电路基础培训ppt课件

1、Copyright 2003, ZTE CORPORATION 密级：内部公开密级：内部公开电路根底培训电路根底培训中兴通讯中兴通讯CDMA事业部事业部设计开发部设计开发部郭丹旦郭丹旦2005.5Copyright 2003, ZTE CORPORATION 密级：内部公开密级：内部公开硬件人员的根本素质Copyright 2003, ZTE CORPORATION 密级：内部公开密级：内部公开本次课程内容 回想常用的电路根底常识 了解设计开发部设计需求的一些根本电路知识 接口 时钟/定时 上下拉 互联中的问题SI，热拔插 经过案例了解一些电路设计的常见问题Copyright 2003, ZT

2、E CORPORATION 密级：内部公开密级：内部公开电路常识电路常识 电阻，欧姆定律 基尔霍夫定律KCL，KVL 电容：电压不能突变 电感：电流不能突变Copyright 2003, ZTE CORPORATION 密级：内部公开密级：内部公开戴维宁等效 线性叠加定理 戴维宁等效 诺顿等效Copyright 2003, ZTE CORPORATION 密级：内部公开密级：内部公开电路常识电路常识 一阶RC电路 使信号变缓 滤去窄脉冲 消除高频分量Copyright 2003, ZTE CORPORATION 密级：内部公开密级：内部公开电路常识电路常识 一阶RL电路 当开关断开时，电感电流

3、不能断续 会感应出高电压 为了防止开关电子开关损坏，对电感需求添加续流电路 继电器线圈，电机线圈等都是电感负载Copyright 2003, ZTE CORPORATION 密级：内部公开密级：内部公开电路常识电路常识 器件远不是理想的器件远不是理想的 电源电源 额定功率，内阻，纹波，频率特性，负载特额定功率，内阻，纹波，频率特性，负载特性性 电阻：电阻： 额定功率，阻值误差，温度系数，噪声，寄生参额定功率，阻值误差，温度系数，噪声，寄生参数数 电容电容 击穿电压，击穿电压，ESR，ESL，漏电流，介质吸收，温，漏电流，介质吸收，温度，湿度，漏液液体铝电解电容，明火固度，湿度，漏液液体铝电解电

4、容，明火固体钽电解电容体钽电解电容 电感电感 电阻，寄生电容，功率电阻，寄生电容，功率Copyright 2003, ZTE CORPORATION 密级：内部公开密级：内部公开电路常识参考资料电路常识参考资料 电路分析根底很多教材可选电路分析根底很多教材可选 厂商器件手册和运用注记电容，电感，厂商器件手册和运用注记电容，电感，电阻和磁珠的厂家也有手册，不要忽略电阻和磁珠的厂家也有手册，不要忽略哟！哟！ H&H, The Art of Electronics, 2nd Edition Analog Devices AN-348 Avoiding Passive-Component Pi

5、tfallsCopyright 2003, ZTE CORPORATION 密级：内部公开密级：内部公开硬件开发人员常用知识硬件开发人员常用知识 电源 线性电源 开关电源 PLD 接口 时钟/定时 电路互联 可靠性 专门知识 DSP，MCU，桥片，混合电路简单单板表示简单单板表示Copyright 2003, ZTE CORPORATION 密级：内部公开密级：内部公开接口接口 我们常用的接口电平我们常用的接口电平 LVTTL，LVCMOS RS-232，RS-485 LVDS，BLVDS，MLVDS CML，PECL/LVPECL 单端单端/差分传输差分传输 单端：单端：TTL，CMOS，R

6、S-232 RS-485，LVDS，CML，PECL 并行并行/串行传输串行传输 将低速的并行信号复用，将低速的并行信号复用，经过高速串行链路或者光经过高速串行链路或者光纤传输。纤传输。Copyright 2003, ZTE CORPORATION 密级：内部公开密级：内部公开接口LVTTL/LVCMOS 用于普通速率的数据传送，板内时钟分发 单端传输 简单，成熟，廉价 最常用的电平3.3V LVTTL器件： VOH 2.4V, VOL 0.4V, VIH 2.0V, VIL 0.8V，有400mV的裕度 实践的切换电平在0.82.0V之间的某一个电平，能够随电源、温度、厂商等有一些变化 VO

