什麼是電路?提高電子電路抗干擾能力的方法

什麼是電路

實際電路是指某些電氣設備、元器件、開關、導線等按一定方式聯接後,為電流提供的流通路徑的總體。這個概念有些抽象,下面介紹三個典型電路。

(1)簡單照明電路

當通過開關、導線把燈泡接在電池的兩個電極上時,燈泡就會發光,這表明在電路中有電流流動。

(2)電力系統供電電路

在電廠的鍋爐中燃燒著煤,使水獲得熱能變成高壓蒸汽。高壓蒸汽推動汽輪機轉動,將它具有的能量轉換為機械能。汽輪機帶動發電機將機械能轉換為電能。電能經過輸電線和變壓器送到各用電部門轉換成各種形式的能量,這種能量的傳送與轉換過程是通過電路完成的。

(3)計算機電路

計算機你一定熟悉吧!它的功能之多、之強大,不用介紹,你也會舉出多種。比如,它可以把光盤的信息,通過顯示器和音箱轉換成圖象和聲音信號,讓你通過計算機看電影,這種處理信息的功能也是通過電路實現的。

電路組成

電路由電源、開關、連接導線和用電器四大部分組成。實際應用的電路都比較複雜,因此,為了便於分析電路的實質,通常用符號表示組成電路實際原件及其連接線,即畫成所謂電路圖。其中導線和輔助設備合稱為中間環節。

電源是提供電能的設備。電源的功能是把非電能轉變成電能。例如,電池是把化學能轉變成電能;發電機是把機械能轉變成電能。由於非電能的種類很多,轉變成電能的方式也很多。電源分為電壓源與電流源兩種,只允許同等大小的電壓源並聯,同樣也只允許同等大小的電流源串聯,電壓源不能短路,電流源不能斷路。

在電路中使用電能的各種設備統稱為負載。負載的功能是把電能轉變為其他形式能。例如,電爐把電能轉變為熱能;電動機把電能轉變為機械能,等等。通常使用的照明器具、家用電器、機床等都可稱為負載。

連接導線用來把電源、負載和其他輔助設備連接成一個閉合迴路,起著傳輸電能的作用。

輔助設備

輔助設備是用來實現對電路的控制、分配、保護及測量等作用的。輔助設備包括各種開關、熔斷器、電流表、電壓表及測量儀表等。

什麼是電路?提高電子電路抗干擾能力的方法

電路的作用

電路是為實現某種目的而設計的,它的形式有多種多樣,但就其作用而言,可以歸為兩類:

(1)實現電能的傳送、分配和轉換。

(2)實現電信號的傳遞和處理。

提高電子電路抗干擾能力的方法

一、減小來自電源的噪聲

電源在向系統提供能源的同時,也將其噪聲加到所供電的電源上。電路中微控制器的復位線,中斷線,以及其它一些控制線最容易受外界噪聲的干擾。

電網上的強幹擾通過電源進入電路。即使電池供電的系統,電池本身也有高頻噪聲。模擬電路中的模擬信號更經受不住來自電源的干擾。因此設計電源時要採取一定的抗干擾措施:(如輸入電源與強電設備動力線分開;採用隔離變壓器;採用低通濾波器;採用獨立功能塊單獨供電等)。

二、減小信號傳輸中的畸變

微控制器主要採用高速CMOS技術製造。信號輸入端靜態輸入電流在1mA左右,輸入電容10pF左右,輸入阻抗相當高。高速CMOS電路的輸出端都有相當的帶載能力,即相當大的輸出值,將一個門的輸出端通過一段很長線引到輸入阻抗相當高的輸入端,反射問題就很嚴重。它會引起信號畸變,增加系統噪聲。當Tpd>Tr時,就成了一個傳輸線問題,必須考慮信號反射、阻抗匹配等問題。

信號在印製板上的延遲時間與引線的特性阻抗有關,即與印製線路板材料的介電常數有關。可以粗略地認為,信號在印製板引線的傳輸速度,約為光速的1/3到1/2之間。微控制器構成的系統中常用邏輯電子元件的Tr(標準延遲時間)為3到18ns之間。

在印製線路板上,信號通過一個7W的電阻和一段25cm長的引線,線上延遲時間大致在4~20ns之間。也就是說,信號在印刷線路上的引線越短越好,最長不宜超過25cm。而且過孔數目也應儘量少,最好不多於2個。

當信號的上升時間快於信號延遲時間,就要按照快電子學處理。此時要考慮傳輸線的阻抗匹配,對於一塊印刷線路板上的集成塊之間的信號傳輸,要避免出現Td>Trd的情況,印刷線路板越大系統的速度就越不能太快。

什麼是電路?提高電子電路抗干擾能力的方法

印刷線路板設計規則

信號在印刷板上傳輸,其延遲時間不應大於所用器件的標稱延遲時間。

電源電路:產生各種電子電路的所需求電源。

電子電路:亦稱電氣迴路。

基頻電路,基頻,低頻率,使用基頻元件。

高頻電路,高頻,高頻率,使用高頻元件。

基頻、高頻混合電路

被動元件:如電阻、電容、電感、二極體…等,有分基頻被動元件、高頻被動元件。

主動元件:如電晶體、微處理器…等有分基頻主動元件、高頻主動元件。

【微處理器電路】:亦稱微控制器電路,形成計算機、遊戲機、(播放器影、音)、各式各樣家電、滑鼠、鍵盤、觸控…等。

【電腦電路】:為微處理器電路進階電路,形成桌上型電腦、筆記型電腦、掌上型電腦、工業電腦…各樣電腦等。

【通訊電路】:形成電話、手機、有線網路、有線傳送、無線網路、無線傳送、光通訊、紅外線、光纖、微波通訊、衛星通訊等。

【顯示器電路】:形成螢幕、電視、儀表等各類顯示器。

【光電電路】:如太陽能電路。

【電機電路】:常運用於大電源設備、如電力設備、運輸設備、醫療設備、工業設備…等。

【串聯電路】:使同一電流通過所有相連接器件的聯結方式

【並聯電路】: 使同一電壓施加於所有相連接器件的聯結方式


分享到:


相關文章: