,根據外部控制信息確定Y值。為適應不同TFT-LCD屏對視頻信號的顯示,系統可以通過調整Y值,以調節顯示效果到最佳。再如圖4所示,對先前預存的文件進行查表,得到所需的矯正后的值,然后暫存等待下一步處理。系統還可以根據視頻信號特點和用戶需要完成一些圖像的優化和特技,如二維數字濾波、輪廓校正、增益調整、對比度調節等。這些操作可由用戶需求選擇性使用。利用ADSP-21160還可以實現圖像翻轉、停滯等特技。最后進行數字時基校正,主要用于校正視頻信號中的行、場同步信號的時基誤差,使存儲器最終輸出的數據能嚴格對齊,而不會出現信息的重疊或不連續。除了以上所述的主要功能以外,ADSP-21160還根據時序控制信號,為灰度電壓產生電路和TFT-LCD屏提供必要的控制信號。另外,ADSP-21160還能設置驅動通用I/O腳配置的LED燈,顯示系統工作狀態。
電路設計范文4
1.1電路振蕩原理介紹弛豫振蕩器電路如圖1所示。假設節點Vswitch和Clock＿out輸出是低電平，那么N4處于關閉狀態，由P4和N5組成的反相器給電容C1充電，使節點Vramp電壓升高。同時，N1的源極電位也成比例升高，也就是節點VR1電位升高，并產生了一個流過電阻R1的電流IR1，該電流同樣流過N1。隨著電流IR1的升高，由于恒流源P1的電流是一定值，造成流過N3的電流減少。N3將柵極和漏極短接，將流過的電流轉換成電壓。將N3設置工作在亞閾值區，則N3漏極電流與柵極及漏極電壓的關系可以由亞閾值區電流公式決定［8］。隨著電流的減少，N3的柵極和漏極電位降低，導致N2管關閉，電流源P2對節點Vswitch充電，并使其升至高電平。此時，電路達到另一個輸出狀態，緩沖器輸出Clock＿out變成高電平，N4管導通，將節點VR1瞬間下拉，UR1為0。由于此時N5，N6不能將節點Vramp的電荷立即全部泄放，所以N1的柵極電位還很高，N1的VGS達到最大值，由P1產生的恒定電流全部流過N1，N4支路。N5，N6以恒定速度對電容C1放電，Vramp線性下降，電路處于穩定狀態。隨著N1的VGS的下降，流過其電流減小，流過N3的電流增加，使N3的柵極和漏極電位升高。當Vcompare升高到打開N2時，Vswitch降低到0V電位，電路達到另一個輸出狀態，Clock＿out跳變成低電位，完成循環。
1.2影響振蕩器輸出頻率的因素標簽工作的環境溫度具有較大的變化范圍，可能從負幾十攝氏度到近一百攝氏度。根據第2．1節的推導，振蕩器輸出周期由電容和電阻決定。由于電容和電阻易受溫度影響，尤其是CMOS工藝的電阻溫度系數一般較大，因此，在設計電路時需考慮電容和電阻隨溫度的變化。參考文獻［9，10］中所提及的溫度補償方法可以在理論上完全消除溫度變化對輸出的影響，達到由電阻和電容隨溫度偏移造成的頻率溫漂為0。但是，通常情況下，MOS管的工作特性會隨溫度變化，所以，在電路設計時，電阻的選擇需綜合考慮。標簽芯片在向閱讀器發送數據進行反向散射調制時，會在一段時間內接收不到電磁能量，時長從1μs到37．5μs。不同的無能量時段長度對芯片造成的影響不同，小到幾個微秒的斷電不會使電源管理模塊提供給振蕩器的電壓源VDD發生波動。但是，最大37．5μs的斷電時長則會造成振蕩器工作電壓VDD的下降，當標簽再次獲得能量時，振蕩器工作電壓恢復正常，造成電源電壓抖動。同時，振蕩器所用偏置電流也會發生波動。根據ISO／IEC18000－6C協議，通信過程中標簽解碼以及反向散射編碼對時鐘精度要求較嚴格，而RFID系統的基帶數字部分可通過采用相對比值解碼和區間分段分頻控制方法對反向編碼的通信速率進行控制，解決對基帶時鐘精度要求嚴格的問題。如前文所述，控制好溫度等因素對電容值和電阻值的影響，即可解決振蕩器輸出頻率不準的問題。換言之，輸出頻率可以偏離理想值，且在變化范圍較小情況下，數字基帶仍然可以正常工作。但是在設計模擬前端時，應當盡量減小振蕩器的輸出偏差。