7、HVOL随着输出负载电流的降低添加 信号完好性问题使噪声裕度进一步降低Copyright 2003, ZTE CORPORATION 密级：内部公开密级：内部公开接口 RS-232/RS-485 成熟，低速 232电平来源于TIA/EIA-232-F-1997 适用于点到点传输 -15-3V MarkingLogic 1 +3+15V SpacingLogic 0 接纳端电阻3KOhm7KOhm典型5KOhm，电容不大于2500pF电缆长度遭到电容的限制 485电平来源于TIA/EIA-485-A-1998 差分传输 最高10Mbps 共模电压-7V+12V，最大输入电压范围-7+15V 输出

8、差分电压1.56V开路，输入差分电压0.25VCopyright 2003, ZTE CORPORATION 密级：内部公开密级：内部公开接口 LVDSLow Voltage Differential Signaling 高速，低摆幅，低功耗 Multi-drop LVDS BLVDS NSC 10mA电流 MLVDS TI， TIA/EIA-899 11.3mA电流，控制摆率1nsLVDS根本原理TI MLVDS 阈值Copyright 2003, ZTE CORPORATION 密级：内部公开密级：内部公开接口 CML/ECL CMLCurrent Mode Logic ECLEmitte

9、r-Coupled Logic NECL-5.2V Vee PECL+5V Vcc LVPECL+3.3V Vcc 输出50欧姆端接到Vcc-2V，输入共模电平Vcc-1.3VCheck the datasheet for detailed informationCopyright 2003, ZTE CORPORATION 密级：内部公开密级：内部公开接口接口直流耦合，交流耦合和平衡直流耦合，交流耦合和平衡 高速串行链路多种规范需求进展接口高速串行链路多种规范需求进展接口 电压摆幅电压摆幅 共模电平范围共模电平范围 端接端接 直流耦合直流耦合 直接接口，需求仔细处置接口的共模电平范围直接接口

10、，需求仔细处置接口的共模电平范围 交流耦合交流耦合 经过电容隔直，可以单独设置共模偏置，设计容经过电容隔直，可以单独设置共模偏置，设计容易易 交流耦合时，数据中交流耦合时，数据中0-1个数不同，会导致传输失个数不同，会导致传输失败，需求直流平衡编码败，需求直流平衡编码CIMT，8B/10BCopyright 2003, ZTE CORPORATION 密级：内部公开密级：内部公开接口部分参考资料 器件厂商器件手册 ?普通逻辑电平接口器件运用指点书? TIA/EIA-232-F-1997 TIA/EIA-485-A-1998 Texas Instrument LVDS Application a

11、nd Data Handbook National Semiconductor LVDS User Manual Texas Instrument Application notes about Interfacing between signals ON Semi Applation notes about PECLCopyright 2003, ZTE CORPORATION 密级：内部公开密级：内部公开时钟时钟系统的心脏系统的心脏 触发器与同步电路 输入只在时钟切换的时候对输出产生影响，或是说“与时钟同步 为什么运用同步电路？ 防止器件受温度，电压，工艺的影响； 易于消除电路的毛刺，使设

12、计更可靠 同步电路可以很容易地组织流水线，提高运转速度 系统在时钟的“驱动下任务，时钟在系统中至关重要Copyright 2003, ZTE CORPORATION 密级：内部公开密级：内部公开时钟偏斜时钟偏斜 时钟偏斜时钟偏斜Skew 定义：时钟实践到达时定义：时钟实践到达时间和期望到达时间之间间和期望到达时间之间的差别的差别 来源来源 同一器件不同输出之间同一器件不同输出之间的偏斜的偏斜 不同器件之间的偏斜不同器件之间的偏斜 不同途径延迟导致的偏不同途径延迟导致的偏斜斜 不同级数的时钟树不同级数的时钟树 要控制传输途径延迟，要控制传输途径延迟，而不是线长而不是线长 不同负载情况导致的偏不同

