一些硬件知识（四）

电源输入端常见的保护器件：

压敏电阻：

压敏电阻在电源输入端主要起到过电压保护的作用。当输入电压超过设定值时，压敏电阻会迅速响应，将过电压引导到地线上，保护电源不受过电压的损害。同时，压敏电阻的响应速度非常快，可以在微秒级别内完成响应，有效地保护了电源的稳定性和可靠性。

此外，压敏电阻还可以用于过流保护。在电源中，当输出电流超过设定值时，压敏电阻的电阻值会急剧下降，形成一条低阻通路，将过流引导到地线上，保护电源不受过流的损害。这种过流保护方式被称为瞬态过流保护，它可以有效地保护电源免受瞬态过流的损害。

安规电容：

安规电容在电源输入端主要起到滤波的作用。安规电容分为X电容和Y电容，其中X电容用于抑制差模干扰，接在零线火线之间，其容量较大，一般能达微法级别；Y电容用于抑制差模干扰，成对出现，接在火线跟地之间以及零线跟地之间。

ESD并不是浪涌电压的缩写。ESD代表静电放电，而浪涌电压是由雷电或电网上的大型负荷接通或断开时产生的瞬态高电压。两者是不同的概念。

保险丝：保护

电源输入端防止浪涌的常用方法有以下几种：

使用压敏电阻：压敏电阻是一种具有非线性伏安特性的电阻器件，当加在它两端的电压达到一定阈值时，其电阻会急剧减小，起到限制浪涌电流的作用。

使用气体放电管GDT：气体放电管在正常情况下是隔离的，当线路中电压超过一定阈值时，空气间隙被击穿，形成通路，起到泄放浪涌电流的作用。

使用瞬态二极管TVS：瞬态二极管是一种具有快速响应能力的过电压保护器件，可以在纳秒级的时间内将浪涌电压钳位在较低的水平，从而有效地保护电源不受过电压的损害。

使用滤波器：滤波器可以有效地滤除电源中的高频噪声和电磁干扰，从而减小浪涌电流对电源的影响。常见的滤波器包括电容器、电感器和铁氧体磁珠等。

自恢复二极管PPTC：

自恢复二极管是一种特殊的二极管，它能够在电流过零时自动恢复断开的状态，从而起到保护电路的作用。自恢复二极管通常用于电路中的过流保护和过压保护，可以有效地防止电路因过流或过压而损坏。

自恢复二极管的特点是具有较低的直流正向压降和较高的反向击穿电压，并且可以在连续的大电流脉冲冲击下反复工作。自恢复二极管的结构和工作原理与普通二极管类似，但其内部添加了一些特殊的材料和工艺，使得它能够在电路出现异常时自动恢复工作状态

N 型半导体中的多数载流子是电子,三极管饱和条件是发射极和集电极反偏

MOS防反接电路:

1. 串联二极管防反接
2. 

图中使用的NMOS管，电源正接时，当Vgs>Vgs(th)时MOS管导通，NMOS管内部会存在一个寄生二极管 ，上电时二极管会导通形成电压差在S极。当电源反接的时候，MOS管则是处于截止的状态，起到防反接和保护作用。同时MOS管的功耗比二极管要低的很多，所以MOS管防反接电路的应用要比上面两种电路多。

MOSFET 有三种工作状态,分别是_截止,放大和饱和.

三极管是电流 控制元件;场效应管是电压 控制元件(电压,电流). 相应于三极管的E, B,C管脚,场效应管三只脚为S,G,D

运算放大器和比较器的区别:运算放大器有负反馈,而比较器无负反馈或有正反馈

电感和电容在整流电路中的作用:电感和电容都起到储能,滤波作用

模/数转换的过程通常分为取样、保持、量化和编码四个部分:

取样：将时间连续的模拟信号转换成时间离散、幅度连续的信号。也就是说，在时间上对模拟信号按一定的时间间隔进行离散化的过程。

保持：将取样得到的幅度连续的信号再转换成时间上离散的信号。

量化：将取样、保持后得到的时间离散、幅度连续的信号转换成时间、幅度均为离散的数字信号。也就是说，把连续值近似表示为一系列离散值的过程。

编码：用一组规定的二进制码（或 BCD码）来表示“量化分级”后的每一个取值的大小。

NAND FLASH和NOR FLASH是两种不同类型的非易失闪存技术，它们各有其特点和优势。

NAND FLASH的特点是：

容量较大,改写速度快：擦除速度快：价格便宜：

NOR FLASH的特点是：

芯片内执行：NOR FLASH的特点是芯片内执行（XIP，eXecute In Place），这意味着应用程序可以直接在Flash闪存内运行，不必再把代码读到系统RAM中。