2仿真結果及說明
采用SMIC0．18μmCMOS工藝模型，使用Cadence工具對電路進行設計，并采用Spectre仿真器模擬電路性能。仿真中，在理想電壓源為1V，理想偏置電流為100nA，室溫為25℃時，電源上電時間為5μs，瞬態仿真時長為300μs。振蕩器頻率為1．925MHz，功耗為0．9μW。圖2所示為理想條件下的仿真輸出波形和對其進行freq函數處理后的頻率曲線，輸出是穩定的周期方波，頻率為1．925MHz。
2.1輸出頻率隨溫度的變化標簽芯片需在寬范圍環境溫度下工作。圖3所示為在理想電源電壓和電流基準下電路輸出頻率隨溫度的變化曲線。
2.2頻率隨電源電壓的變化由于工藝角的影響，電源管理模塊輸出給振蕩器工作的電壓源VDD可能會產生一些偏差，不是理想的1V。當標簽芯片距離閱讀器較遠時，芯片獲得能量較少，也可能出現VDD偏低的情況。圖4給出了在室溫下，偏置電流無偏移時，振蕩器輸出頻率隨電源電壓變化的曲線?？梢钥闯觯琕DD低于0．95V時，輸出頻率隨VDD降低快速升高，VDD＝0．75V時，輸出頻率為1．978MHz；VDD＝0．95V時，輸出頻率出現最小值，為1．923MHz；VDD超過0．95V時，輸出頻率呈上升趨勢，當VDD到達1．3V時，輸出頻率達到1．941MHz。該條件下，振蕩器在0．75～1．3V電源電壓下偏離理想頻率小于3％。
2.3頻率隨輸入偏置電流的變化與電壓產生偏移的原因一樣，偏置電流也會產生一定的偏移而影響振蕩器的輸出頻率。圖5給出了輸出頻率隨偏置電流變化的曲線。仿真結果顯示，偏置電流減少到90nA時，輸出頻偏小于目標3％以上；偏置電流增大到110nA時，輸出頻偏接近3％。
2.4電源電壓與偏置電流紋波對輸出頻率的影響反向調制造成標簽芯片接收不到能量的最大時間長度為37．5μs，這會使電源管理模塊提供給振蕩器的電壓源和電流源產生相同頻率的紋波，而輸出頻率的波動對數字基帶的影響要大于穩定的頻率偏差所帶來的影響。當電壓源降低100mV，偏置電流降低10nA時，得到了如圖6所示的振蕩器輸出頻率波動波形。圖6中，輸出頻率的波谷是在電源電壓和偏置電流都降低10％時產生的，最小值是1．864MHz；波形的最大值是1．926MHz，是電源電壓和輸入電流正常時的輸出頻率。此時，輸出頻率的相對誤差為1．64％。
2.5仿真結果說明采用溫度補償方法只是將電阻和電容的溫度特性考慮在內，但并沒有綜合考慮受溫度影響的MOS管的工作特性。圖3中顯示曲線的頻率隨溫度變化很小，滿足標簽芯片在不同溫度下工作的要求。振蕩器采用弛豫結構的目的之一是盡量避免電源電壓值對振蕩頻率的影響，圖4中的結果顯示，該振蕩器允許VDD從0．75V到1．3V變化。VDD小于0．75V時，頻率明顯增加，主要是P2產生的電流對節點Vswitch充電時Vswitch的電壓變化幅度減小，導致充電過程縮短、電路循環周期變短、頻率增加。為了滿足低功耗要求，電路中各條支路的電流都設置得較小，因此，在偏置電流變化時，由P1，P2，P3產生的電流對各個節點的充電過程會明顯變化。電流變大時，充電過程加快；電流變小時，充電過程變長。在低功耗時，偏置電流的影響大于工作電壓。工作電壓和偏置電流的波動和它們發生穩定偏移對輸出頻率的影響是不同的。由于此系統中數字基帶可以處理時鐘頻率小偏移所產生的問題，但是不能處理時鐘波動引發的誤差，所以，振蕩器對輸出頻率的波動要求很嚴格。在本文3．4小節所提到的條件下，該弛豫振蕩器輸出頻率的相對波動很小，小于系統要求的2．5％。
電路設計范文5
關鍵詞：分頻 濾波 移相 方波合成
中圖分類號：TN710
文獻標識碼：A
文章編號：1007-3973（2012）008-047-02
1 方案設計與論證
1.1 方波振蕩電路設計
用NE555集成芯片外接電阻電容產生方波信號，能夠滿足設計的頻率需要，該波的頻率可以通過調節555定時器電路的放電電阻來進行調節。該電路具有成本低廉，頻率可調，上升沿陡的特點，故本設計采用該方法實現方波振蕩電路。