13、负载情况导致的偏斜斜Copyright 2003, ZTE CORPORATION 密级：内部公开密级：内部公开时钟抖动时钟抖动 时钟抖动时钟抖动Jitter 频偏，漂动和抖动频偏，漂动和抖动 抖动的分类抖动的分类 确定性抖动，随机抖动确定性抖动，随机抖动 抖动的来源抖动的来源 抖动的影响抖动的影响 多级锁相环系统能够产生谐振多级锁相环系统能够产生谐振 多时钟系统中会突破系统定时情况多时钟系统中会突破系统定时情况用用FIFO处置处置 FIFO系统中系统中会使会使FIFO中的数据量发生变化中的数据量发生变化Copyright 2003, ZTE CORPORATION 密级：内部公开密级：内部公

14、开定时定时 时钟的单调性 一些常见参数 Tco: Clock to output delay Tsu: Setup time Th: Hold time Tpd: Propagation delay 建立时间问题和坚持时间问题 异步时序能够存在问题 同步时序的最长延迟问题和最短延迟问题Copyright 2003, ZTE CORPORATION 密级：内部公开密级：内部公开时钟/定时部分参考资料 Howard Johnson, Martin Graham High-Speed Signal Propagation A Handbook of Advanced Black Magic， Cha

15、pter 12 Cypress Semiconductor Perfect Timing部分高速设计译文Copyright 2003, ZTE CORPORATION 密级：内部公开密级：内部公开上下拉上下拉重要但是被忽略的问重要但是被忽略的问题题为什么信号线上要加上下拉？为什么信号线上要加上下拉？什么时候要加上下拉？什么时候要加上下拉？上拉还是下拉？上拉还是下拉？用多大的电阻上下拉？用多大的电阻上下拉？Copyright 2003, ZTE CORPORATION 密级：内部公开密级：内部公开上下拉上下拉 为什么要加上下拉？ 预置电平 总线上下拉，复位预置，控制线上下拉 防止输入浮空 普通器

16、件未用输入端，能够3态的信号线总线上下拉 建立电平 OC/OD，I2C，CML，PECL 测试需求 对于固定高/低的信号，为了测试鼓励需求，需求上下拉 端接 在CML，PECL电路中常见类似上下拉的情况Copyright 2003, ZTE CORPORATION 密级：内部公开密级：内部公开上下拉 器件内置的上下拉 总线坚持器件 节省了上下拉电阻 使设计思索复杂化 ISP MACH 4000 EPLD 全局可编程的上拉，下拉，悬空，或者总线坚持 Cyclone FPGA 单独可编程的上拉，或者悬空Copyright 2003, ZTE CORPORATION 密级：内部公开密级：内部公开上下

17、拉上下拉 怎样选择上拉或者下拉？ 数据线/总线根据需求电平选择上下拉 受控OE端普通选择让器件无效 怎样选择电阻？ 对于CMOS器件，我们普通选择10K都可以满足要求 多个负载能够需求不同的电阻 充沛思索器件内部的上下拉情况 下拉比上拉电阻小是TTL时代留下来的惯例Copyright 2003, ZTE CORPORATION 密级：内部公开密级：内部公开互联 接口电平兼容最起码的要求 驱动才干 热拔插场所会呈现什么问题？ 高速电路中会有什么问题？Copyright 2003, ZTE CORPORATION 密级：内部公开密级：内部公开互联 热拔插运用 Ioff 和 PU3S 维护二极管的影响 模拟开关和其他带有钳位维护二极管的器件 上拉还是下拉？ I2C器件能否在热拔插场所任务？Copyright 2003, ZTE CORPORATION 密级：内部公开密级：内部公开互联互联高速设计中，PCB走线就是理想导线吗？信号就是理想的样子吗？Copyright 2003, ZTE CORPOR