现代医学电子仪器原理与设计实验.电阻电容电感

原创 云深之无迹 2024-12-24 18:05

去年就买这本书了,我顺手就踹回来了,上面说了几个仪器,我觉得还挺综合,让我们在年末为来一次收官活动。

其次就是确实是不少高校的学术也是来陆陆续续的问相关课程里面的一些仪器设计,借此机会当作学习套件也不是不可以。资料给的很齐全,感觉用这个上课也不是不行,做毕设,做实验。

今天第一章先把里面前四章写了,基本元器件和基本电路以及一点杂项,我的理念是,书要越读越少。

这书是南方医科大学和深圳大学以及广东药科大学和深圳一个公司联合搞的。

但是电子世界庞杂无比,不是一本书就可以说完的,我想通过文章来做一些补充。

OK,就是这个了

实际上就是5个PCB

课程最后的仪器参数是这样的

这篇文章就以元器件入手,但是市面上讲元器件的也很多,所以我这里就做一些对书中内容的延拓。

封装

精度

一般我们使用的都是1%的电阻,太高精度的贵呢!不过做参考的电阻就要精度高:

精密=不便宜

上拉电阻:将电路中的信号线通过一个电阻连接到电源的正极,当没有其他信号作用时,这个电阻会将信号线上的电位拉向高电平。一般是总线的驱动能力不足,总线看我下篇文章有个简单的介绍,不过是计算机系统里面的。提供电流。
下拉电阻:将电路中的信号线通过一个电阻连接到地,当没有其他信号作用时,这个电阻会将信号线上的电位拉向低电平。吸收灌电流。

下拉

如何选择?
电阻值: 电阻值的选择会影响信号的上升和下降时间,以及电路的功耗。一般来说,电阻值越小,信号转换速度越快,但功耗也越大。
负载情况: 根据负载的不同,选择不同的电阻值。如果负载较重,需要选择较小的电阻值;如果负载较轻,可以选择较大的电阻值。
还有一个是TTL和CMOS电平之间的转换:
  • TTL(晶体管-晶体管逻辑):基于双极型晶体管的数字逻辑电路,具有较高的驱动能力,但功耗较大。

  • CMOS(互补金属氧化物半导体):基于MOSFET的数字逻辑电路,具有低功耗、高噪声免疫力等优点。

就是三极管和MOS管。

TTL驱动CMOS

直接驱动: 在相同电源电压下(通常为5V),CMOS可以直接驱动TTL。这是因为CMOS的输出高电平通常高于TTL的输入高电平阈值,输出低电平通常低于TTL的输入低电平阈值。 虽然可以直接驱动,但需要注意CMOS的输出电流限制,避免损坏TTL器件。

CMOS驱动TTL

不能直接驱动: CMOS的输出高电平通常达不到TTL的输入高电平阈值,因此不能直接驱动TTL。

需要上拉电阻: 在CMOS输出端接一个上拉电阻,当CMOS输出高电平时,上拉电阻将信号拉高到TTL能够识别的电平。

电阻值过小:功耗过大,可能影响CMOS输出电路的驱动能力。电阻值过大:信号上升时间过慢,可能导致信号失真。
通常情况下,选择一个几千欧姆的电阻值即可满足要求。

书里面还有说OC门电路,也写一下,是数字电路里面的内容,妈的,这么多内容。

因为 OC/OD 门电路不具备输出高电平的能力,所以在一般应用中,是需要外接上拉电阻的。

OC门电路,全称是开路集电极门电路(Open Collector Gate)。与传统的逻辑门电路不同,OC门电路的输出端不是直接连接到电源或地,而是通过一个外部上拉电阻连接到电源。

就是三极管里面最上面的脚:

C,没人管

我偷图

  • 内部结构:与普通逻辑门电路相似,内部包含多个晶体管,用于实现逻辑运算。

  • 输出端:输出端是一个开路,没有直接连接到电源或地。

  • 外部上拉电阻:需要在输出端外接一个上拉电阻,将输出端连接到电源。


原理呢?就是实现了一个逻辑门的功能:

