מוקד שירות
מְדוֹרַאי
מְדוֹרַאי
תקציר נהג ישן: 11 פרטים על עיצוב מעגל הסימולציה
2022-03-17
1184
עיצוב מעגלים אנלוגיים זקוק לבסיס איתן של חשמל אנלוגי וצבירת ניסיון עשיר. כאן, אנו חולקים את הסיכום של מהנדס חשמל אנלוגי ותיק כדי לעזור לך לעלות על הבורות ולעשות פחות מעקפים. אם אתה מרגיש טוב, בבקשה תן לנו מחמאה!
(1) על מנת לקבל מעגל משוב עם יציבות טובה, לרוב נדרש להשתמש בנגד קטן או במשנק מחוץ ללולאת המשוב כדי לספק חוצץ לעומס הקיבולי.
(2) מעגל המשוב האינטגרלי דורש בדרך כלל נגד קטן (כ-560 אוהם) בסדרה כאשר כל קבל אינטגרלי גדול מ-10pF.
(3) אין להשתמש במעגל האקטיבי כדי לסנן או לשלוט ברוחב הפס ה-RF של EMC מחוץ ללולאת המשוב, אלא להשתמש רק ברכיבים פסיביים (רצוי מעגלי RC). רק כאשר ההגבר של הלולאה הפתוחה של המגבר התפעולי גדול מההגבר של הלולאה הסגורה, שיטת המשוב האינטגרלי יעילה. בתדרים גבוהים יותר, המעגל המשלב אינו יכול לשלוט בתגובת התדר.
(4) על מנת לקבל מעגל ליניארי יציב, כל החיבורים חייבים להיות מוגנים על ידי מסננים פסיביים או שיטות דיכוי אחרות (כגון בידוד פוטו-אלקטרי).
(5) השתמש במסנני EMC, וכל המסננים הקשורים ל-IC צריכים להיות מחוברים למישור הייחוס המקומי של 0V.
(6) יש למקם מסנני כניסה ויציאה בחיבור של כבלים חיצוניים, ויש לסנן כל חיבור חוט במערכת הבלתי מסוככת בגלל אפקט האנטנה. בנוסף, יש צורך בסינון גם בחיבור החוט בתוך מערכת המיגון של הממיר עם עיבוד אותות דיגיטלי או מצב מיתוג.
(7) נדרש ניתוק RF באיכות גבוהה בפינים של ספק הכוח והארקה של IC אנלוגי, וזהה לזה של IC דיגיטלי. עם זאת, IC אנלוגי בדרך כלל זקוק לניתוק אספקת חשמל בתדר נמוך, מכיוון שה-PSRR של רכיבים אנלוגיים גדל מעט כאשר הוא גבוה מ-1KHz. יש להשתמש בסינון RC או LC על עקבות אספקת החשמל האנלוגית של כל מגבר תפעולי, משווה וממיר נתונים. תדר הפינה של ספק הכוח אמור לפצות את תדר הפינה של ה-PSRR ואת השיפוע של המכשיר, כדי להשיג את ה-PSRR הרצוי בכל טווח תדרי הפעולה.
(8) עבור אותות אנלוגיים במהירות גבוהה, טכנולוגיית קו תמסורת נחוצה בהתאם לאורך החיבור שלהם ולתדירות התקשורת הגבוהה ביותר. גם אם מדובר באות בתדר נמוך, ניתן לשפר את ביצועי האנטי-הפרעות באמצעות טכנולוגיית קו שידור, אך אפקט האנטנה יופק אם אין קו שידור תואם נכון.
(9) הימנע משימוש בכניסות או יציאות עם עכבה גבוהה, הרגישים מאוד לשדות חשמליים.
(10) מכיוון שרוב הקרינה נוצרת על ידי מתח וזרם במצב משותף, ומכיוון שרוב ההפרעות האלקטרומגנטיות בסביבה נגרמות מבעיות במצב משותף, שימוש בטכנולוגיית שידור וקבלה מאוזנת (מצב דיפרנציאלי) במעגלים אנלוגיים יש אפקט EMC טוב ויכול להפחית את ההצלבה. כונן המעגל המאוזן (ערוץ ההפרש) לא ישתמש במערכת ייחוס 0V בתור לולאת זרם החזרה, כך שהוא יכול למנוע לולאת זרם גדולה ולהפחית קרינת RF.
(11) על המשווה להיות בעל היסטרזיס (משוב חיובי) כדי למנוע המרת פלט שגויה עקב רעש והפרעות, וגם כדי למנוע תנודה בנקודת הניתוק. אין להשתמש בקומפרטור מהיר מהנדרש (שמור על dV/dt בטווח העומד בדרישות ובנמוך ככל האפשר).
1.
