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RC充電電路的計算及仿真

電子工程師筆記 ? 來源:頭條號臥龍會IT技術(shù) ? 2023-07-12 09:23 ? 次閱讀

RC電路使用到底應(yīng)該怎樣估算和仿真,多年了一直困惑各種經(jīng)驗和傳說。

前言

高速電路愈來愈流行,基礎(chǔ)的知識逐漸越來越被淡化或者遺漏了。一些時髦但是對于普通人又神乎其神的反射、插損、加重、均衡等等術(shù)語,令普通攻城師向往但是又覺得遙遠。既然覺得遙遠,那我們就一起再次重復(fù)溫習(xí)下RC充電電路基礎(chǔ)知識計算及仿真,看看溫故后能否知新。說不定看了后,一個簡單RC電路就讓你覺得頭麻。

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問題背景

兩年前有個朋友問我他的產(chǎn)品上使用超級電容作為電池使用,但是不清楚為啥沒有起什么作用。后續(xù)溝通提供了幾種判定方法讓其確認電路設(shè)計及物料參數(shù),最終也沒有得到明確答復(fù)。這個事反倒成了我心里的事了,到底是哪里出問題了?充放電邏輯設(shè)計、器件參數(shù)、電路參數(shù)設(shè)計、溫度等

為什么一直忘不了,因為我說錯了。我告訴別人充電時間t = R*C,充電時間在后邊的工作中發(fā)現(xiàn)不完全是這樣子或者與這個只有一點關(guān)聯(lián),RC只是一個時間因子??!

理想電路

硬件仿真

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理論計算

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仿真與計算基本完全一致

如果不是理想器件,是實際電路了,最終結(jié)果又是什么樣了?

電壓上升沿從1ps變更為0.1ms,電容更改為實際電容

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如果還想再顯得自己牛逼點,還可以這樣子再來

假定1000mil線長

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看起來差別不大是吧,是的,因為電壓上升沿相對充電時間來說比較緩,所以不明顯。如果是信號了,又是什么樣的。原創(chuàng)今日頭條:臥龍會IT技術(shù)

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看起來對于信號影響比較明顯,確實是這樣,具體參數(shù)邊沿、高低電平就不測量了。這種還能不能計算,當然能計算,怎樣計算,有這個時間考慮這個還不如仿真玩玩了。

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問題展望

時鐘線上RC是預(yù)留解決EMI的,這個電阻電容是不是通用打天下,貌似就是傳說中的經(jīng)驗。信號過沖大,串聯(lián)個電阻啊,多大10、33、50呀!電容了,電容semtech有一篇文檔結(jié)合數(shù)據(jù)速率給出了對應(yīng)電容要求范圍。兩個一結(jié)合是否從此再無信號完整性問題了,不是,問題依舊存在需要體現(xiàn)你的價值。

驅(qū)動等級從之前的10mA,更改為5mA,其實對于硬件攻城獅來說,有時候驅(qū)動是個好東西。RC怎樣用,有時候需要先問下驅(qū)動,當然信號類型更重要。

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總結(jié)

其實RC電路說簡單也簡單,說復(fù)雜也復(fù)雜,看看應(yīng)用在那塊。另外傳說中的經(jīng)驗應(yīng)用時多問幾個為什么或者應(yīng)用范圍及前提條件,這樣就可以一起愉快的玩耍了。

本次我們主要關(guān)注了RC時間、電平方面,電流了,有時候電流也是需要正式考慮的。例如發(fā)拉電容在RTC電路中應(yīng)用,充電限制的電流、RC電路帶寬。

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當然帶寬也順帶看下,必要時候信號降低過沖,知道選擇多大電容電阻組合。

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增加前后FFT數(shù)據(jù)作用對比,這里對比只是說明增加前后變化,與真實頻域EMI數(shù)據(jù)不能等同。

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如果要確認增減前后對于EMI影響,需要進行相應(yīng)EMI仿真,也是可以看到明顯變化的,相應(yīng)的數(shù)據(jù)可以使用3米場實測數(shù)據(jù)進行對比。

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審核編輯:湯梓紅
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原文標題:理想電路

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