一、PCB布局布线规则

布局 

元器件布局的10条规则:

1. 遵照“先大后小,先难后易”的布置原则,即重要的单元电路、核心元器件应当优先布局.

2. 布局中应参考原理框图,根据单板的主信号流向规律安排主要元器件.

3. 元器件的排列要便于调试和维修,亦即小元件周围不能放置大元件、需调试的元、器件周围要有足够的空间。 

4. 相同结构电路部分,尽可能采用“对称式”标准布局;

5. 按照均匀分布、重心平衡、版面美观的标准优化布局; 

6. 同类型插装元器件在X或Y方向上应朝一个方向放置。同一种类型的有极性 分立元件也要力争在X或Y方向上保持一致,便于生产和检验。 

7. 发热元件要一般应均匀分布,以利于单板和整机的散热,除温度检测元件以外的温度敏感器件应远离发热量大的元器件。 

8. 布局应尽量满足以下要求:总的连线尽可能短,关键信号线最短;高电压、大电流信号与小电流,低电压的弱信号完全分开;模拟信号与数字信号分开;高频信号与低频信号分开;高频元器件的间隔要充分。

9、去偶电容的布局要尽量靠近IC的电源管脚,并使之与电源和地之间形成的回路最短。 

10、元件布局时,应适当考虑使用同一种电源的器件尽量放在一起, 以便于将来的电源分隔。 

布线

(1)布线优先次序

键信号线优先:摸拟小信号、高速信号、时钟信号和同步信号等关键信号优先布线 

密度优先原则:从单板上连接关系最复杂的器件着手布线。从单板上连线 最密集的区域开始布线 

注意点:

a、尽量为时钟信号、高频信号、敏感信号等关键信号提供专门的布线层,并保证其最小的回路面积。必要时应采取手工优先布线、屏蔽和加大安全间距等方法。保证信号质量。 

b、电源层和地层之间的EMC环境较差,应避免布置对干扰敏感的信号。

c、有阻抗控制要求的网络应尽量按线长线宽要求布线。 

(2)四种具体走线方式

1 、时钟的布线:

时钟线是对EMC 影响最大的因素之一。在时钟线上应少打过孔,尽量避免和其它信号线并行走线,且应远离一般信号线,避免对信号线的干扰。同时应避开板上的电源部分,以防止电源和时钟互相干扰。

如果板上有专门的时钟发生芯片,其下方不可走线,应在其下方铺铜,必要时还可以对其专门割地。对于很多芯片都有参考的晶体振荡器,这些晶振下方也不应走线,要铺铜隔离。

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2、直角走线:

直角走线一般是PCB布线中要求尽量避免的情况,也几乎成为衡量布线好坏的标准之一,那么直角走线究竟会对信号传输产生多大的影响呢?从原理上说,直角走线会使传输线的线宽发生变化,造成阻抗的不连续。其实不光是直角走线,顿角,锐角走线都可能会造成阻抗变化的情况。

直角走线的对信号的影响就是主要体现在三个方面:

一是拐角可以等效为传输线上的容性负载,减缓上升时间;

二是阻抗不连续会造成信号的反射;

三是直角尖端产生的EMI。

3、差分走线:

差分信号(Differential Signal)在高速电路设计中的应用越来越广泛,电路中最关键的信号往往都要采用差分结构设计.定义:通俗地说,就是驱动端发送两个等值、反相的信号,接收端通过比较这两个电压的差值来判断逻辑状态“0”还是“1”。而承载差分信号的那一对走线就称为差分走线。

差分信号和普通的单端信号走线相比,最明显的优势体现在以下三个方面:

a.抗干扰能力强,因为两根差分走线之间的耦合很好,当外界存在噪声干扰时,几乎是同时被耦合到两条线上,而接收端关心的只是两信号的差值,所以外界的共模噪声可以被完全抵消。

b.能有效抑制EMI,同样的道理,由于两根信号的极性相反,他们对外辐射的电磁场可以相互抵消,耦合的越紧密,泄放到外界的电磁能量越少。

c.时序定位精确,由于差分信号的开关变化是位于两个信号的交点,而不像普通单端信号依靠高低两个阈值电压判断,因而受工艺,温度的影响小,能降低时序上的误差,同时也更适合于低幅度信号的电路。目前流行的LVDS(low voltage differential signaling)就是指这种小振幅差分信号技术。

对于PCB工程师来说,最关注的还是如何确保在实际走线中能完全发挥差分走线的这些优势。也许只要是接触过Layout的人都会了解差分走线的一般要求,那就是“等长、等距”。

等长是为了保证两个差分信号时刻保持相反极性,减少共模分量;等距则主要是为了保证两者差分阻抗一致,减少反射。“尽量靠近原则”有时候也是差分走线的要求之一。

4、蛇形线:

蛇形线是Layout中经常使用的一类走线方式。其主要目的就是为了调节延时,满足系统时序设计要求。

设计者首先要有这样的认识:

蛇形线会破坏信号质量,改变传输延时,布线时要尽量避免使用。但实际设计中,为了保证信号有足够的保持时间,或者减小同组信号之间的时间偏移,往往不得不故意进行绕线。

注意点:

成对出现的差分信号线,一般平行走线,尽量少打过孔,必须打孔时,应两线一同打孔,以做到阻抗匹配。

相同属性的一组总线,应尽量并排走线,做到尽量等长。从贴片焊盘引出的过孔尽量离焊盘远些。

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(3)布线常用规则

1、走线的方向控制规则: 

即相邻层的走线方向成正交结构。避免将不同的信号线在相邻层走成同一方向,以减少不必要的层间窜扰;

当由于板结构限制(如某些背板)难以避免出现该情况,特别是信号速率较高时,应考虑用地平面隔离各布线层,用地信号线隔离各信号线。 

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2、走线的开环检查规则:

一般不允许出现一端浮空的布线(Dangling Line), 主要是为了避免产生"天线效应",减少不必要的干扰辐射和接受,否则可能带来不可预知的结果。 

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3、阻抗匹配检查规则: 

同一网络的布线宽度应保持一致,线宽的变化会造成线路特性阻抗的不均匀,当传输的速度较高时会产生反射,在设计中应该尽量避免这种情况。

在某些条件下,如接插件引出线,BGA封装的引出线类似的结构时,可能无法避免线宽的变化,应该尽量减少中间不一致部分的有效长度。

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4、走线长度控制规则: 

即短线规则,在设计时应该尽量让布线长度尽量短,以减少由于走线过长带来的干扰问题,特别是一些重要信号线,如时钟线,务必将其振荡器放在离器件很近的地方。对驱动多个器件的情况,应根据具体情况决定采用何种网络拓扑结构。 

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5、倒角规则: 

PCB设计中应避免产生锐角和直角, 产生不必要的辐射,同时工艺性能也不好。

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6、器件去藕规则: 

A. 在印制版上增加必要的去藕电容,滤除电源上的干扰信号,使电源信号稳定。

在多层板中,对去藕电容的位置一般要求不太高,但对双层板,去藕电容的布局及电源的布线方式将直接影响到整个系统的稳定性,有时甚至关系到设计的成败。 

B. 在双层板设计中,一般应该使电流先经过滤波电容滤波再供器件使用。 

C. 在高速电路设计中,能否正确地使用去藕电容,关系到整个板的稳定性。 

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7、器件布局分区/分层规则: 

A. 主要是为了防止不同工作频率的模块之间的互相干扰,同时尽量缩短高频部分的布线长度。

B. 对混合电路,也有将模拟与数字电路分别布置在印制板的两面,分别使用不同的层布线,中间用地层隔离的方式。 

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8、地线回路规则:

环路最小规则,即信号线与其回路构成的环面积要尽可能小,环面积越小,对外的辐射越少,接收外界的干扰也越小。 

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9、电源与地线层的完整性规则: 

对于导通孔密集的区域,要注意避免孔在电源和地层的挖空区域相互连接,形成对平面层的分割,从而破坏平面层的完整性,并进而导致信号线在地层的回路面积增大。

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10、3W规则:

为了减少线间串扰,应保证线间距足够大,当线中心间距不少于3倍线宽时,则可保持70%的电场不互相干扰,称为3W规则。如要达到98%的电场不互相干扰,可使用10W的间距。

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11、屏蔽保护:

对应地线回路规则,实际上也是为了尽量减小信号的回路面积,多见于一些比较重要的信号,如时钟信号,同步信号;

对一些特别重要,频率特别高的信号,应该考虑采用铜轴电缆屏蔽结构设计,即将所布的线上下左右用地线隔离,而且还要考虑好如何有效的让屏蔽地与实际地平面有效结合。 

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12、走线终结网络规则:

在高速数字电路中, 当PCB布线的延迟时间大于信号上升时间(或下降时间) 的1/4时,该布线即可以看成传输线,为了保证信号的输入和输出阻抗与传输线的阻抗正确匹配,可以采用多种形式的匹配方法, 所选择的匹配方法与网络的连接方式和布线的拓朴结构有关。

A. 对于点对点(一个输出对应一个输入) 连接, 可以选择始端串联匹配或终端并联匹配。前者结构简单,成本低,但延迟较大。后者匹配效果好,但结构复杂,成本较高。

B. 对于点对多点(一个输出对应多个输出) 连接, 当网络的拓朴结构为菊花链时,应选择终端并联匹配。

当网络为星型结构时,可以参考点对点结构。星形和菊花链为两种基本的拓扑结构, 其他结构可看成基本结构的变形, 可采取一些灵活措施进行匹配。

在实际操作中要兼顾成本、 功耗和性能等因素, 一般不追求完全匹配,只要将失配引起的反射等干扰限制在可接受的范围即可。

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13、走线闭环检查规则:

防止信号线在不同层间形成自环。在多层板设计中容易发生此类问题, 自环将引起辐射干扰。

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14、走线的分枝长度控制规则:

尽量控制分枝的长度,一般的要求是Tdelay<=Trise/20。

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15、走线的谐振规则:

主要针对高频信号设计而言, 即布线长度不得与其波长成整数倍关系, 以免产生谐振现象。

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16、孤立铜区控制规则:

孤立铜区的出现, 将带来一些不可预知的问题, 因此将孤立铜区与别的信号相接, 有助于改善信号质量,通常是将孤立铜区接地或删除。

在实际的制作中, PCB厂家将一些板的空置部分增加了一些铜箔,这主要是为了方便印制板加工,同时对防止印制板翘曲也有一定的作用。

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17、重叠电源与地线层规则:

不同电源层在空间上要避免重叠。主要是为了减少不同电源之间的干扰, 特别是一些电压相差很大的电源之间, 电源平面的重叠问题一定要设法避免, 难以避免时可考虑中间隔地层。

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18、20H规则:

由于电源层与地层之间的电场是变化的, 在板的边缘会向外辐射电磁干扰。称为边沿效应。

解决的办法是将电源层内缩, 使得电场只在接地层的范围内传导。以一个H(电源和地之间的介质厚度)为单位,若内缩20H则可以将70%的电场限制在接地层边沿内;内缩100H则可以将98%的电场限制在内。 

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(4)其他

对于单双层板电源线应尽量粗而短。电源线和地线的宽度要求可以根据1mm的线宽最大对应1A 的电流来计算,电源和地构成的环路尽量小。

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为了防止电源线较长时,电源线上的耦合杂讯直接进入负载器件,应在进入每个器件之前,先对电源去藕。且为了防止它们彼此间的相互干扰,对每个负载的电源独立去藕,并做到先滤波再进入负载。

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在布线中应保持接地良好。如下图。

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 DDR 布线规则 

首先了解下 DDR2 信号的组成:

我用的DDR2芯片型号为:MT47H64M16HG

封装:

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引脚定义:

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原理图:

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数据线和地址线:

数据线:DQ[0-15],DQS,DM,(时钟信号)CK/CK#

地址线:A[0-15],BA[0-2],(控制信号)CS/WE/RAS/CAS,CKE、ODT



二、PCB设计2

通常,大学里没有专门讲授PCB接地和去耦基础知识的课程,这方面知识的掌握很可能来自实验室的经验,或者同行与前辈的分享,大多数电气工程专业毕业生都是在工作中学习这些技能,因而只要大家对电路设计过程(从原理图到布局直至PCB最终生产)涉及的关键问题稍有了解,就会拥有胜人一筹的优势。

 PCB接地小知识 

一. 完美接地vs.不完美接地

图1a显示信号源与负载之间隔开了一段距离,接地G1和G2通过一个回路连接起来。理想情况下,G1和G2之间的接地阻抗为0,因此接地回路电流不会在G1和G2之间产生一个差分电压。

图1a. 在电路中的任何一点,电流的算术和为0,或者说流出去的必会流回来。若G1和G2之间的阻抗为0,则G1和G2之间无差分电压

遗憾的是,让回流路径保持零阻抗是不可能的,接地回路阻抗在接地电流作用下,会在G1和G2之间产生一个误差电压ΔV。G1和G2之间的连接不仅有电阻,还有电感,这里忽略杂散电容的影响。但在本文“Part 2:PCB去耦小知识”部分,我们会了解到电源层和接地层之间的电容是如何帮助高频去耦的。

图1b. 接地阻抗中流动的信号和/或外部电流产生误差电压ΔV

G1和G2之间流动的电流可以是信号电流或其他电路引起的外部电流。

可以看到图2试验板中的总线阻抗如何既有阻性元件又有感性元件。接地总线阻抗是否会影响电路运行,不仅取决于电路的直流精度要求,而且取决于模拟信号频率和电路中数字开关元件产生的频率分量。

图2. 采用无焊试验板的电路

如果最大信号频率为1 MHz,并且电路仅需要几毫安(mA)电流,那么接地总线阻抗可能不是问题。然而,如果信号为100 MHz,并且电路驱动一个需要100 mA的负载,那么阻抗很可能会成为问题。

大部分情况下,由于"母线(buss wire)"在大多数逻辑转换等效频率下具有阻抗,将其用作数字接地回路是不能接受的。例如,#22标准导线具有约20 nH/英寸的电感和1 mΩ/英寸的电阻。由逻辑信号转换产生的压摆率为10 mA/ns的瞬态电流,在此频率下流经1英寸的该导线,将形成200 mV的无用压降:

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对于具有2 V峰峰值范围的信号,此压降会转化为约10%的误差(大约3.5位精度)。即使在全数字电路中,该误差也会大幅降低逻辑噪声裕量。对于低频信号,该1 mΩ/英寸电阻也会产生一个误差。例如,100 mA电流流过1英寸的#22标准导线时,产生的压降约为:

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一个2 V峰峰值范围的信号数字化到16位精度时,其1 LSB = 2 V/216= 30.5 μV。因此,导线电阻引起的100 μV误差约等于16位精度水平的3.3 LSB误差。图3显示了模拟接地回路中流动的高噪声数字电流如何在输入模拟电路的电压VIN中产生误差。将模拟电路地和数字电路地连接在同一点(如下方的正确电路图所示),可以在某种程度上缓解上述问题。

图3.模拟电路和数字电路使用单点接地可降低高噪声数字电路引起的误差效应

二. 接地层在当今系统中必不可少

在无焊试验板中,甚至在图2所示的采用总线结构的电路板中,能够用来降低接地阻抗的手段并不多。无焊试验板在工业系统设计中是非常罕见的。实接地层是提供低阻抗回流路径的工业标准方法。生产用印刷电路板一般有一层或多层专门用于接地。这种方法相当适合最终生产,但在原型系统中较难实现。

图4.显示了一个包含模拟电路、数字电路以及一个混合信号器件(模数转换器或数模转换器等)并针对PCB的典型接地安排。

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图4. 针对混合信号系统PCB的良好接地解决方案

模拟电路和数字电路在物理上相隔离,分别位于各自的接地层上。混合信号器件横跨两个接地层,系统单点或星形接地是两个接地层的连接点。

我们已经知道,关于模拟接地和数字接地,还有其他已被证明有效的接地原理,当然,这些原理全都基于同样的概念——分析模拟和数字电流路径,然后采取措施以较大限度地减少它们之间的相互影响。

 PCB去耦小知识 

一. 了解基于电源抑制参数的去耦需求

放大器和转换器等模拟集成电路具有至少两个或两个以上电源引脚。对于单电源器件,其中一个引脚通常连接到地,诸如ADC和DAC等混合信号器件可以具有模拟和数字电源电压以及I/O电压。像FPGA这样的数字IC还可以具有多个电源电压,例如内核电压、存储器电压和I/O电压。

不管电源引脚的数量如何,IC数据手册都详细说明了每路电源的的允许范围,包括推荐工作范围和最大绝对值,而且为了保持正常工作和防止损坏,必须遵守这些限制。然而,由于噪声或电源纹波导致的电源电压的微小变化—即便仍在推荐的工作范围内—也会导致器件性能下降。例如在放大器中,微小的电源变化会产生输入和输出电压的微小变化,如图5所示。

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图5.放大器的电源抑制显示输出电压对电源轨变化的灵敏度

放大器对电源电压变化的灵敏度通常用电源抑制比(PSRR)来量化,其定义为电源电压变化与输出电压变化的比值。图5显示了典型高性能放大器(OP1177)的PSR随频率以大约6dB/8倍频程(20dB/10倍频程)下降的情况,图中显示了采用正负电源两种情况下的曲线图。尽管PSRR在直流下是120dB,但较高频率下会迅速降低,此时电源线路上有越来越多的无用能量会直接耦合至输出。