הגדרת מערכת
??הגדרת המערכת היא הנחת היסוד של עיצוב מעגלים אנלוגיים. על פי דרישות התכנון, מהנדסי תכנון מעגלים אנלוגיים צריכים לקבוע הגדרות פונקציונליות מתאימות של מערכות מעגלים ותתי-מערכות, ולקבוע את טווחי הפרמטרים של שטח, צריכת חשמל וביצועים קשורים אחרים.
2.
תכנון מעגליםבחירת מבנה המעגל היא חוליה חשובה בתכנון המעגל. מהנדסי תכנון מעגלים אנלוגיים צריכים לבחור את מבנה המעגל המתאים בהתאם לדרישות הפונקציונליות, מפרטי התכנון והפרמטרים המתאימים של מעגלים אנלוגיים, ועל בסיס זה לקבוע את שילוב הרכיבים. לתכנון של מעגלים אלקטרוניים אנלוגיים, אין תוכנת עיצוב בוגרת זמינה כיום, כך שהמהנדסים יכולים לעשות זאת רק ידנית לפי הניסיון שלהם. במידה מסוימת, זה מגביר את הקושי של עיצוב מעגלים אנלוגיים ומגביל את מהירות הפיתוח של מעגל אנלוגי.
3.
הדמיית מעגל
??הדמיית מעגלים היא חוליה הכרחית בתהליך התכנון של מעגלים אנלוגיים, והיא מהווה בסיס חשוב למהנדסים אנלוגיים לשפוט האם מעגלים אנלוגיים יכולים לעמוד בדרישות התכנון.
על פי תוצאות הסימולציה, המהנדסים משנים ומתאים כל הזמן את המעגל עד שתוצאות הסימולציה של המעגל האנלוגי יכולות לעמוד באינדיקטורים שנקבעו ובדרישות התפקוד המתאימות. השיטות הנפוצות כוללות סריקת פרמטרים, ניתוח DC ו-AC, ניתוח מונטה קרלו וכו'.
4.
מימוש פריסה
??גשר חשוב להפיכת עיצוב מעגלים לייצור. לאחר שהמבנה והפרמטרים הקשורים של המעגל האנלוגי נקבעים על פי תוצאות התכנון והסימולציה הקודמים, מהנדס התכנון מתאר את הגיאומטריה הפיזית של המעגל האנלוגי המתוכנן וממיר אותו לפורמט גרפי, כדי להקל על העיבוד והייצור הבאים של המעגל האנלוגי.
5.
אימות פיזי
??בשלב האימות הפיזי, יש צורך לבדוק את כללי התכנון (DRC) של המעגל האנלוגי המעוצב. בדיקת כלל התכנון היא לבדוק את רוחב הקו המינימלי, גודל החור, מרווח הדוגמאות המינימלי ותהליכים מוגבלים אחרים בהתבסס על כללי העיצוב הנתונים, כדי למדוד את היתכנות של יישום תהליך פריסה. בנוסף, יש לבדוק את עקביות הפריסה ודיאגרמת המעגל (LVS). ניתן לחלץ את הפרמטרים של הפריסה על ידי כלי LVS, וניתן להשוות את דיאגרמת המעגל המתקבלת לתכנון המעגל המקורי כדי להבטיח את העקביות בין הפריסה לתכנון המעגל המקורי.
6.
סימולציה לאחר מיצוי פרמטר טפילי
?הדמיית עיצוב מעגל לפני פריסה נקראת "הדמייה מקדימה", שהיא סימולציה אידיאלית ללא התחשבות בפרמטרים טפיליים כמו התנגדות וקיבול של החיווט. לאחר הוספת פרמטרים טפיליים לפריסה, סימולציית המעגל נקראת "פוסט-סימולציה". רק כאשר תוצאות הסימולציה של פוסט-סימולציה עומדות במדד התכנון ובדרישות תפקוד המערכת, תכנון המעגל הושלם.
לפרמטרים טפיליים יש השפעה רבה על מעגלים אנלוגיים. כאשר תוצאות הסימולציה של הסימולציה הקודמת עומדות בדרישות, תוצאות הסימולציה השנייה אינן יכולות לעמוד בדרישות. לכן, מהנדסי תכנון צריכים לשנות כל הזמן את פרמטרי הטרנזיסטור בהתאם לתוצאות שלאחר הסימולציה, ולעיתים אף להתאים את מבנה המעגל עד שתוצאות שלאחר הסימולציה יעמדו בדרישות תכנון המערכת.
??יחד עם זאת, יש לשים לב לאחד עשר הפרטים הבאים בתכנון מעגלים אנלוגיים:
(1) על מנת לקבל מעגל משוב עם יציבות טובה, לרוב נדרש להשתמש בנגד קטן או במשנק מחוץ ללולאת המשוב כדי לספק חוצץ לעומס הקיבולי.(2) מעגל המשוב האינטגרלי דורש בדרך כלל נגד קטן (כ-560 אוהם) בסדרה כאשר כל קבל אינטגרלי גדול מ-10pF.