NAND FLASH更适合大量数据的存储和写入，而NOR FLASH更适合直接在Flash闪存内运行应用程序。

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甲类功率放大是指一种完全的线性放大形式的放大器。在纯甲类功率放大器工作时，晶体管的正负通道不论有或没有信号都处于常开状态，这就意味着更多的功率消耗为热量。纯甲类功率放大器在汽车音响的应用中比较少见，因为它的效率非常低，通常只有20-30%。

乙类互补对称功放是一种常用的音频功放电路，其基本原理是利用两个互补的输出级，分别驱动NPN型和PNP型晶体管，从而实现正半周和负半周的放大。这种电路结构既能够实现较高的效率，又能够有效地降低交越失真，因此在音频放大领域得到了广泛的应用。在实际应用中，为提高工作效率，在设置偏压时，应尽可能接近乙类，因此，通常甲乙类互补对称功放电路的参数估算可近似按乙类来处理。

常见的逻辑电平包括TTL电平、CMOS电平、LVTTL电平、ECL/PECL、GTL、RS232、RS422、LVDS等

从通信系统的一般模型上看，通信系统中的编码有信源编码和信道编码两种方式。信源编码是为了压缩数据，减少信源的冗余度；而信道编码则是增加一些冗余度，以增强信号的抗干扰能力，从而实现更可靠的数据传输

为使三极管处于饱和工作状态，必须保证基极电流大于集电极电流

在功率放大器中，只有甲类（A类）放大器中的晶体管会工作半个周期。

在甲类放大器中，晶体管在整个信号周期内都处于导通状态，也就是说，它会工作半个周期。相比之下，乙类（B类）和丙类（C类）放大器中的晶体管分别只会在信号的正半周期和正负半周期的一部分时间里导通。所以，答案是：甲类（A类）放大器的晶体管工作半个周期。

串行通信和同步通信是两种不同的通信方式，它们之间有一些异同点和特点。

串行通信和同步通信都是顺序传送数据的方式，即数据一位一位地顺序传送。

它们都需要通过一定的时钟信号来控制数据的传输速率和传输时间。

不同点：串行通信是将数据一位一位地顺序传送，而同步通信则是将数据分成一组一组地传送，每组数据前面都有一个起始位和一个停止位，以标识一组的开始和结束。串行通信不需要在数据传输过程中一直保持连接状态，而同步通信则需要保持连接状态，以便在数据传输过程中进行时钟同步。串行通信适用于长距离和高速率的通信，如串口通信、蓝牙通信等。同步通信适用于短距离和高速度的通信，如SPI总线、I2C总线等。串行通信需要一个独立的时钟信号来控制数据的传输速率和传输时间，而同步通信则不需要独立的时钟信号，因为时钟信息已经包含在数据中。串行通信的传输效率较低，因为每一位数据都需要独立地传输；而同步通信的传输效率较高，因为一组数据可以在一个时钟周期内传输完毕

双向DCDC变换器是一种先进的电力电子设备，它可以将直流电能从一种电压水平转换为另一种电压水平，同时实现电能的双向传输。这种变换器可以根据实际需要调节能量的流动方向，在功能上相当于两个单向直流-直流变换器。

环路补偿是指在闭环控制系统中，为了改善系统的性能，对系统环路进行的一种调整或修正。通过调整环路的增益或其他参数，可以改善系统的稳态误差、动态响应、稳定性等性能指标，使系统达到预期的控制要求。环路补偿通常采用控制器或调节器实现，如PID控制器、模糊控制器、神经网络控制器等.

压摆率是运算放大器的参数之一，它表示运算放大器输出电压的转换速率。具体来说，压摆率是指运算放大器在单位时间内能够达到的最大输出电压变化量与对应的输入电压变化量的比值。压摆率越高，说明运算放大器的输出电压变化越快，能够更快地响应输入信号的变化。因此，在高速电路和信号处理应用中，选择具有高压摆率的运算放大器是非常重要的。同时，压摆率也是衡量运算放大器性能的重要指标之一，与其他参数如带宽、增益、输入偏置电流等相互关联。压摆率过低可能导致输出波形严重失真。

