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别被表面现象迷惑,谨防模拟或数字电路的设计误区

作者: 时间:2013-01-20 来源:网络 收藏
>  乐器和射频设备都利用共振来工作。图4展示的是一组管风琴,每根管子都被调到一个固定的音符上。而当我们从一个地方发射无线电到另一个地方,谐振将帮助我们选择一个信号,而拒绝所有其它信号。

美国一所教堂中的管风琴

图4:美国一所教堂中的管风琴。(点击放大)

  调节射频天线尺寸使它谐振在指定频率,但仍然存在问题。在汽车环境工作时,设计者把天线放在引擎室以期实现远距离通信,这是一个汽车配件,需要在汽车引擎金属盖下进行接收和发射。

  设计者认为汽车引擎室在指定频率下会形成一个谐振腔并放大信号。不幸的是,谐振腔需要精确的设计,而不同的汽车有不同的引擎室尺寸,很难获得谐振。此外,设计者不想为了满足汽车的高温工作要求,而为器件花大价钱。

  设计者不理解引擎室温度很高,仍希望消费类产品在最高70℃的温度下能侥幸工作。

  数模混合器件,如MAX541 16位数/模转换器,通常有一个引脚作为模拟地,另一个地为数字地。在MAX541的数据手册中,第九页和第十页解释了如何把它们连在一起,并采用星型连接。这个对地描述的术语可能容易造成误解,不使用模拟和数字,而使用“干净和嘈杂”可能更容易理解。

  正如应用笔记4345所述,“良好的接地,数字也是模拟”,因为阈值效应,能忽略一些噪声,而不能。在数据转换器中,数字和模拟地的连接方法需要非常小心,尤其当系统由很多ADC、DAC组成时,把一个地平面连成星型的经验和技巧是必须。

  同时,在每个数据转换器中,模拟和数字平面需要交叉连接,目的是将主电流返回到电源,而几乎没有什么电流消耗在交叉点。专业的工程师会使用电阻、磁珠或电感作为交点以传导为频率函数的电流。经验允许版图最小化,但唯一确定的方法是根据经验反复的优化电路版图以降低噪声。

  不幸的是,所有的器件都有可能被误用或滥用,经验是最好的老师。学生在学校时,可能必须死记一些知识。所幸的是,通过分享这些经验,我们能避免其他工程师寻找突破口时的痛苦。节省下来的时间我们可以用来改进设计,而不必挠着脑袋为没有很快看到结果而烦恼。

  对每个工程师来说,没有一个器件是万能的,不管Rube Goldberg如何试验,一个设备不能集成每个应用的所有器件。人们从Rube的很多卡通作品中找到了乐趣,这是很好的事情。


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