(3) אין להשתמש במעגל האקטיבי כדי לסנן או לשלוט ברוחב הפס ה-RF של EMC מחוץ ללולאת המשוב, אלא להשתמש רק ברכיבים פסיביים (רצוי מעגלי RC). רק כאשר ההגבר של הלולאה הפתוחה של המגבר התפעולי גדול מההגבר של הלולאה הסגורה, שיטת המשוב האינטגרלי יעילה. בתדרים גבוהים יותר, המעגל המשלב אינו יכול לשלוט בתגובת התדר.
(4) על מנת לקבל מעגל ליניארי יציב, כל החיבורים חייבים להיות מוגנים על ידי מסננים פסיביים או שיטות דיכוי אחרות (כגון בידוד פוטו-אלקטרי).
(5) השתמש במסנני EMC, וכל המסננים הקשורים ל-IC צריכים להיות מחוברים למישור הייחוס המקומי של 0V.
(6) יש למקם מסנני כניסה ויציאה בחיבור של כבלים חיצוניים, ויש לסנן כל חיבור חוט במערכת הבלתי מסוככת בגלל אפקט האנטנה. בנוסף, יש צורך בסינון גם בחיבור החוט בתוך מערכת המיגון של הממיר עם עיבוד אותות דיגיטלי או מצב מיתוג.
(7) נדרש ניתוק RF באיכות גבוהה בפינים של ספק הכוח והארקה של IC אנלוגי, וזהה לזה של IC דיגיטלי. עם זאת, IC אנלוגי בדרך כלל זקוק לניתוק אספקת חשמל בתדר נמוך, מכיוון שה-PSRR של רכיבים אנלוגיים גדל מעט כאשר הוא גבוה מ-1KHz. יש להשתמש בסינון RC או LC על עקבות אספקת החשמל האנלוגית של כל מגבר תפעולי, משווה וממיר נתונים. תדר הפינה של ספק הכוח אמור לפצות את תדר הפינה של ה-PSRR ואת השיפוע של המכשיר, כדי להשיג את ה-PSRR הרצוי בכל טווח תדרי הפעולה.
(8) עבור אותות אנלוגיים במהירות גבוהה, טכנולוגיית קו תמסורת נחוצה בהתאם לאורך החיבור שלהם ולתדירות התקשורת הגבוהה ביותר. גם אם מדובר באות בתדר נמוך, ניתן לשפר את ביצועי האנטי-הפרעות באמצעות טכנולוגיית קו שידור, אך אפקט האנטנה יופק אם אין קו שידור תואם נכון.
(9) הימנע משימוש בכניסות או יציאות עם עכבה גבוהה, הרגישים מאוד לשדות חשמליים.
(10) מכיוון שרוב הקרינה נוצרת על ידי מתח וזרם במצב משותף, ומכיוון שרוב ההפרעות האלקטרומגנטיות בסביבה נגרמות מבעיות במצב משותף, שימוש בטכנולוגיית שידור וקבלה מאוזנת (מצב דיפרנציאלי) במעגלים אנלוגיים יש אפקט EMC טוב ויכול להפחית את ההצלבה. כונן המעגל המאוזן (ערוץ ההפרש) לא ישתמש במערכת ייחוס 0V בתור לולאת זרם החזרה, כך שהוא יכול למנוע לולאת זרם גדולה ולהפחית קרינת RF.
(11) על המשווה להיות בעל היסטרזיס (משוב חיובי) כדי למנוע המרת פלט שגויה עקב רעש והפרעות, וגם כדי למנוע תנודה בנקודת הניתוק. אין להשתמש בקומפרטור מהיר מהנדרש (שמור על dV/dt בטווח העומד בדרישות ובנמוך ככל האפשר).
כתב ויתור: מאמר זה משוכפל מתוך "Gu Taiwei". מאמר זה מייצג רק את דעותיו האישיות של המחבר, ואינו מייצג את דעותיהם של סאקו ווי והתעשייה. זה מיועד רק להדפסה מחדש ולשיתוף כדי לתמוך בהגנה על זכויות קניין רוחני. נא לציין את המקור והמחבר המקורי בעת ההדפיסה המחודשת. אם יש הפרה כלשהי, אנא צור איתנו קשר כדי למחוק אותה.
טל' חברה: +86-0755-83044319
פקס/פקס:+86-0755-83975897
דוא"ל: 1615456225@qq.com
QQ: 332496225 מנהל Qiu
כתובת: חדר 809, בלוק C, בניין Zhantao Technology, מס' 1079 Minzhi Avenue, Longhua New District, שנזן
המלצות קשורות
粤公网安备44030002007346号