如果放大器正在驱动负载,并且在电源轨上存在无用阻抗,则负载电流会调制电源轨,从而增加交流信号中的噪声和失真。

尽管数据手册中可能没有给出实际的PSRR,数据转换器和其他混合信号IC的性能也会随着电源上的噪声而降低。电源噪声也会以多种方式影响数字电路,包括降低逻辑电平噪声容限,由于时钟抖动而产生时序错误。

二. 适当的局部去耦在PCB上是必不可少的

典型的4层PCB通常设计为接地层、电源层、顶部信号层和底部信号层。表面贴装IC的接地引脚通过引脚上的过孔直接连接到接地层,从而较大限度地减少接地连接中的无用阻抗。

电源轨通常位于电源层,并且路由到IC的各种电源引脚。显示电源和接地连接的简单IC模型如图6所示。

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图6. 显示走线阻抗和局部去耦电容的IC模型

IC内产生的电流表示为IT。流过走线阻抗Z的电流产生电源电压VS的变化。如上所述,根据IC的PSR,这会产生各种类型的性能降低。

通过使用尽可能短的连接,将适当类型的局部去耦电容直接连接到电源引脚和接地层之间,可以较大限度地降低对功率噪声和纹波的灵敏度。去耦电容用作瞬态电流的电荷库,并将其直接分流到地,从而在IC上保持恒定的电源电压。虽然回路电流路径通过接地层,但由于接地层阻抗较低,回路电流一般不会产生明显的误差电压。

图7显示了高频去耦电容必须尽可能靠近芯片的情况。否则,连接走线的电感将对去耦的有效性产生不利影响。

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图7. 高频去耦电容的正确和错误放置

图7左侧,电源引脚和接地连接都可能短,所以是有效的配置。然而在图7右侧中,PCB走线内的额外电感和电阻将造成去耦方案的有效性降低,且增加封闭环路可能造成干扰问题。

三. 选择正确类型的去耦电容

低频噪声去耦通常需要用电解电容(典型值为1μF至100μF),以此作为低频瞬态电流的电荷库。将低电感表面贴装陶瓷电容(典型值为0.01μF至0.1μF)直接连接到IC电源引脚,可较大程度地抑制高频电源噪声。所有去耦电容必须直接连接到低电感接地层才有效。此连接需要短走线或过孔,以便将额外串联电感降至低点。

大多数IC数据手册在应用部分说明了推荐的电源去耦电路,大家应始终遵循这些建议,以确保器件正常工作。

铁氧体磁珠(以镍、锌、锰的氧化物或其他化合物制造的绝缘陶瓷)也可用于在电源滤波器中去耦。铁氧体在低频下(<100kHz)为感性—因此对低通LC去耦滤波器有用。100kHz以上,铁氧体成阻性(低Q)。铁氧体阻抗与材料、工作频率范围、直流偏置电流、匝数、尺寸、形状和温度成函数关系。

铁氧体磁珠并非始终必要,但可以增强高频噪声隔离和去耦,通常较为有利。这里可能需要验证磁珠永远不会饱和,特别是在运算放大器驱动高输出电流时。当铁氧体饱和时,它就会变为非线性,失去滤波特性。需要我们特别注意的是,某些铁氧体甚至可能在完全饱和前就是非线性,因此,如果需要功率级,以低失真输出工作,当原型在此饱和区域附近工作时,应检查其中的铁氧体。典型铁氧体磁珠阻抗如图8所示。在为去耦应用选择合适的类型时,需要仔细考虑由于寄生电阻和电感产生的非理想电容性能。

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图8. 铁氧体磁珠的阻抗

PCB是电子元器件的支撑体,是电子元器件电气连接的载体,它被称为“电子航母”,广泛应用于通讯、消费电子、计算机等领域,要想设计出色绝非易事。同时,PCB设计作为硬件电路设计的基础,亦是电子工程师之本,夯实基础才有起高楼的能力。



三、地线基础知识

地线的主要作用就是当电器出现故障时,电源可能击穿(或:破坏)某些元件,使电器的外壳带电。将电器的外壳接地,可以使漏电保护装置

1. 信号“地”;

信号“地”又称参考“地”,就是零电位的参考点,也是构成电路信号回路的公共段,图形符号“⊥”。

1)直流地:直流电路“地”,零电位参考点。

2)交流地:交流电的零线。应与地线区别开。

3)功率地:大电流网络器件、功放器件的零电位参考点。

4)模拟地:放大器、采样保持器、A/D转换器和比较器的零电位参考点。

5)数字地:也叫逻辑地,是数字电路的零电位参考点。

6)“热地”:开关电源无需使用变压器,其开关电路的“地”和市电电网有关,既所谓的“热地”,它是带电的,图形符号为:“”。

7)“冷地”:由于开关电源的高频变压器将输入、输出端隔离;又由于其反馈电路常用光电耦合、既能传送反馈信号又将双方的“地”隔离;所以输出端的地称之为“冷地”,它不带电。图形符号为“⊥”。

2.保护“地”;

保护“地”是为了保护人员安全而设置的一种接线方式。保护“地”线一端接用电器,另一端与大地作可靠连接。

3.音响中的“地”。

1)屏蔽线接地:音响系统为防止干扰,其金属机壳用导线与信号“地”相接,这叫屏蔽接地。

2)音频专用“地”:专业音响为了防止干扰,除了屏蔽“地”之外,还需与音频专用“地”相连。此接地装置应专门埋设,并且应与隔离变压器、屏蔽式稳压电源的相应接地端相连后作为音控室中的专用音频接地点。

不同地线的处理方法

1. 数字地和模拟地应分开;

在高要求电路中,数字地与模拟地要分开。即使是对于A/D、D/A转换器同一芯片上两种“地”最好也要分开,仅在系统一点上把两种“地”连接起来。

2.浮地与接地;

系统浮地,是将系统电路的各部分的地线浮置起来,不与大地相连。这种接法,有一定抗干扰能力。但系统与地的绝缘电阻不能小于50MΩ,一旦绝缘性能下降,就会带来干扰。通常采用系统浮地,机壳接地,可使抗干扰能力增强,安全可靠。

3.一点接地;

在低频电路中,布线和元件之间不会产生太大影响。通常频率小于1MHz的电路,采用一点接地。

4.多点接地。

在高频电路中,寄生电容和电感的影响较大。通常频率大于10MHz的电路,采用多点接地除了正确进行接地设计、安装,还要正确进行各种不同信号的接地处理。控制系统中,大致有以下几种地线:

    (1)数字地:也叫逻辑地,是各种开关量(数字量)信号的零电位。

    (2)模拟地:是各种模拟量信号的零电位。

    (3)信号地:通常为传感器的地。

    (4)交流地:交流供电电源的地线,这种地通常是产生噪声的地。

    (5)直流地:直流供电电源的地。

    (6)屏蔽地:也叫机壳地,为防止静电感应和磁场感应而设。

以上这些地线处理是系统设计、安装、调试中的一个重要问题。下面就接地问题提出一些看法:

 (1)控制系统宜采用一点接地。一般情况下,高频电路应就近多点接地,低频电路应一点接地。在低频电路中,布线和元件间的电感并不是什么大问题,然而接地形成的环路的干扰影响很大,因此,常以一点作为接地点;但一点接地不适用于高频,因为高频时,地线上具有电感因而增加了地线阻抗,同时各地线之间又产生电感耦合。一般来说,频率在1MHz以下,可用一点接地;高于10MHz时,采用多点接地;在1~10MHz之间可用一点接地,也可用多点接地。

 (2)交流地与信号地不能共用。由于在一段电源地线的两点间会有数mV甚至几V电压,对低电平信号电路来说,这是一个非常重要的干扰,因此必须加以隔离和防止。

 (3)浮地与接地的比较。全机浮空即系统各个部分与大地浮置起来,这种方法简单,但整个系统与大地绝缘电阻不能小于50MΩ。这种方法具有一定的抗干扰能力,但一旦绝缘下降就会带来干扰。还有一种方法,就是将机壳接地,其余部分浮空。这种方法抗干扰能力强,安全可靠,但实现起来比较复杂。

 (4)模拟地。模拟地的接法十分重要。为了提高抗共模干扰能力,对于模拟信号可采用屏蔽浮技术。对于具体模拟量信号的接地处理要严格按照操作手册上的要求设计。

 (5)屏蔽地。在控制系统中为了减少信号中电容耦合噪声、准确检测和控制,对信号采用屏蔽措施是十分必要的。根据屏蔽目的不同,屏蔽地的接法也不一样。电场屏蔽解决分布电容问题,一般接大地;电磁场屏蔽主要避免雷达、电台等高频电磁场辐射干扰。利用低阻金属材料高导流而制成,可接大地。磁场屏蔽用以防磁铁、电机、变压器、线圈等磁感应,其屏蔽方法是用高导磁材料使磁路闭合,一般接大地为好。当信号电路是一点接地时,低频电缆的屏蔽层也应一点接地。如果电缆的屏蔽层地点有一个以上时,将产生噪声电流,形成噪声干扰源。当一个电路有一个不接地的信号源与系统中接地的放大器相连时,输入端的屏蔽应接至放大器的公共端;相反,当接地的信号源与系统中不接地的放大器相连时,放大器的输入端也应接到信号源的公共端。