低电平输出:当OC门电路的输出为低电平时,内部晶体管导通,相当于将输出端短接到地,此时通过上拉电阻的电流很小,输出电压为低电平。

高电平输出:当OC门电路的输出为高电平时,内部晶体管截止,输出端相当于开路,此时通过上拉电阻的电流较大,输出电压为高电平。

我成为嘀嘀咕咕=低低高高

OD门:Open Drain,漏极开路门,和上面其实是一样的,只不过上面是针对三极管而言,OD们是针对场效应管而言,也很好理解,MOS管的 D 漏极开路的电路。

总结一下:

多个OC门电路可以并联:多个OC门电路的输出端可以并联在一起,共同驱动一个负载。当其中一个OC门电路输出为低电平时,整个输出端都为低电平。这个我还没有用过。

需要外部上拉电阻:OC门电路必须外接上拉电阻才能正常工作。上拉电阻的值会影响输出的高电平电压和驱动能力。就是C,集电极没有人管,所以要用上拉电阻确定这个不确定的状态。

输出电流有限:OC门电路的输出电流受到上拉电阻的限制。

抗干扰能力强:OC门电路的输出端开路,不容易受到外部干扰。

还有一个是阻抗匹配,这个不简单捏(我还没有研究):

高阻抗低频率传感器的工频干扰  我在去年写过这个,可以先看看

长线传输中,由于传输线的长度远大于信号波长,电磁波在传输线上传播时会产生反射,导致信号失真、衰减,甚至产生驻波,影响系统的稳定性。阻抗匹配就是为了解决这个问题而提出的。

特征阻抗: 每种传输线都有一个固定的特征阻抗,表示传输线单位长度的电感与电容的比值。

阻抗匹配: 当传输线的负载阻抗等于其特征阻抗时,传输线上的电磁波就不会产生反射,信号能够无损耗地传输到负载端。

减少信号反射可以提高信号质量,降低噪声。阻抗匹配可以使信号源的能量最大程度地传输到负载端,提高传输效率。这个也是最重要的事情。阻抗匹配可以保证信号的形状和幅值在传输过程中不发生畸变。
好像是微波电路里面里面说这个是不是?

源端匹配: 在信号源端串联一个电阻,使源端的等效阻抗等于传输线的特征阻抗。

负载端匹配: 在负载端并联一个电阻,使负载阻抗等于传输线的特征阻抗。

上面两个就是我们经常使用的方法了。

分布式匹配: 在传输线上分布地连接一些小的电阻或电容,使传输线的阻抗逐渐过渡到负载阻抗。这个我没有多见过

最后就是两个参数:

反射系数: 反射系数是衡量阻抗匹配程度的一个重要指标,反射系数越小,阻抗匹配越好。

驻波比: 驻波比是表征传输线上电压或电流波动的程度,驻波比越小,传输线上的信号质量越好。

等后面脑子里面有知识了,咱们都学学哈。

电阻还有分流和限流的作用:

先总结,后bb

将流经电路的总电流分成几路,使不同的元件分担不同的电流。通过分压作用,降低电路中某一部分的电压。

与电流表串联,通过测量分压电阻上的电压,间接测量电路中的电流。

负载保护: 将部分电流分流到分流电阻上,减轻负载的负担

上面就分流了,限流主要是保护:

通过增加电路的总阻抗,降低电路中的电流,从而保护电路中的元件。

稳定电路: 限制电路中的突变电流,提高电路的稳定性。

这些都是小儿科,还有作用是偏置电阻:

电子电路中,特别是放大电路中,用来设定晶体管或运算放大器等有源器件工作点的一种电阻。

偏置电阻通过提供合适的偏置电流,将晶体管的工作点设置在放大区的中心,以获得最大的线性放大范围。

偏置电阻可以稳定晶体管的工作点,减小温度变化和电源电压波动对电路的影响。通过改变偏置电阻的值,可以改变晶体管的静态工作点,从而改变放大电路的放大倍数。

这里就不班门弄斧了,等我学会模拟电路就开始写杨建国老师的模拟书。

固定偏置电路是最简单的一种,但稳定性较差,容易受温度影响。

三极管的控制是BC的电压,然后E到C的电流就会线性变化,假如在线性区的话。

Beta (β) 是指器件在基极电流与其集电极放大水平之间的整体灵敏度。(什么呆逼翻译,就是放大倍数)

这个倍数就是这个Rb,就是偏执电阻的调节

在固定偏置型电路中,VCC 和 VBE 都具有固定值。

同时,RB 保持不变。因此,IB 也会有一个连续的值,导致一个有限的操作点。因此,这种偏置类型由于其 β+1 稳定性因子而提供较差的热稳定性。

这是由于晶体管的 β 参数的不可预测性而发生的。它也可能有很大的不同,尤其是在具有相似型号和晶体管类型的情况下。当 β 变化时,IC 也会发生变化。因此,这种依赖于 β 的偏置类型可能会因晶体管属性和温度变化而发生工作点变化。
总体而言,固定基极偏置电路依赖于最少的组件和简单的设计。通过在课程中调整 RB 值,用户可以改变活动区域的工作点。此外,源极没有负载,因为基极-发射极结没有电阻器。因此,该电路具有开关应用。


C到B的偏执
C是集电极到基极的偏执,这边打字就不改了,有错别字。
在这种集电极到基极的偏置设置中,尽管 β 值很大,但两个电阻器为晶体管的有源区提供直流偏置。由于直流偏压来自集电极电压(VC),因此具有出色的稳定性。
基极偏置电阻器 (RB) 不是电源电压轨 (VCC),而是连接到晶体管的集电极 (C)。集电极电流的增加将导致集电极电压降低。
实际上,基极驱动减少,从而降低了集电极电流。这确保了晶体管的 Q 点保持固定。因此,集电极反馈偏置技术在晶体管周围产生负反馈。发生这种情况是因为 RB 从输出中提取直接输入,并将其分配到输入端。
负载电阻 (RL) 上的电压降产生偏置电压。因此,增加负载电流将导致负载电阻上出现明显的压降。同时,它会导致集电极电压降低。之后,基极电流 (IB) 将下降,IC 恢复到其原始值。
降低集电极电流会产生相反的反应。在这种情况下,这种偏向方法是指自偏向。这个设计为许多放大器项目提供了出色的应用。
反正这是正经的模拟电路知识,公式都没有放,后面再算!使用我的ADALM2000做实验。
怎么这么多?0Ω电阻写写看:
在多层PCB板中,不同层的地平面需要连接在一起,0Ω电阻可以提供一个低阻抗的连接点。
在模拟电路和数字电路共存的系统中,使用0Ω电阻将模拟地和数字地连接起来,同时又起到隔离的作用。

在多层PCB板中,过孔可以连接不同层的地平面。在高频电路中,磁珠可以抑制高频噪声,同时起到单点接地的作用。


这个好,可以从上面跨着连线
电流回路是指电流在电路中形成的一条闭合路径。简单来说,就是电流从电源出发,流经负载,最后回到电源,形成一个完整的循环。只有闭合回路,电子才能形成稳定的流动,产生电流。

短路是什么?短路是指电路中出现了低阻抗的通路,导致电流过大,可能损坏电路元件。

开路是什么?开路是指电路中出现了断路,电流无法流通。

好,还有一个事情,也说一下,我以前不理解,现在搞明白了,PCB里面有个步骤叫分割地平面。地平面(Ground Plane)通常被视为一个连续的参考平面,用于降低噪声、改善信号完整性。但是连在一起就有耦合,所以要分割开,很朴素的想法了。

数字电路产生的高频噪声可以通过地平面耦合到模拟电路,导致干扰。分割地平面可以有效地隔离不同功能模块之间的噪声,提高电路的抗干扰能力。

当电路中有大电流涌入或涌出时,地平面上的电压会发生波动,这种现象称为地弹。分割地平面可以减小地弹对敏感电路的影响。分割地平面可以改善电源分布,减少电源噪声,提高电源完整性。

怎么割?