1.2 分頻器設計
在該部分電路設計時，設計者考慮了幾個問題：首先，信號波形要純凈，頻率成份清楚；其次，就是信號輸出的占空比最好是50%，采用計數器電路可方便有效地實現分頻功能。在功能上能夠滿足需要且電路簡單，因此決定采用計數器74LS161和74LS74芯片實現分頻功能，最后得到占空比為50%的方波，故選擇該方案實現分頻。
1.3 濾波器設計
濾波單元電路完成的功能是將分頻后的方波信號轉化成相應頻率的無失真的正弦信號。要充分考慮濾波器過渡帶、衰減帶特性。
方案一：無源濾波。
RC無源濾波器具有電路簡單，抗干擾性強，較好的低頻性能，但是RC參數計算較為困難，在濾波特性上與有源濾波相比有一定差距。
方案二：有源濾波器。
有源濾波電路是指使用放大器實現濾波功能。有源濾波能夠濾除諧波，同時還可以動態補償無功功率。其優點是反映動作迅速，濾除諧波可達到95％以上，補償無功細致，故采用此方案。
1.4 移相器設計
方案一：RC移相網絡。
電路結構簡單，但移相的同時會引起幅度較大衰減，需增加增益補償電路，且參數調節較困難。
方案二：有源全通濾波器。
方案二電路結構較無源網絡復雜，但在移相的同時不會引起幅度衰減，可省去增益補償電路，故選用方案二。
1.5 加法器設計
該單元是將調相后的幾路信號進行疊加，得到需要的波形信號。故直接選擇反相加法器實現該功能。
2 理論分析與計算
2.1 方波信號的分解與合成
周期信號是由一個或幾個、乃至無窮多個不同頻率的諧波疊加而成的，因此，周期信號可以分解成多個乃至無窮多個諧波信號。方波信號的傅里葉級數展開如下：
(1)
在理想情況下，方波的偶次諧波應該無輸出信號，始終為零電平，奇次諧波中的一、三、五次諧波的幅度比為1：（1/3）：（1/5）。信號源輸出300KHz的方波信號經過分頻濾波電路后可以得到10KHz、30KHz、50KHz的方波，其計算公式表示如下：
(2)
頻率為10KHz的正弦波信號的峰峰值為6V，頻率為30KHz的正弦波信號的峰峰值為2V，頻率為50KHz的正弦波信號的峰峰值為1.2V，則合成后的方波峰峰值為5V。
2.2 濾波器電路
10kHz方波濾出10kHz的正弦波，設濾波器指標為：通帶截止頻率 ，阻帶截止頻率 ，通帶紋波，阻帶衰減 ，選用Butterworth低通濾波器，所需階數
取。
截止頻率
選用Sallen-Key拓撲結構，如圖1所示。
用FilterSolutions設計三階Butterworth低通濾波器，類似地，可以分別設計30kHz、50kHz方波的濾波電路。
2.3 有源全通移相器
電路結構如圖2所示。
理論計算：
取，則
令，則
理論上調節R可以實現0-180暗南嘁?，但灾R〉緶凡問?，大的移蠂慷围会視烚牲精度为代监P岷鮮導是榭觶畔瓤悸薔齲碦、C取值相對較小，當需要較大范圍的移相（如180埃┦?，加一级仿斷砌崿壤_·所示。
2.4 反相加法電路
把3個輸入信號（Vi1、Vi2、Vi3）同時加到運放的反相端，其輸入輸出電壓的關系為：
當R1=R2=R3=5K時，則有
若令Rf =5K，則
3 電路測試及結果
3.1 調試過程
采用分級調試的方法，先調試方波振蕩電路、分頻器、巴特沃斯濾波器和加法器等各個模塊都正常工作。緊接著分別調試各個部分最優后進行整體調試。
3.2 測試結果
將各模塊調好后，用示波器觀察電路最后輸出，得輸出波形如圖4，達到設計要求。
4 設計總結
綜合上述測試結果，本設計較好的完成設計要求。采用普通的運算放大器，完成了300KHz方波信號源電路，30分頻電路、10分頻電路和6分頻電路，10KHz、30KHz、50KHz低通濾波電路及移相電路，方波和三角波合成電路的設計和制作。通過測試，獲得了符合設計要求的正弦波信號和合成方波信號。
參考文獻：
[1] 閻石.數字電子技術基礎(第五版)[M].北京:高等教育出版社,2006.