对于电气系统的接地,要按接地的要求和目的分类,不能将不同类接地简单地、任意地连接在一起,而是要分成若干独立的接地子系统,每个子系统都有其共同的接地点或接地干线,最后才连接在一起,实行总接地。

二、地线和零线的区别

我们知道在电器安装时,先用电笔区分出火线和零线。如果进户线只有两条,其中一条是火线,另一条是零线,区分时,人体要跟大地没有任何直接接触,单手握住电笔,不能接触笔尖的金属部分,但手指要接触笔尾的金属,将笔尖分别接触两条导线的金属部分,如只有一条能使电笔的氖泡发光,则这根就是火线。如果两条都不能使电笔的氖泡发光,可能是没接触到金属部分或没接通电源,或电笔坏了,或手指没接触笔尾金属部分。若两条都能使氖泡发光,则是零线断开了。

地线和零线的详细区别

    1.零线和地线这两个是不同的概念,不是一回事,千万别互换或混接。

    2.地线的对地电位为零,是就近接地。

    3.零线的对地电位不一定为零。零线是在最近的变电所接地,和本地的接地可能有一定的电位差。

    4.零线有时候会电人。当火线有电,但设备不工作时,可能是零线断了,从断点靠近设备一端的零线都是带220V电的,和火线一样。

如何区分零线和地线

    1、接线标准:火线(L)颜色须用红色、黄色、绿色零线(N)颜色须用黑色、蓝色地线(PE)颜色须用黄、绿双色线面对3孔插座,左零,右火,中间地

    2、在总线上装一漏电断路器,用一灯泡接在火线和零线或火线和地线上,如漏电断路器动作说明是地线,否则是零线.测试时要注意安全,可能会有小火花,要有心里要准备,别吓一跳!

    3、如果在家中:1、通电,用电笔测,会亮的全是火线。2、将总开关处的零线断开,只接通火线,将家中的灯打在开的位置,用电笔测,刚才不亮,现在亮的全是零线。3、剩下不亮的全是地线。

最简单的,拿个220V的灯泡,用电笔确定火线后,分别用两棵线和火线接在灯头上,从亮度上就可以区别零和地.亮的是零,稍暗的是地.

    4、用万用表将万用表置于交流档500v,手捏一表笔,另一表笔分别触接电源线,有电压高的是火线,低的是零线,电压为0的是地线。零线对地电阻小于4欧为可靠接地。用万用表置于交流档地250v测火线与零线、火线与地线的压差,两值相差在5v以下为可靠接地。

地线和零线接错的后果

    1、因为是交流电,所以火和零互换对电器没什么影响。面对3孔插座,左零,右火,主要是维修时用。最好还是别换。

    2、零和地接反或混接,这个平时没事,但比较危险,地线不能接到零线上。否则导致设备外壳带电。(一般设备正常时外壳几乎不带电)

    3、进户的地线可以临时做零线用(这样电表不转,属于偷电),但如果你想做长久的用,有许多不利因素,如:由于接地点环境的变化(雷雨、湿度等)导致电压不稳;变电所因素使火线对地电压达到380V等,都能导致用电设备很容易受到影响及严重损坏。

三、地线颜色

为了使交流电有很方便的动力转换功能,通常电力传输是以三相四线的方式,三相电的三根头称为相线。

三相电的三根尾连接在一起称中性线也叫"零线"。叫零线的原因是三相平衡时刻中性线中没有电流通过了,再就是它直接或间接的接到大地,跟大地电压也接近零。

地线是把设备或用电器的外壳可靠的连接大地的线路,是防止触电事故的良好方案。一般情况下,三相电路中火线使用红、黄、蓝三种颜色表示三根火线,零线使用黑色。单相照明电路中,一般黄色表示火线、蓝色是零线、黄绿相间的是地线。也有些地方使用红色表示火线、黑色表示零线、黄绿相间的是地线。

火线、零线和地线的区分颜色和作用

电源线从国标识中,一般相线-A相黄色,B相绿色,C相红色。零线-淡蓝色。地线是黄绿相间。如果是三相插座,左边是零线,中间(上面)是地线,右边是火线。

一般从使用中火线为黄、绿、红、白、灰、棕色,零线为浅蓝和蓝色,地线为双黄色和黑色。

从用电分为动力用电和家庭用电。动力用电就是常说的380伏电,多用于工厂和一些大的用电设备比如5P空调和饭店抽烟机等。这种电多是三相四线.四线中三根火线,一根零线.火线是指三相四线电网A B C中的任意一相,零线是指三相四线对地无电压有电流的那一根电线, 三根火线经过负载如电动机等用电设备后都经过零线形成回路,设备才能正常工作。零线在发电厂是接地的。一般情况下,三相电路中火线使用红、黄、蓝三种颜色表示三根火线,零线使用黑色或蓝。

家庭用电是指我们常说的220伏电也叫单相电,有两根线,一根火线,一根零线。火线经过负载如灯泡等用电器后经零线形成回路,用电器才能正常工作。这里的零线在发电厂也是接地的。单相照明电路中,一般黄、绿、红、白、灰、棕色表示火线、浅蓝和蓝色是零线、黄绿相间和黑线为地线。

动力电和家用电的零线虽然在发电厂都是接地的,但我们平时说的地线和零线不是一个概念。你看我们家里的三孔电源插座,如果是正规施工,其中一个孔是火线,一个孔是零线,一个孔是地线。这里的地线是整座楼汇集后接地,这才是常说的地线。多数家用电器都要求要接地线,就是要和这根地线接在一起。一般零线是经过漏电开关的而地线不能。地线的对地电位为零,使用的电器的最近点接地;零线的对地电位不一定为零,零线的最近接地点是在变电所或者供电的变压器处;零线有时候会电人,比如电炉子不发热了,千万不要以为没电了,不会电人,有可能存在这样的可能,离你的电器很远的地方N线断开了,用电压表一量会发现,电器的LN线都是市电的电压的;地线不会电人,除非很坏的情况下或安装人不懂或者胡乱搞的。在某些电路中有零线和地线,你会发现有一个高耐压电容在他们中间。

火线是带电的,地线和零线是不带的,家用两插孔的插座里有一根火线,一根零线,用电笔能测出带电来的是火线,不带电的是零线,三插孔的插座里才有地线,地线要连接在用电器的外壳上,以防止电器漏电使人触电伤亡。标有L标记的点是接火线的,N标记的是接零线的,地线有个专门的接地符号。

目前,我们使用的电源插座大多是单相三线插座或单相二线插座。单相三线插座中,中间为接地线,也起到定位用;接线顺序是左零右火。凡外壳是金属的家用电器都采用的是单相三线制电源插头。三个插头呈正三形排列,其中上面最长最粗的铜制插头就是地线。地线下面两个分别是火线(标志字母为"L")零线(标志字母为"N"),顺序是左零右火,(插头背面对着自己本人时)。

接地的类型和作用不同的电路有不相同的接地方式,电子电力设备中常见的接地方式有以下几种:

1、安全接地

安全接地即将高压设备的外壳与大地连接。一是防止机壳上积累电荷,产生静电放电而危及设备和人身安全,例如电脑机箱的接地,油罐车那根拖在地上的尾巴,都是为了使积聚在一起的电荷释放,防止出现事故;二是当设备的绝缘损坏而使机壳带电时,促使电源的保护动作而切断电源,以便保护工作人员的安全,例如电冰箱、电饭煲的外壳。三是可以屏蔽设备巨大的电场,起到保护作用,例如民用变压器的防护栏。

2、防雷接地

当电力电子设备遇雷击时,不论是直接雷击还是感应雷击,如果缺乏相应的保护,电力电子设备都将受到很大损害甚至报废。为防止雷击,我们一般在高处(例如屋顶、烟囱顶部)设置避雷针与大地相连,以防雷击时危及设备和人员安全。安全接地与防雷接地都是为了给电子电力设备或者人员提供安全的防护措施,用来保护设备及人员的安全。

3、工作接地

工作接地是为电路正常工作而提供的一个基准电位。这个基准电位一般设定为零。该基准电位可以设为电路系统中的某一点、某一段或某一块等。当该基准电位不与大地连接时,视为相对的零电位。但这种相对的零电位是不稳定的,它会随着外界电磁场的变化而变化,使系统的参数发生变化,从而导致电路系统工作不稳定。当该基准电位与大地连接时,基准电位视为大地的零电位,而不会随着外界电磁场的变化而变化。但是不合理的工作接地反而会增加电路的干扰。比如接地点不正确引起的干扰,电子设备的共同端没有正确连接而产生的干扰。为了有效控制电路在工作中产生各种干扰,使之能符合电磁兼容原则。我们在设计电路时,根据电路的性质,可以将工作接地分以下为不同的种类,比如直流地、交流地、数字地、模拟地、信号地、功率地、电源地等。不同的接地应当分别设置。不要在一个电路里面将它们混合设在一起,例如数字地和模拟地就不能共一根地线,否则两种电路将产生非常强大的干扰,使电路陷入瘫痪!