在运放芯片的关键参数包括以下几个方面：

增益带宽积：它决定了运放在特定频率下的增益。带宽增益乘积越大，运放的增益越高，速度越快。

精度：精度是指运放在一定温度范围内，输入电压和输出电压之间的线性关系。理想的运放应该有高精度的输入输出关系，以减小误差。

噪声：噪声是运放电路内部产生的随机误差，包括热噪声、散粒噪声和闪烁噪声等。低噪声运放可以有效降低这些随机误差，提高信号处理的精度。

失调：失调是指运放在无输入信号时，输出端的固定偏置电压。理想的运放应该具有零失调，但在实际应用中，失调电压可能存在。

功耗：功耗是衡量运放运行时所需功率的重要参数，它包括静态功耗和动态功耗两部分。低功耗运放可以在保证性能的前提下，减小电路的能耗，延长设备的使用时间。

电源抑制比：电源抑制比是指运放在工作电压变化时，输出电压的变化量与电源电压变化量的比值。理想的运放应该具有高的电源抑制比，以减小电源电压变化对输出电压的影响。

输入阻抗和输出阻抗：输入阻抗和输出阻抗是指运放在输入端和输出端的电阻值，它们反映了运放的信号源和负载的匹配情况。理想的运放应该具有高输入阻抗和低输出阻抗，以提高信号的传输效率和减小信号的失真。

MOS管的开关损耗主要包括开通损耗和关断损耗。开通损耗是指非理想的开关管在开通时，其电压不是立即下降到零，同时电流也不是立即上升到负载电流，存在一个交叠区，产生损耗。关断损耗则是指功率管从导通到截止时，产生的功率损耗。在实际应用中，MOS管的开关损耗与负载的特性相关，通常分为感性负载与阻性负载。针对电机控制器而言，电机作为感性负载。

导通内阻是指MOS管在导通状态下的内部电阻，包括沟道电阻、N层电阻以及导线和引线框电阻等。

MOS的节电容是指MOSFET晶体管的栅极和源极之间形成的一种电容。它是由于MOSFET的输入输出特性不同，其内部电路也不同于普通半导体器件而形成的。在电路设计中，如果MOSFET的节电容处理不当，会引起高频自激振荡，对电路的稳定性产生影响。此外，节电容的存在也会消耗驱动功率，工作频率越高，消耗的功率越大。因此，在开关电源等高频应用中，需要考虑节电容的影响，采取相应的措施来减小其影响，如加粗Gate极的PCB走线等。

电感的铜损和铁损是电感线圈在正常工作过程中所产生的能量损耗。铜损主要是指线圈的电阻所引起的损耗，当电流通过线圈电阻时，会有一部分电能转变为热能而损耗。铁损则包括磁滞损耗和涡流损耗两个方面。磁滞损耗是由于磁场的变化而产生的损耗，而涡流损耗则是由于线圈中的电流在铁心中产生涡流所引起的损耗。

波形失真度THD，是指电器源电流谐波含量占基波电流含量的百分比。它通常指的是以2次~39次谐波总量与基波电流的百分比，再高次的谐波因绝对值太小而忽略不计。在电学中，谐波是相对于基波而言的，一个频率为f1的正弦电压信号施加在诸如整流器等非线性设备上，其电流信号发生失真，不再是纯正的正弦波，而是相当于频率为f1的正弦波（基波）与若干频率为f1的整数倍的正弦波（谐波）的叠加。这里的谐波是引起电流信号失真的原因，这种现象称为谐波失真。总谐波失真（THD）用于表示所有谐波引起的波形失真程度。

在音频应用中，THD通常用于描述音频信号中的谐波失真。由于音频设备中使用的组件（如放大器）的非线性特性，输入信号的波形会在输出端产生失真。THD越低，表示输出信号的波形与输入信号越接近，音质越好；THD越高，音质越差。一般来说，THD在1%以下时，人耳不太容易分辨出失真；而当THD超过10%时，人耳可以明显地听到失真的成分。因此，在音频设备中控制THD是非常重要的。

在电路中，“半载”和“空载”是描述电路工作状态的两个不同概念。

空载：指电路中的负载被断开或未接入，电路处于备用状态。在空载状态下，电路中的电压保持不变，电流为零或非常接近零。此时，电路中的电压可能存在，但电流不会流通，不发生电能与其他能的转换。

半载：这个概念与“满载”相对。当电路中的负载只有额定负载的一半时，我们称其为半载。半载状态下，电路中的电压和电流都小于额定值。此时，电路中的电量参数（如电流、电压、功率等）和非电量参数（如噪声等级、发热情况、电动应力情况等）都处在预期的正常状态。