物理分割: 在PCB上用切割线将地平面分割成多个区域。

电气隔离: 使用电容或磁珠等元件将分割的区域连接起来,形成电气隔离。

这么好?随心所欲?

分割的位置应根据电路的功能和噪声源进行合理选择。一般来说,数字电路和模拟电路之间、高频电路和低频电路之间可以考虑分割。物以类聚,人以群分。

分割后的地平面之间需要通过适当的连接方式来保证地电位的一致性。记住电子系统是个环路,不能有分割。

分割后的地平面面积应足够大,以保证良好的接地性能。分割地平面时,应尽量减小地线环路的面积,以减少辐射和耦合。

就一个电阻就要说这么多,我本想一篇全写完,现在不得行了,拆分一下吧。

电容我推荐这本书,写的是真好啊

在电路中多使用电容其实是会提高电路的稳定性,以及它更多是要和电阻配合做为滤波电路出现。

这里就需要多看看数据手册了

白色是正极

建议大家多去看村田的东西,写的好好,他们的美工组加鸡腿

这是电感

是不是很可爱

这种也是

可爱

这也是

继续看

这个像方糖

贴片电感和贴片电容如何区分?
1、贴片电容一般电容体颜色较深一些,用万用表电阻档量是开路的,没有标志; 
2、贴片电感一般有白色的、线绕的等,用万用表电阻档量是短路的,一般会标电感值在上面。
建议大家可以多去jlc看看这些元件的样子。

这里也推荐看海老师的书,不知道为啥有电子版了

http://m.aychina.net/fhdg/37-170.html
https://list.szlcsc.com/catalog/337.html
https://zh.mfgrobots.com/mfg/it/1005029749.html
https://forum.kicad.info/t/would-it-be-possible-to-detect-0-ohm-resistor-as-a-connection-in-drc-and-ratsnest/20145
https://bbs.huaweicloud.com/blogs/378008
配套资料下载pan.baidu.com/s/1Kn9zvXgO1tq2CNjaPCks9A提取码:tyz3解压密码:123456