電路設計范文6
【關鍵詞】USB虛擬網卡；USB協議；ARM
1.引言
隨著PC的普及和信息網絡的大發展，上網的人越來越多，也越來越依賴網絡給自己工作生活帶來便捷。同時無線網絡進一步的發展，我們幾乎不受限制的隨時隨地接入互聯網瀏覽信息、電子郵件、下載文件和聽音樂等等網絡活動。于是我們會時常碰到這種情況，當兩人同時上網時，常常用一個賬號共享上網了。從而電腦組建成小型網絡互訪就成為必要了，便出現了多種互聯方式。早期的串并口互聯、網卡互聯、紅外互聯，WIFI互聯和藍牙互聯等。由于各自使用條件速度等原因，相對較早的聯機速度慢，己經不用了。目前主流使用網卡聯機。這種網卡采用PCI插槽，用RJ45水晶頭連接，傳輸距離遠。但是當PC沒有網卡時，當筆記本互聯時，當互聯共享上網時，當小設備需要聯網時，總會出現不方便安裝網卡，或成本較大，或空間受限的原因不適合用網卡互聯。此時，我們可以考慮選用USB網卡聯機，以滿足需求。USB是目前計算機與外設上普遍采用的標準，其具有傳輸速率高、連接靈活、使用方便和可獨立供電等特性。所以，利用USB新型接口聯機無疑是一個全新開始，以其USB的優點必將受人們歡迎。
2.USB雙機互聯的基本原理
USB雙機互聯設備，其基本原理就是利用一個兩端都是USB接口的Host-Host橋模擬以太網卡實現聯網功能，通過這個帶網絡協議的處理芯片，兩臺互連的電腦工作時就跟用雙網卡連接時的工作狀態一樣。USB雙機互聯設備使用起來非常簡單，特別是現在大家都使用Windows XP的操作系統，只需分別插在兩臺電腦的USB口，系統提示找到新硬件，安裝驅動程序后設置“USB網絡連接”的IP，就可以使用了。
USB雙機互聯是利用USB聯網線把它們以連接起來，可以網絡互訪。USB聯網線的實質是：“1條USB聯網線=2塊網卡+l條網線”，因此它可見理解為“不需要網卡就能聯機的一種通信線”。但其實USB聯網線并不是一條雙頭USB線這么簡單，它內部是含有芯片電路的，其基本原理就是利用一個兩端都是USB接口的Host-Host橋模擬以太網卡實現聯網功能，通過這個帶網絡協議的處理芯片，兩臺互連的電腦工作時就跟用雙網卡連接時的工作狀態一樣。它可以完成具備網卡連接起來的網絡的所有功能（比如文件共享、聯網對戰、共享上網），不過一般都是USB1.1的，速度最多12Mbps，相當于I00Mbps網卡的速度。USB設備支持即插即用和熱插拔功能。所以，隨時都可以將它插入計算機的USB接口上。此時，計算機就會自動分配地址，用戶不需要進行任何物理參數的設置。并且USB設備的連接可以在開機狀態下直接進行，不需要關閉計算機的電源。USB網絡互聯安裝很簡單，先裝上USB連接電纜的驅動程序，并且安裝線纜指定的軟件模擬包，然后重啟計算機，插上線纜，配置好對等網的協議就可以了。表1給出了各種接口互聯的對照情況。
3.USB設備配置
