电路图

揭秘 FPGA 多重配置硬件电路设计方案

现代硬件设计规模逐渐增大,单个程序功能越来越复杂,当把多个功能复杂的程序集成到一个 FPGA 上实现时,由于各个程序的数据通路及所占用的资源可能冲突,使得 FPGA 控制模块的结构臃肿,影响了整个系统工作效率。通过 FPGA 的多重配置可以有效地精简控制结构的设计,同时可以用逻辑资源较少的 FPGA 器件实现需要很大资源才能实现的程序。以 Virtex5 系列开发板和配置存储器 SPI FLASH 为基础,从硬件电路和软件设计两个方面对多重配置进行分析,给出了多重配置实现的具体步骤,对实现复杂硬…

电感的基本概念、自感与互感作用

电感是闭合回路的一种属性,是一个物理量。当线圈通过电流后,在线圈中形成磁场感应,感应磁场又会产生感应电流来抵制通过线圈中的电流,这种电流与线圈的相互作用关系称为电的感抗,也就是电感,以美国科学家约瑟夫·亨利命名。电感是描述由于线圈电流变化,在本线圈中或在另一线圈中引起感应电动势效应的电路参数。电感是自感和互感的总称,提供电感的器件称为电感器。图 1 电感器电感用 L 表示,单位有亨利(H)、毫亨(mH)、微亨(μH),1 H = 10³ mH = 10⁶ μH。一、电感的作用1. 自感当线圈中有…

线性电感元件的定义、伏安关系与功率储能

把金属导线绕在骨架上即构成实际电感线圈。当电流通过线圈时会产生磁通,因此电感线圈是一种抵抗电流变化、储存磁能的部件。电感元件是实际线圈的一种理想化模型,它反映了电流产生磁通和储存磁场能量的特性,其元件特性是磁通链 Ψ 与电流 I 的代数关系。图 1 所示为工程应用中实际的电感元器件。图 1 实际电感元器件一、线性时不变电感任何时刻,通过电感元件的电流 i 与其磁链 ψ 成正比的电感称为线性时不变电感,即 (1)电感的单位是亨利(H)或毫亨(mH)。图 2(a)所示为电感元件的电路符号,图 2(b…

开关电源的保护电路:软启动、过压欠压过热、缺相与 IGBT 短路保护

评价开关电源的质量指标应该以安全性、可靠性为第一原则。在电气技术指标满足正常使用要求的条件下,为使电源在恶劣环境及突发故障情况下安全可靠地工作,必须设计多种保护电路,比如防浪涌的软启动电路,以及防过压、欠压、过热、过流、短路和缺相等保护电路。开关电源常用的几种保护电路如下。一、防浪涌软启动电路开关电源的输入电路大都采用电容滤波型整流电路。在进线电源合闸瞬间,由于电容器上的初始电压为零,电容器充电瞬间会形成很大的浪涌电流;特别是大功率开关电源,采用容量较大的滤波电容器,浪涌电流可达 100 A 以…

基于 S3C4510B 的嵌入式工业以太网监控装置硬件电路设计

现场智能监控装置是构建控制网络的基础和关键,采用高端嵌入式技术实现以太网现场智能装置的开发是其重要发展趋势。本文提出基于嵌入式工业以太网技术的监控系统,阐述嵌入式工业以太网监控装置硬件与软件的设计过程,包括 32 位微处理器系统的实现、以太网接口单元模块的实现、uCLinux 嵌入式操作系统的分析与移植、uCLinux 下驱动程序的分析与实现、Socket 套接字分析、HTTP 协议分析以及嵌入式 Web 服务器的实现等,并设计了一种以以太网为主体的双环冗余高速工业监控网络体系,其系统结构如图 …

整流二极管的选择、代换与常见整流电路

整流二极管是一种将交流电能转变为直流电能的半导体器件,通常包含一个 PN 结,有阳极和阴极两个端子。整流二极管可用半导体锗或硅等材料制造。硅整流二极管的击穿电压高、反向漏电流小、高温性能良好;通常高压大功率整流二极管都用高纯单晶硅制造(掺杂较多时容易反向击穿)。这种器件的结面积较大,能通过较大电流(可达上千安),但工作频率不高,一般在几十千赫以下。整流二极管主要用于各种低频半波整流电路;如需达到全波整流,需连成整流桥使用。一、整流二极管的选择(1)对于串联型电源电路,应选择最大整流电流与最高反向…

逻辑电路的分类:组合逻辑电路与时序逻辑电路

逻辑电路是包含逻辑关系的数字电路,以二进制为原理,实现数字离散信号的传递、逻辑运算和操作的电路。最基本的逻辑电路是常见的门电路,而最简单的门电路为与电路、或电路和非电路。一、基本的逻辑电路门电路是最基本的逻辑电路。逻辑门电路的种类繁多,有反相器、与门和与非门、或门和或非门、异或门等,图 1 给出几种常用的门电路。图 1 几种常用的逻辑门电路处理数字信号的电路叫门电路。数字电路主要研究电路的逻辑关系,数字电路中最基本的逻辑电路是门电路;门电路是一种有一个或多个输入端、只有一个输出端的开关电路,是数…

基于 nRF2401 的智能家电无线报警系统网络节点与电源电路设计

本文设计一种基于无线网络技术的家电无线报警系统。该系统可以对整个家居的安全环境进行实时监控,监控范围包括室内防盗、火灾报警、煤气泄漏、水管破裂等一系列不安全因素;一旦发生上述安全事故,报警系统就会发出相应的报警信息,使户主在得到报警信息后立即采取有效的应急措施,对事故进行紧急处理。一、无线报警网络节点硬件设计无线报警网络节点主要由微处理器 AT89C2051、nRF2401 无线通信芯片、外围设备和开关量输入接口的传感器构成。微处理器 AT89C2051 是整个网络节点硬件系统的核心控制部件,负…

二极管与门、或门与三极管非门的工作原理

为了对门电路的工作原理有一个初步了解,在介绍 TTL 集成逻辑门和 CMOS 集成逻辑门之前,先对简单的晶体二极管与门、或门和晶体三极管非门(又称为反相器)作简要介绍,分析时以理想二极管(正向电阻为零、反向电阻无穷大)为前提。(1)“与”门“与”门有两个以上输入端和一个输出端。图 1(a)给出了由二极管组成的两输入“与”门电路,与其对应的逻辑符号如图 1(b)所示。图 1 二极管与门电路及与门逻辑符号图 1(a)中,A、B 为输入端,F 为输出端,输入信号为低电平 0 V 或高电平 +5 V。该…

电动自行车无刷直流电机控制器的关键设计:换相噪声、电子刹车与恒流驱动

方波驱动的无刷直流电机由于力矩大、运行可靠,在电动车控制器中广泛应用。方波驱动最大的缺点在于换相时电流突变引起的转矩脉动,导致噪声较大,但好的控制策略可以大大改善换相噪声。电动车控制器设计的难点在于电流控制,本文就电动车控制器设计的一些关键之处加以说明。一、概述电动自行车上使用的电机普遍采用永磁直流电机。所谓永磁电机,是指电机线圈采用永磁体激磁、不采用线圈激磁的方式,这样就省去了激磁线圈工作时消耗的电能,提高了电机的机电转换效率;对使用车载有限能源的电动车来讲,可以降低行驶电流,延长续行里程。永…

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