评论
  • Supernode与艾迈斯欧司朗携手,通过Belago红外LED实现精准扫地机器人避障;得益于Belago出色的红外补光功能,使扫地机器人能够大大提升其识别物体的能力,实现精准避障;Belago点阵照明器采用迷你封装,兼容标准无铅回流工艺,适用于各种3D传感平台,包括移动设备、物联网设备和机器人。全球领先的光学解决方案供应商艾迈斯欧司朗(瑞士证券交易所股票代码:AMS)近日宣布,与国内领先的多行业三维视觉方案提供商超节点创新科技(Supernode)双方联合推出采用艾迈斯欧司朗先进Belago红
    艾迈斯欧司朗 2024-12-20 18:55 231浏览
  • 新能源汽车市场潮起潮落,只有潮水退去,才能看清谁在裸泳。十年前,一批新能源汽车新势力带着创新的理念和先进的技术,如雨后春笋般涌入中国汽车市场,掀起一场新旧势力的角逐。经历市场的激烈洗礼与投资泡沫的挤压,蔚来、理想、小鹏等新势力车企脱颖而出,刷爆网络。不曾想,今年新势力车企杀出一匹“超级黑马”,爬上新势力车企销量榜前三,将蔚来、小鹏等昔日强者甩在了身后,它就是零跑汽车。公开数据显示,11月份,零跑汽车实现新车交付量约4.02万辆,同比增长117%,单月销量首次突破4万辆;小鹏汽车当月共交付新车约3
    刘旷 2024-12-26 10:53 37浏览
  • 光耦固态继电器(SSR)作为现代电子控制系统中不可或缺的关键组件,正逐步取代传统机械继电器。通过利用光耦合技术,SSR不仅能够提供更高的可靠性,还能适应更加复杂和严苛的应用环境。在本文中,我们将深入探讨光耦固态继电器的工作原理、优势、挑战以及未来发展趋势。光耦固态继电器:如何工作并打破传统继电器的局限?光耦固态继电器通过光电隔离技术,实现输入信号与负载之间的电气隔离。其工作原理包括三个关键步骤:光激活:LED接收输入电流并发出与其成比例的光信号。光传输:光电传感器(如光电二极管或光电晶体管)接收
    腾恩科技-彭工 2024-12-20 16:30 183浏览
  • 汽车行业的变革正愈演愈烈,由交通工具到“第三生活空间”。业内逐渐凝聚共识:汽车的下半场在于智能化。而智能化的核心在于集成先进的传感器,以实现高等级的智能驾驶乃至自动驾驶,以及更个性、舒适、交互体验更优的智能座舱。毕马威中国《聚焦电动化下半场 智能座舱白皮书》数据指出,2026年中国智能座舱市场规模将达到2127亿元,5年复合增长率超过17%。2022年到2026年,智能座舱渗透率将从59%上升至82%。近日,在SENSOR CHINA与琻捷电子联合举办的“汽车传感系列交流会-智能传感专场”上,艾
    艾迈斯欧司朗 2024-12-20 19:45 332浏览
  • “金字招牌”的户外叙事。2024年的夏天似乎异常炙热,体育迷们的心跳也随之澎湃,全球瞩目的体育盛宴——巴黎奥运会在此刻上映。在这个充满荣耀与梦想的夏天,我们见证了无数激动人心的瞬间:男子4X100米混合泳接力决赛中,潘展乐的最后一棒,气壮山河,中国队的历史性夺冠,让整个泳池沸腾;射击10米气步枪混合团体决赛,黄雨婷和盛李豪的精准射击,为中国队射落首金,展现了年轻一代的力量;乒乓球男单四分之一比赛中,樊振东的惊天逆转令人难以忘怀,凭借坚韧不拔的意志和卓越的技术,成功挺进半决赛,并最终夺冠……在这一
    艾迈斯欧司朗 2024-12-25 19:30 25浏览
  • 据IDTechEx最新预计,到2034年,全球汽车舱内传感(In-Cabin Sensing,ICS)市场将超过85亿美元。若按照增长幅度来看,包含驾驶员监控系统(DMS)、乘员监控系统(OMS)、手势控制和生命体征监测等高级功能在内的舱内传感市场预计2020年到2034年将增长11倍。感光百科:ICS中的光源选择01、政策推动带来的“硬”增长作为其中的增长主力,舱内监控系统应用(包含DMS和OMS等)被推动增长的首要因素正是法规。据统计,中国、欧盟、美国、韩国、印度等主要汽车国家或地区已推出相
    艾迈斯欧司朗 2024-12-25 19:56 24浏览
  • 光耦合器,也称为光隔离器,是用于电气隔离和信号传输的多功能组件。其应用之一是测量电路中的电压。本文介绍了如何利用光耦合器进行电压测量,阐明了其操作和实际用途。使用光耦合器进行电压测量的工作原理使用光耦合器进行电压测量依赖于其在通过光传输信号的同时隔离输入和输出电路的能力。该过程包括:连接到电压源光耦合器连接在电压源上。输入电压施加到光耦合器的LED,LED发出的光与施加的电压成比例。光电二极管响应LED发出的光由输出侧的光电二极管或光电晶体管检测。随着LED亮度的变化,光电二极管的电阻相应减小,