4、信号接地

信号地是各种物理量信号源零电位的公共基准地线。由于信号一般都较弱,易受干扰,不合理接地会使电路产生干扰,因此对信号地的要求较高。

5、模拟地

模拟地是模拟电路零电位的公共基准地线。模拟电路中有小信号放大电路,多级放大,整流电路,稳压电路等等,不适当的接地会引起干扰,影响电路的正常工作。模拟电路中的接地对整个电路来说有很大的意义,它是整电路正常工作的基础之一。所以模拟电路中合理的接地对整个电路的作用不可忽视。

6、数字地

数字地是数字电路零电位的公共基准地线。由于数字电路工作在脉冲状态,特别是脉冲的前后沿较陡或频率较高时,会产生大量的电磁波干扰电路。如果接地不合理,会使干扰加剧,所以对数字地的接地点选择和接地线的敷设也要充分考虑。

7、电源地

电源地是电源零电位的公共基准地线。由于电源往往同时供电给系统中的各个单元,而各个单元要求的供电性质和参数可能有很大差别,因此既要保证电源稳定可靠的工作,又要保证其它单元稳定可靠的工作。电源地一般是电源的负极。

8、功率地

功率地是负载电路或功率驱动电路的零电位的公共基准地线。由于负载电路或功率驱动电路的电流较强、电压较高,如果接地的地线电阻较大,会产生显著的电压降而产生较大的干扰,所以功率地线上的干扰较大。因此功率地必须与其它弱电地分别设置,以保证整个系统稳定可靠的工作。

屏蔽与接地应当配合使用,才能起到良好的屏蔽效果。主要是为了考虑电磁兼容,典型的两种屏蔽是静电屏蔽与交变电场屏蔽,下面分别介绍:

静电屏蔽:当用完整的金属屏蔽体将带电导体包围起来,在屏蔽体的内侧将感应出与带电导体等量异种的电荷,外侧出现与带电导体等量的同种电荷,因此外侧仍有电场存在。如果将金属屏蔽体接地,外侧的电荷将流入大地,金属壳外侧将不会存在电场,相当于壳内带电体的电场被屏蔽起来了。

接地设施分为两种,一种是工作接地,就是将电器的带电部分与大地连接起来的接地,比如三相电变压器低压点中性线的接地;

一种是保护接地,就是防止电器的绝缘层损坏而使外壳带电或其它不带电工作的金属部件带电伤人而作的接地。接地线必须打入大地深处1.2~1.5m左右才算合格接地。

三相电的三根头称为相线,三相电的三根尾连接在一起称中性线也叫"零线"。叫零线的原因是三相平衡时刻中性线中没有电流通过了,再就是它直接或间接的接到大地,跟大地电压也接近零。

地线是把设备或用电器的外壳可靠的连接大地的线路,是防止触电事故的良好方案。

一般情况下,三相电路中火线使用红、黄、蓝三种颜色表示三根火线,零线使用黑色。单相照明电路中,一般黄色表示火线、蓝色是零线、黄绿相间的是地线。也有些地方使用红色表示火线、黑色表示零线、黄绿相间的是地线。

电器都有零线和火线,从而构成通路,使电器有电流通过,发挥作用,开关关闭的情况下,零线是不带电的。

地线无论开关是否关闭都不带电,它主要的功能就是你提到的接地。大功率电器为了避免漏电事故的发生,或者强电势可能对人产生的危害,都有一根接地线,可以把产生的多余电流或强电势通过地线导入大地。

地线不接好无法正常运行,是一种为了使用者安全而存在的设置。

零线是交流电经过用电器返回发电器的通路,而地线是用电器直接或间接接入真正大地的导线(一般接地端要深入地面1m以上)。

由于一般意义上认为大地为最低电位(0V),所以接入大地的地线可以保证用电器电压两端的最低电位和大地一样,从而使仪器和设备工作比较安全。

接地不好会造成零线电压不稳(不是0V),甚至造成对地漏电,使仪器无法工作。

四、地线标志

地线的标志是(英文EARTH) E 。火线的标志是(英文LIVE)L,零线的标志是(英文NEUTRAL)N。

为了使交流电有很方便的动力转换功能,通常工业用电,三根正弦交流电。电流相位(反映电流的方向 大小)相互相差120度。通常我们将每一根这样的导线称为相线(火线),通常电力传输是以三相四线的方式,三相电的三根头称为相线,三相电的三根尾连接在一起称中性线也叫"零线"。叫零线的原因是三相平衡时刻中性线中没有电流通过了,再就是它直接或间接的接到大地,跟大地电压也接近零。地线是把设备或用电器的外壳可靠的连接大地的线路,是防止触电事故的良好方案.火线又称相线,它与零线共同组成供电回路。在低压电网中用三相四线制输送电力,其中有三根相线一根零线。为了保证用电安全,在用户使用区改为用三相五线制供电,这第五根线就是地线,它的一端是在用户区附近用金属导体深埋于地下,另一端与各用户的地线接点相连,起接地保护的作用。

通用插头:

    绿色/黄色:接地线。

    蓝色:零线。

    褐色:火线

    北美插头:

    绿色/黄色或绿色:接地线。

    蓝色或白色:零线。

    褐色或黑色:火线

地线用电分为动力用电和家用电

动力用电就是常说的380伏电,多用于工厂.这种电多是三相四线.四线中三根火线,一根零线.火线是指三相四线电网A B C中的任意一相,零线是指三相四线对地无电压有电流的那一根电线, 三根火线经过负载如电动机等用电设备后都经过零线形成回路,设备才能正常工作.零线在发电厂是接地的. 一般情况下,三相电路中火线使用红、黄、蓝三种颜色表示三根火线,零线使用黑色。

家用电是指我们常说的220伏电也叫单相电,有两根线,一根火线,一根零线.火线经过负载如灯泡等用电器后经零线形成回路,用电器才能正常工作.这里的零线在发电厂也是接地的.单相照明电路中,一般黄色表示火线、蓝色是零线、黄绿相间的是地线。也有些地方使用红色表示火线、黑色表示零线、黄绿相间的是地线。一般情况下红色是火线,蓝色是零线,黑色是地线.

动力电和家用电的零线虽然在发电厂都是接地的,但我们平时说的地线和零线不是一个概念.你看我们家里的三孔电源插座,如果是正规施工,其中一个孔是火线,一个孔是零线,一个孔是地线.这里的地线整座楼汇集后接地.这才是常说的地线.多数家用电器都要求要接地线,就是要和这根地线接在一起.

火线是带电的,地线和零线是不带的,家用两插孔的插座里有一根火线,一根零线,用电笔能测出带电来的是火线,不带电的是零线,三插孔的插座里才有地线,地线要连接在用电器的外壳上,以防止电器漏电使人触电伤亡。

另外,家用插座里各孔的接线位置是有规定的,如果拆开插座可以看到,标有L标记的点是接火线的,N标记的是接零线的,地线有个专门的接地符号。不懂的人千万还要乱接(特别是地线的位置),否则可能造成严重后果。

地线是作为电路电位基准点的等电位体。这个定义是不符合实际情况的。实际地线上的电位并不是恒定的。如果用仪表测量一下地线上各点之间的电位,会发现地线上各点的电位可能相差很大。正是这些电位差才造成了电路工作的异常。电路是一个等电位体的定义仅是人们对地线电位的期望。HENRY给地线了一个更加符合实际的定义,他将地线定义为:信号流回源的低阻抗路径。这个定义中突出了地线中电流的流动。按照这个定义,很容易理解地线中电位差的产生原因。因为地线的阻抗总不会是零,当一个电流通过有限阻抗时,就会产生电压降。因此,我们应该将地线上的电位想象成象大海中的波浪一样,此起彼伏。

目前,我们使用的电源插座大多是单相三线插座或单相二线插座。单相三线插座中,中间为接地线,也作定位用,另外两端分别接火线和零线,接线顺序是左零右火,即左边为零线,右边为火线.凡外壳是金属的家用电器都采用的是单相三线制电源插头。三个插头呈正三角形排列,其中上面最长最粗的铜制插头就是地线。地线下面两个分别是火线(标志字母为"L"Live Wire)线(标志字母为"N"Naughtwire),顺序是左零右火,(插头背面对着自己本人时)。

地线通过深埋的电极与大地短路连接。市电的传输是以三相的方式,并有一根中性线,三相平衡时中性线的电流为零,俗称"零线",零线的另一个特点是与地线在系统总配电输入短接,电压差接近为零。三相电的三根相线与零线有220电压,会对人产生电击,俗称"火线"。

零线和地线区别

1.零线和地线这两个是不同的概念,不是一回事。

2.地线的对地电位为零。使用的电器的最近点接地。

3.零线的对地电位不一定为零。零线的最近接地点是在变电所或者供电的变压器处。

4.零线有时候会电人,在什么时候呢?当你的电炉子不发热了,千万不要以为没电了,不会电人,错啦!有可能存在这样的可能,离你的电器很远的地方N线断开了,用电压表一量会发现,电器的LN线都是市电的电压!

