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如何實現模擬電路設計

科技綠洲 ? 來源:山羊硬件Time ? 作者:山羊硬件Time ? 2023-11-07 14:31 ? 次閱讀

模擬電路是電路設計中一個重要的部分,它是指用來對模擬信號進行傳輸,變換,處理,放大,測量和顯示等等工作的電路。而模擬信號是指連續變化的電信號(數字信號是離散的電信號)。

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常見的模擬電路主要有放大電路,信號運算和處理電路,振蕩電路,調制和解調電路以及電源等等。

那對于模擬電路的設計,它就是對這些常見的模擬電路的設計,看具體需要實現什么功能,從而做相應的設計。

不同通常模擬電路的設計的部分是比較復雜的,常常會令設計電路的工程師頭疼反復調試,比如針對RF射頻電路的設計,就是大多數電子產品模擬電路設計的一個重點。

所以對于模擬電路設計就要從基礎模擬電路的設計開始,只有對基礎模擬電路爛熟于心,才能在這些基礎上,針對不同的性能要求,設計和搭建出新的電路單元,實現模擬電路設計。

常見的模擬電路設計

運算放大器設計

運算放大器是模擬電路設計中一個非常重要的部分,會在許多設計中被運用,并且也是模擬設計中的重點(由于早期應用于模擬計算機中用于實現數學運算,所以通用被叫運算放大器)。

在實際的電路應用中,運算放大器常常會結合反饋網絡共同組成一些功能模塊。很多模擬電路設計高手,就是從簡單的放大器開始,一遍遍的分析,多次的設計完善,包括從增益(放大倍數),輸入輸出阻抗等關鍵參數考慮,并綜合折中考慮電壓擺幅,速度以及功耗,從而理解并掌握模擬設計的精髓。

濾波器設計

濾波器主要用于信號傳遞和處理,可以將某些特定選定的頻率以外的信號進行濾除,從而令目標元件獲得特定頻段的信號。比如由RC元件和運算放大器組成的濾波器就稱為RC有源濾波器,可以讓一定頻率范圍的信號通過。

RC濾波器圖片(實際應用中,可以設計為低通RC濾波器也可以被設計為高通RC濾波器,下圖為低通RC濾波器)。

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帶隙基準設計

帶隙基準一般是要形成一種與溫度無關的基準源,可以通過將正溫度系數電壓和負溫度系數電壓疊加來實現。所以帶隙基準電路可以提供精確的參考電壓。對于帶隙基準電路的設計也是模擬電路設計中的一個重點。

電源設計

不管是任何的電子設備,電子產品,都需要電源供給才能正常工作。在有的電源之后,需要將電源轉換為一個個不同的電壓,從而有效的讓相關的電子器件工作,從而使得整個電子主板運轉起來。這其中,電源管理芯片(PMU)就充當了將電源電壓進行轉化的角色。

高效,穩定,低功耗,智能是電源管理芯片的發展方向,設計要求。不過不管設計怎么復雜,它都是通過(AC/DC)交流/直流,(DC/DC)直流/直流來轉換,常見的如LDO,BUCK,BOOST以及相互之間的組合等等。

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模擬電路設計有8個核心參數:

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所以怎么判斷一個模擬電路設計好不好,就是看所設計的模擬電路是否滿足符合8個核心參數,但有時某些參數是互斥的,所以“折衷”是模擬設計中的精髓,如何使所設計的模擬電路實現功能要求的同時,又能保持穩定性,功耗,高效等等。

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