    腾恩科技-彭工 2024-12-20 16:31 230浏览
  • ALINX 正式发布 AMD Virtex UltraScale+ 系列 FPGA PCIe 3.0 综合开发平台 AXVU13P!这款搭载 AMD 16nm 工艺 XCVU13P 芯片的高性能开发验证平台,凭借卓越的计算能力和灵活的扩展性,专为应对复杂应用场景和高带宽需求而设计,助力技术开发者加速产品创新与部署。随着 5G、人工智能和高性能计算等领域的迅猛发展,各行业对计算能力、灵活性和高速数据传输的需求持续攀升。FPGA 凭借其高度可编程性和实时并行处理能力,已成为解决行业痛点的关
    ALINX 2024-12-20 17:44 230浏览
  • 概述 Intel 要求用户为其10代FPGA器件使用特定的上电和掉电顺序,这就要求用户在进行FPGA硬件设计的时候必须选择恰当的FPGA供电方案,并合理控制完整的供电上电顺序。经过在Cyclone 10 GX测试板上实际验证,统一上电确实会导致FPGA无法正常工作,具体表现为JTAG接口无法探测或识别到目标器件。上电顺序要求 Cyclone 10 GX,Arria 10以及Stratix 10系列器件所有的电源轨被划分成了三个组合,三组电源轨要求依次上电,如图1所示,为三组电源轨上电顺序示意图。
    coyoo 2024-12-25 14:13 10浏览
  •                                                窗        外       年底将近,空气变得格外寒冷,估计这会儿北方已经是千里
    广州铁金刚 2024-12-23 11:49 189浏览
  • 本文介绍瑞芯微RK3588主板/开发板Android12系统下,APK签名文件生成方法。触觉智能EVB3588开发板演示,搭载了瑞芯微RK3588芯片,该开发板是核心板加底板设计,音视频接口、通信接口等各类接口一应俱全,可帮助企业提高产品开发效率,缩短上市时间,降低成本和设计风险。工具准备下载Keytool-ImportKeyPair工具在源码:build/target/product/security/系统初始签名文件目录中,将以下三个文件拷贝出来:platform.pem;platform.
    Industio_触觉智能 2024-12-26 09:19 27浏览
  • 本文介绍瑞芯微开发板/主板Android系统APK签名文件使用方法,触觉智能EVB3588开发板演示,搭载了瑞芯微RK3588芯片,各类接口一应俱全,帮助企业提高产品开发效率,缩短上市时间,降低成本和设计风险。系统签名文件生成APK系统签名文件,具体可参考此文章方法RK3588主板/开发板Android12系统APK签名文件生成方法,干货满满使用方法第一步,修改APK工程文件app/src/build.gradle,并添加以下内容: android {     na
    Industio_触觉智能 2024-12-26 09:20 28浏览
  • 国产数字隔离器已成为现代电子产品中的关键部件,以增强的性能和可靠性取代了传统的光耦合器。这些隔离器广泛应用于医疗设备、汽车电子、工业自动化和其他需要强大信号隔离的领域。准确测试这些设备是确保其质量和性能的基本步骤。如何测试数字隔离器测试数字隔离器需要精度和正确的工具集来评估其在各种条件下的功能和性能。以下设备对于这项任务至关重要:示波器:用于可视化信号波形并测量时序特性,如传播延迟、上升时间和下降时间。允许验证输入输出信号的完整性。频谱分析仪:测量电磁干扰(EMI)和其他频域特性。有助于识别信号
    克里雅半导体科技 2024-12-20 16:35 216浏览
  • 全球照明技术创新领航者艾迈斯欧司朗,于2024年广州国际照明展览会同期,举办【智慧之光】· 艾迈斯欧司朗-照明应用研讨会,以持续的技术创新,推动光+概念的全面落地。现场还演示了多款领先照明技术,且由资深工程师倾情解读,另有行业大咖深度洞察分享,助你开启“光的无限可能”探索之旅!精彩大咖分享引领未来照明无限遐想艾迈斯欧司朗精心准备了照明领域专业大咖的深度分享,无论是照明领域的资深从业者,还是对照明科技充满好奇的探索者,在这里,您都将大有所获。在艾迈斯欧司朗照明全球产品市场VP Geral
    艾迈斯欧司朗 2024-12-25 20:05 21浏览
我要评论
0
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