5.地线不会电人,除非很糟的情况,设计者不懂,或者胡乱搞的产品!

6.在你的电路中有零线和地线的话,你会发现有一个高耐压电容在他们中间。

五、地线符号

所谓地线就是用来将电流引入大地的导线;电气设备漏电或电压过高时,电流通过地线进入大地。

地线分类

(1)供电地线:从变压器中性点接地后引出主干线,根据标准,每间隔20-30米重复接地,在电路中起安全保护作用。在漏电的情况下,用电者和地线形成了一个并联电路。有了地线,由于地线的电阻比较小,电流会迅速流入大地,使用电者避免触电。在实际中通常是一根黄绿相间的导线。

地线在家庭用电中是十分重要的,但有些地区的供电网中没有地线,可以用如下方法补救。在屋外找一个地方,拿一条50-70mm宽,1-2米长的角铁打入地下,然后把地线连接到该角铁上,连接时最好用螺栓固定,连接电线尽可能粗一点,6-10平方毫米,要再减低接地电阻可以在角铁周围再灌注一点盐水。

(2)电路地线:在电路设计时,主要是防止干扰与提高无线电波的辐射效率。地线被广泛作为电位的参考点,为整个电路提供一个基准电位。此时,地线未必与真正的大地相连,而往往与输入电源线的一根相连(通常是零线),其电位也与大地电位无关。整个电路在设计时,以地线上电压为0V,以统一整个电路电位。

地线插头

三个脚中较长的脚是接地的,可称做接地脚,另外两个较短的脚是把家用电器接入电路,可称它们为导电脚。在设计电源插头时,为考虑到使用者的安全,有意识地将接地脚设计得比导电脚长几个毫米。这是因为在插入三脚插头时,接地脚先接触插座内的接地线,这样可先形成接地保护,后接通电源;反之,在拔出三脚插头时,导电脚先与电源插座内的导电端分开,接地脚后断开。如果家用电器的金属外壳由于绝缘体损坏等原因而带电,这时接地脚就会形成接地短路电流,使家用电器的金属外壳接地而对地放电,从而使人不被触电,起到安全保护的作用。

地线的符号是E(Earth)。对应火线符号是L,零线符号是N。

地线符号

“接地”是电路图中一种重要的符号,它涉及到既有联系又有区别的几个概念,如“信号地”、“接机壳”、“保护接地”、“等电位”等,在电气制图和读图时必须注意它们之间的区别。

1.信号地

“信号地”也称“一般接地”或“接地”,是指信号传输时的所有电路的公共参考电位,在电路中常以零电位为参考电位。“信号地”的符号如图7—6(A)所示。

2.接机壳

“接机壳”是指电器设备的金属外壳所处的电位。机壳所处的电位在电子设备中往往是电路的公共参考电位,所以,也常称其为“机壳地”。

3.等电位

在电路中某些局部的公共点的电位相等,而这些公共点与“信号地”又有所区别时,用“等电位”符号来表示这些点。在电子电路图中如果有多处电路是参考同一电位值的(如+2V),在作图时可以将这些点用一根线连接起来,再注明电位值。这种作图方法将使连线长而曲折,影响制图和读图。若在各个不同的等电位处用等电位符号来表示电位的相等关系,则可省去长连线,增加电路图的可读性。

在同时存在模拟电路和数字电路的电子系统中,为了防止通过地线引起两种电路之间的相互干扰,常常要求模拟电路的“信号地”(AGND)与数字电路的“信号地”(DGND)在系统内部分开,在系统的电源“地”端子处再汇集在一起,这时,电路图中的“AGND”和“DGND”分别用“等电位”符号表示。

六、地线怎么接

地线怎么接?接地线分两步:1.三眼插座分配上接地线,左接零线,右接相(火)线,洗衣机、电冰箱等的可靠金属外壳也接地线。2.地线接地,用钢管、角钢等金属物埋入大地,具体根据大地的电阻值来选用,然后用电线连接至配电箱,再分接到各插座。

接地线简介

家用电器设备由于绝缘性能不好或使用环境潮湿,会导致其外壳带有一定静电,严重时会发生触电事故。为了避免出现的事故可在电器的金属外壳上面连接一根电线,将电线的另一端接入大地,一旦电器发生漏电时接地线会把静电带入到大地释放掉。另外对于电器维修人员在使用电烙铁焊接电路时,有时会因为电烙铁带电而击穿损坏电器中的集成电路,这一点比较重要。使用电脑的朋友有时也会忽略主机壳接地,其实给电脑主机壳接根地线,在一定程度上可以防止死机现象的出现。

在电力系统中接地线:是为了在已停电的设备和线路上意外地出现电压时保证工作人员的重要工具。按规定,接地线必须是 25mm 2 以上裸铜软线制成。

电器中,接地线就是接在电气设备外壳等部位及时的将因各种原因产生的不安全的电荷或者漏电电流导出的线路

高压接地线概述:

(1)高压接地线作用:高压接地线是用于线路和变电施工,为防止临近带电体产生静电感应触电或误合闸时保证安全之用。

(2)高压接地线结构:携带型高压接地线由绝缘操作杆、导线夹、短路线、接地线、接地端子、汇流夹、接地夹。

(3)高压接地线制作工艺:石家庄科锐电气有限责任公司专业生产接地线,制作工艺优良-- 导线夹、接地夹是采用优质铝合金压铸成形;操作棒采用环氧树脂彩色管,绝缘性能好,强度高、重量轻、色彩鲜明、外表光滑;接地软铜线采用多股优质软铜线绞合而成,并外覆柔软、耐高温的透明绝缘护层,可以防止使用中对接地铜线的磨损,铜线达到疲劳度测试需求,确保作业人员在操作中的安全。

高压接地线分类:

(1)高压接地线按照使用环境可以分为:室内母排型接地线(JDX-NL)和室外线路型接地线(JDX-WS)。

(2)高压接地线按照电压等级可分为:10KV接地线,35KV高压接地线,110KV接地线,220KV高压接地线,500KV高压接地线。

高压接地线技术参数:

(1)10KV高压接地线 绝缘杆部分长度:700mm 握手部分长度:300 mm 金属接头部分长度:50 mm节数:1 杆径:30mm 总长(不包括线夹):1050 mm 。

(2)35KV接地线 标称截面:25mm2 总根数:810 平均直径(mm):0.2mm 计算截面:(mm2):25.43 金属接头部分长度:50 mm 节数:1 杆径:30mm

(3)110KV高压接地线 标称截面:35mm2 总根数:1136 平均直径(mm):0.2mm 计算截面:(mm2):35.67 绝缘杆部分长度:1360 mm 握手部分长度:700 mm 金属接头部分长度:140 mm 节数:2 杆径:30mm 总长(不包括线夹):2200 mm

高压接地线怎么接

(1)挂接地线时:先连结接地夹,后接接电夹;拆除接地线时,必须按程序先拆接电夹,后拆接地夹。

(2)安装:将接地软铜线分相上双眼铜鼻子固定在接地棒上的接电夹(接电夹有固定式和活动式)相应位置上,将接地线合相上的单眼铜鼻子固定在接地夹或地针上,构成一套完整的接地线。

(3)核实接地棒的电压等级与操作设备的电压等级是否一致。

(4)接地软铜线有分相式和组合式,接地棒有平口式和双簧钩式线夹。

电脑地线怎么接

接地线的作用主要是为了消除静电,如果不接的话,像显示屏幕和主机箱都很容易带大量静电。

一般楼房的三通电门就是带地线的,只需要注意和电脑所连接的插线板也是三通插头就可以了。

但是,有些平房不是虽然也有三通电门,但是并不具备导静电的能力,所以你需要在机箱后面的螺丝上接一根电线,电线另一头倒在地上或插在土里,靠这种土办法来传导静电,这么做作用比较明显,但是毕竟是土办法,不会把静电完全导掉。