當驅動程序加載時，主機開始給USB設備分配設備地址。這一步是主機通過設置USB設備地址請求命令完成的。當USB設備收到該命令，就設置自己的地址，不在使用默認地址O。當USB設備驅動程序加載之后，系統就開始從驅動程序的入口地址函數DriverEntry（）來執行，以初始化設備驅動程序對象，建立設備對象，初始化硬件設備等。USB設備的配置，就在初始化硬件對象時發生的。設備的配置其實就是根據設備配置的信息，使能設備相關功能特性的過程。而USB設備的配置信息存在于設備固件程序中，主機必須通過請求配置描述符命令來獲得。下面就是DDK為USB設備定義的配置描述符結構體。
從這個數據結構中，我們發現，配置有編號，配置有接口。所以，一個USB設備可有多個配置描述符，每個配置又支持多個接口。接口信息是通過接口描述符來確定的，是對USB設備端點功能的匯集總括，一個USB接口可以視為一個邏輯設備。那么，就存在這樣的問題，對于多配置，多接口的設備怎樣來配置？當然，是根據設備的邏輯功能來選擇所需的配置和接口。具體做法是在驅動程序中要指明配置情況，配置號和接口等。這樣，當配置請求命令執行后，設備便配置成所需的功能了。但是，要切忌配置只能進行一次。
4.接口電路設計
4.1 原理圖設計
通過前面分析對比，確定使用工DE接口線擴展USB接口。由于原理圖設計簡單，這里僅把設計時應該注意的事項列舉出來供參考。設計時應注意以下幾條原則：
（1）在D+上拉1.5K電阻以支持USB全速傳輸。
（2）若要采用中斷方式，則需接入中斷線。
（3）EOT_N引腳通過電阻接入VBUS，以正確檢測USB連接。
（4）芯片電源應加退禍電容，一般為0.luF。
（5）在D+/D一線上應串接200。
（6）ALE引腳接地。
4.2 PCB版圖設計
這是設計電路的最后一個環節，不僅要考慮電磁兼容、信號完整，而且還需要考慮制作工藝水平等。下面就給出部分關鍵的版圖設計原則：
（1）封裝選擇，電阻電容均采用非貼片器件。
（2）對于庫中沒有的封裝按文檔尺寸畫出封裝，1英寸=2.54毫米。
（3）采用雙層板較好走線，選擇合理的禁止布線區。
（4）接口器件應布在四周，便于連接美觀為好。
（5）核心芯片優先布局，根據參考原理圖信號流向安排主要元器件。
（6）插針應做到便于拔插。
（7）布線遵循電源線、信號線、地線的先后順序，可快速布線。
（8）所有的連線盡量采用做到短、粗、直線。
（9）輸入和輸出及相鄰兩層的導線應避免平行。
（10）數據線和地址線需平行走線。
（11）讀寫、中斷線、復位線和片選線最好用地線保護起來。
（12）晶體振蕩器下面不走線，外殼接地，時鐘線盡量短，地線保護。
（13）布線后，進行設計規則檢查和信號完整性分析。
4.3 電路焊接
拿到一塊電路板，焊接時也要遵循一些要求，不然會事倍功半。一般來說，從內到外來焊接，先焊接貼片集成電路，然后是位置較低的元件，最后才焊接邊緣的接口器件。
5.結論
本文是針對兩臺PC聯機的情況而展開論述的。雖通過了簡單測試，但與實際的應用相差深遠，還需解決更多的具體問題。所以，難點越多，論文觀點也要不斷充實完善。目前，USB互聯應用有有線到無線發展，低速到高速，大型到小型等層出不窮。每一樣應用都在某種程度上需要理論創新和技術創新。所以，值得研究的東西還很多。
參考文獻
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作者簡介：