七、地线带电

一种电热水器控制芯片限压式时基电路地线带电检测接口,属于检测技术的应用领域。包括地线带电检测电路。其特征是时基电路地线带电检测电路由变压器、整压电路与时基电路组成,变压器与零地线相连接,并通过整流电路与时基电路输入端相连接,时基电路输出端与电热水器控制装置中单片机输入端相连接,与单片机检测程序共同组成限压式时基电路地线带电检测接口。其有益效果是克服了原有电热水器控制装置中缺少地线带电检测接口,而无法在地线带电时通过单片机控制装置对电热水器使用的电加热管电源进行实时切断控制,而造成对用户人身安全的侵害。

地线带电的原因

这个问题说起来还是比较麻烦的,因为造成PE有电的情况很多。

比如N线和PE线共用;N线与PE线接反;设备漏电造成相线与地线短路;大地不是等电位的,如果你的地线连接了不同地方的大地就会造成电势差。还有就是干扰问题有干扰源高频等;最后就是PE线附近有大电流流过,有些杂散电流会通过大地传到PE线。



四、模拟电路分析,八大基础电路

    在电子电路中,电源、放大、振荡和调制电路被称为模拟电子电路,因为它们加工和处理的是连续变化的模拟信号。

1 反馈

    反馈是指把输出的变化通过某种方式送到输入端,作为输入的一部分。如果送回部分和原来的输入部分是相减的,就是负反馈。

2 耦合

    一个放大器通常有好几级,级与级之间的联系就称为耦合。放大器的级间耦合方式有三种:

①RC 耦合(见图a): 优点是简单、成本低。但性能不是最佳。

② 变压器耦合(见图b):优点是阻抗匹配好、输出功率和效率高,但变压器制作比较麻烦。

③ 直接耦合(见图c): 优点是频带宽,可作直流放大器使用,但前后级工作有牵制,稳定性差,设计制作较麻烦。

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3 功率放大器

    能把输入信号放大并向负载提供足够大的功率的放大器叫功率放大器。例如收音机的末级放大器就是功率放大器。应用实例推荐:用三极管制作简易功放,附电路图

3.1 甲类单管功率放大器

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    负载电阻是低阻抗的扬声器,用变压器可以起阻抗变换作用,使负载得到较大的功率。

    这个电路不管有没有输入信号,晶体管始终处于导通状态,静态电流比较大,困此集电极损耗较大,效率不高,大约只有 35 %。这种工作状态被称为甲类工作状态。这种电路一般用在功率不太大的场合,它的输入方式可以是变压器耦合也可以是 RC 耦合。

3.2 乙类推挽功率放大器

    下图是常用的乙类推挽功率放大电路。

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    它由两个特性相同的晶体管组成对称电路,在没有输入信号时,每个管子都处于截止状态,静态电流几乎是零,只有在有信号输入时管子才导通,这种状态称为乙类工作状态。当输入信号是正弦波时,正半周时 VT1 导通 VT2 截止,负半周时 VT2 导通 VT1 截止。两个管子交替出现的电流在输出变压器中合成,使负载上得到纯正的正弦波。这种两管交替工作的形式叫做推挽电路。

3.3 OTL 功率放大器

    目前广泛应用的无变压器乙类推挽放大器,简称 OTL 电路,是一种性能很好的功率放大器。为了易于说明,先介绍一个有输入变压器没有输出变压器的 OTL 电路,如下图所示。

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4 直流放大器

    能够放大直流信号或变化很缓慢的信号的电路称为直流放大电路或直流放大器。测量和控制方面常用到这种放大器。

4.1 双管直耦放大器

    直流放大器不能用 RC 耦合或变压器耦合,只能用直接耦合方式。下图是一个两级直耦放大器。直耦方式会带来前后级工作点的相互牵制,电路中在 VT2 的发射极加电阻 R E 以提高后级发射极电位来解决前后级的牵制。相关文章:三极管放大电路设计技巧

    直流放大器的另一个更重要的问题是零点漂移。所谓零点漂移是指放大器在没有输入信号时,由于工作点不稳定引起静 态电位缓慢地变化,这种变化被逐级放大,使输出端产生虚假信号。放大器级数越多,零点漂移越严重。所以这种双管直耦放大器只能用于要求不高的场合。

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4.2 差分放大器

    解决零点漂移的办法是采用差分放大器,下图是应用较广的射极耦合差分放大器。它使用双电源,其中 VT1 和 VT2 的特性相同,两组电阻数值也相同, R E 有负反馈作用。实际上这是一个桥形电路,两个 R C 和两个管子是四个桥臂,输出电压 V 0 从电桥的对角线上取出。没有输入信号时,因为 RC1=RC2 和两管特性相同,所以电桥是平衡的,输出是零。由于是接成桥形,零点漂移也很小。差分放大器有良好的稳定性,因此得到广泛的应用。

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5 集成运算放大器

    集成运算放大器是一种把多级直流放大器做在一个集成片上,只要在外部接少量元件就能完成各种功能的器件。因为它早期是用在模拟计算机中做加法器、乘法器用的,所以叫做运算放大器。相关推荐:看懂运算放大器原理

6 振荡器

    不需要外加信号就能自动地把直流电能转换成具有一定振幅和一定频率的交流信号的电路就称为振荡电路或振荡器。这种现象也叫做自激振荡。或者说,能够产生交流信号的电路就叫做振荡电路。

    一个振荡器必须包括三部分:放大器、正反馈电路和选频网络。放大器能对振荡器输入端所加的输入信号予以放大使输出信号保持恒定的数值。正反馈电路保证向振荡器输入端提供的反馈信号是相位相同的,只有这样才能使振荡维持下去。选频网络则只允许某个特定频率f0能通过,使振荡器产生单一频率的输出。

    振荡器能不能振荡起来并维持稳定的输出是由以下两个条件决定的;一个是反馈电压Uf和输入电压 Ui要相等,这是振幅平衡条件。二是 Uf 和 Ui 必须相位相同,这是相位平衡条件,也就是说必须保证是正反馈。一般情况下,振幅平衡条件往往容易做到,所以在判断一个振荡电路能否振荡,主要是看它的相位平衡条件是否成立。

    振荡器按振荡频率的高低可分成超低频( 20赫以下)、低频( 20赫~ 200千赫)、高频(200千赫~ 30兆赫)和超高频( 10兆赫~ 350兆赫)等几种。按振荡波形可分成正弦波振荡和非正弦波振荡两类。

    正弦波振荡器按照选频网络所用的元件可以分成 LC 振荡器、 RC振荡器和石英晶体振荡器三种。石英晶体振荡器有很高的频率稳定度,只在要求很高的场合使用。在一般家用电器中,大量使用着各种 LC振荡器和 RC 振荡器。

6.1 LC振荡器

    LC 振荡器的选频网络是LC 谐振电路。它们的振荡频率都比较高,常见电路有 3 种。

1) 变压器反馈 LC 振荡电路

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    图(a)是变压器反馈 LC 振荡电路。晶体管 VT 是共发射极放大器。变压器 T 的初级是起选频作用的 LC 谐振电路,变压器 T 的次级向放大器输入提供正反馈信号。接通电源时, LC 回路中出现微弱的瞬变电流,但是只有频率和回路谐振频率 f 0 相同的电流才能在回路两端产生较高的电压,这个电压通过变压器初次级 L1 、 L2 的耦合又送回到晶体管 V 的基极。从图(b)看到,只要接法没有错误,这个反馈信号电压是和输入信号电压相位相同的,也就是说,它是正反馈。因此电路的振荡迅速加强并最后稳定下来。

    变压器反馈 LC 振荡电路的特点是:频率范围宽、容易起振,但频率稳定度不高。它的振荡频率是:f 0 =1/2π LC 。常用于产生几十千赫到几十兆赫的正弦波信号。

2) 电感三点式振荡电路

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    图(a)是另一种常用的电感三点式振荡电路。图中电感 L1 、 L2 和电容 C 组成起选频作用的谐振电路。从 L2 上取出反馈电压加到晶体管 VT 的基极。从图(b)看到,晶体管的输入电压和反馈电压是同相的,满足相位平衡条件的,因此电路能起振。由于晶体管的 3 个极是分别接在电感的 3 个点上的,因此被称为电感三点式振荡电路。

    电感三点式振荡电路的特点是:频率范围宽、容易起振,但输出含有较多高次调波,波形较差。它的振荡频率是:f 0 =1/2π LC ,其中 L=L1 + L2 + 2M 。常用于产生几十兆赫以下的正弦波信号。

3) 电容三点式振荡电路

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    还有一种常用的振荡电路是电容三点式振荡电路,见图(a)。图中电感 L 和电容 C1 、 C2 组成起选频作用的谐振电路,从电容 C2 上取出反馈电压加到晶体管 VT 的基极。从图(b)看到,晶体管的输入电压和反馈电压同相,满足相位平衡条件,因此电路能起振。由于电路中晶体管的 3 个极分别接在电容 C1 、 C2 的 3 个点上,因此被称为电容三点式振荡电路。

    电容三点式振荡电路的特点是:频率稳定度较高,输出波形好,频率可以高达 100 兆赫以上,但频率调节范围较小,因此适合于作固定频率的振荡器。它的振荡频率是:f 0 =1/2π LC ,其中 C= C 1 +C 2 。

    上面 3 种振荡电路中的放大器都是用的共发射极电路。共发射极接法的振荡器增益较高,容易起振。也可以把振荡电路中的放大器接成共基极电路形式。共基极接法的振荡器振荡频率比较高,而且频率稳定性好。

6.2 RC 振荡器

    RC 振荡器的选频网络是 RC 电路,它们的振荡频率比较低。常用的电路有两种。

1) RC 相移振荡电路

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    RC 相移振荡电路的特点是:电路简单、经济,但稳定性不高,而且调节不方便。一般都用作固定频率振荡器和要求不太高的场合。它的振荡频率是:当 3 节 RC 网络的参数相同时:f 0 = 1 2π 6RC 。频率一般为几十千赫。

2) RC 桥式振荡电路

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    RC 桥式振荡电路的性能比 RC 相移振荡电路好。它的稳定性高、非线性失真小,频率调节方便。它的振荡频率是:当 R1=R2=R 、 C1=C2=C 时 f 0 = 1 2πRC 。它的频率范围从 1 赫~ 1 兆赫。

7 调幅和检波电路

    广播和无线电通信是利用调制技术把低频声音信号加到高频信号上发射出去的。在接收机中还原的过程叫解调。其中低频信号叫做调制信号,高频信号则叫载波。常见的连续波调制方法有调幅和调频两种,对应的解调方法就叫检波和鉴频。

7.1 调幅电路

    调幅是使载波信号的幅度随着调制信号的幅度变化,载波的频率和相位不变。能够完成调幅功能的电路就叫调幅电路或调幅器。

    调幅是一个非线性频率变换过程,所以它的关键是必须使用二极管、三极管等非线性器件。根据调制过程在哪个回路里进行可以把三极管调幅电路分成集电极调幅、基极调幅和发射极调幅 3 种。下面举集电极调幅电路为例。

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    上图是集电极调幅电路,由高频载波振荡器产生的等幅载波经 T1 加到晶体管基极。低频调制信号则通过 T3 耦合到集电极中。C1 、 C2 、 C3 是高频旁路电容, R1 、 R2 是偏置电阻。集电极的 LC 并联回路谐振在载波频率上。如果把三极管的静态工作点选在特性曲线的弯曲部分,三极管就是一个非线性器件。因为晶体管的集电极电流是随着调制电压变化的, 所以集电极中的 2 个信号就因非线性作用而实现了调幅。由于 LC 谐振回路是调谐在载波的基频上,因此在 T2 的次级就可得到调幅波输出。

7.2 检波电路

    检波电路或检波器的作用是从调幅波中取出低频信号。它的工作过程正好和调幅相反。检波过程也是一个频率变换过程,也要使用非线性元器件。常用的有二极管和三极管。另外为了取出低频有用信号,还必须使用滤波器滤除高频分量,所以检波电路通常包含非线性元器件和滤波器两部分。下面举二极管检波器为例说明它的工作原理。

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    上图是一个二极管检波电路。VD 是检波元件, C 和 R 是低通滤波器。当输入的已调波信号较大时,二极管 VD 是断续工作的。正半周时,二极管导通,对 C 充电;负半周和输入电压较小时,二极管截止, C 对 R 放电。在 R 两端得到的电压包含的频率成分很多,经过电容 C 滤除了高频部分,再经过隔直流电容 C0 的隔直流作用,在输出端就可得到还原的低频信号。

8 调频和鉴频电路

    调频是使载波频率随调制信号的幅度变化,而振幅则保持不变。鉴频则是从调频波中解调出原来的低频信号,它的过程和调频正好相反。

8.1 调频电路

    能够完成调频功能的电路就叫调频器或调频电路。常用的调频方法是直接调频法,也就是用调制信号直接改变载波振荡器频率的方法。下图画出了它的大意,图中用一个可变电抗元件并联在谐振回路上。用低频调制信号控制可变电抗元件参数的变化,使载波振荡器的频率发生变化。

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8.2 鉴频电路

    能够完成鉴频功能的电路叫鉴频器或鉴频电路,有时也叫频率检波器。鉴频的方法通常分二步,第一步先将等幅的调频波变成幅度随频率变化的调频 — 调幅波,第二步再用一般的检波器检出幅度变化,还原成低频信号。常用的鉴频器有相位鉴频器、比例鉴频器等。 开发板商城 天皓智联 相关内容mcu设备做测试 



五、基础模块电路1

下面的五副电路图,你能看懂几个?


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TDA2030电路图


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34063电路图


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555电路

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TDA2030电路图


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三极管分立元件电路

以上这些电路图,如果能够看懂,那就已经入门电子设计了。如果还没看懂,接下来,开始学习这些基础模块电路。

01.电源电路

直流稳压电源是电子设备的能源电路,关系到整个电路设计的稳定性和可靠性,是电路设计中非常关键的一个环节。本节重点介绍三端固定式(正、负压)集成稳压器、三端可调式(正、负压)集成稳压器以及 DC-DC 电路等组成的典型电路设计,相关视频推荐:老外教你DC-DC,做一个开关电源


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电源处理框图

整流电路的作用是将交流电压 U1变换成脉动的直流 U2,它主要有半波整流、全波整流方式,可以由整流二极管构成整流桥堆来执行,常见的整流二极管有 IN4007、 IN5148 等,桥堆有 RS210 等。滤波电路作用是将脉动直流 U2滤除纹波,变成纹波小的 U3,常见的电路2有 RC 滤波、 KL 滤波、∏型滤波等,常用的选 RC 滤波电路。


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集中整流形式

实际应用电路中,芯片输入端和输出端与地之间除分别接大容量滤波电容外,通常还需在芯片引出脚根部接小容量( 0.1µF~10µF)电容 Ci、 Co 到地。Ci 用于抑制芯片自激振荡, Co 用于压窄芯片的高频带宽,减小高频噪声。Ci 和 Co 的具体取值应随芯片输出电压高低及应用电路的方式不同而异。


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78 系列三端稳压器基本应用电路

02.运算放大器电路

运算放大器一般可分为通用型、精密型、低噪声型、高速型、低电压低功率型、单电源型等几种,相关视频推荐:看懂运算放大器原理。表示运算放大器性能的参数有:单/双电源工作电压、电源电流、输入失调电压、输入失调电流、输入电阻、转换速率、差模输入电阻、失调电流温漂、输入偏置电流、偏置电流温漂、差模电压增益、共模电压增益、单位增益带宽、电源电压抑制、差模输入电压范围、共模输入电压范围、输入噪声电压、输入噪声电流、失调电压温漂、建立时间、长时间漂移等。


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同相输入比例运算电路


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反相输入比例求和电路


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差动放大电路

03.信号产生电路

在各种电子设计制作过程中,需要产生各种波形,如矩形波,正弦波,三角波,单脉冲波等。产生的方法主要利用运算放大器或专用模拟集成电路,配以少量的外接元件可以构成各种类型的信号发生器。


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分立模拟电路构成矩形波产生电路


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自激式的等效电感振荡器

04.信号处理电路

信号处理电路主要利用集成运算放大器或专用模拟集成电路, 配以少量的外接元件可以构成各种功能的处理电路。主要功能有信号放大、信号滤波、阻抗匹配、电平变换、非线性补偿、电流/电压转换、电压/频率转换等。


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运放组成的有源低通滤波器


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声音报警电路

05.传感器及其应用电路

传感器是能感受(或响应)规定的被测物理量,并按照一定规律转换成可用信号输出的器件或装置。传感器通常由直接响应于被测量的敏感元件和产生可用信号输出的转换元件以及相应的电子电路所组成。


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霍尔传感器基本应用


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光电检测电路

06.显示电路

LED( Light Emitting Diode 发光二极管)显示器是由发光二极管构成的最为常用的显示器件。数字 LED 显示器利用7个发光二极管显示数字,通常被称为七段 LED 显示器、或者数码管。另外, 数码管中还有一个圆点型发光二极管, 用于显示小数点。


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LED显示器内部结构

LCD现实原理,在外加电场的作用下, 液晶显示器件的具有偶极矩的液晶棒状分子在排列状态上发生变化,使得通过液晶显示器件的光被调制,从而呈现明与暗或透过与不透过的显示效果。下面介绍 FPGA 驱动点阵字符型液晶显示模块(MDLS)的方法与程序。


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液晶显示模块电路方框图