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鉗位

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鉗位是指將某點(diǎn)的電位限制在規(guī)定電位的措施，是一種過壓保護(hù)技術(shù)。產(chǎn)生這個措施的那些電路叫做鉗位電路。鉗位電路的作用是將周期性變化的波形的頂部或底部保持在某一確定的直流電平上。

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鉗位簡介

　　鉗位是指將某點(diǎn)的電位限制在規(guī)定電位的措施，是一種過壓保護(hù)技術(shù)。產(chǎn)生這個措施的那些電路叫做鉗位電路（clamping circuit）。鉗位電路的作用是將周期性變化的波形的頂部或底部保持在某一確定的直流電平上。從而提高整個電路的工作穩(wěn)定性。在鉗位電路中存在鉗位二極管（clamping diode），鉗位二極管，產(chǎn)生鉗位電壓（Clamping voltage）

鉗位百科

　　過壓保護(hù)：

　　高精度運(yùn)算放大器可讓系統(tǒng)設(shè)計人員能在調(diào)理信號（放大、濾波和緩沖）的同時保持原始信號的精度。當(dāng)信息包含在變動極小的信號中時，信號路徑上的運(yùn)算放大器在工作時具有極低的直流和交流誤差性能就顯得極為必要?？傁到y(tǒng)精度取決于信號路徑的精度保持程度。在某些應(yīng)用中，可能出現(xiàn)電源電壓以外的電壓驅(qū)動運(yùn)算放大器輸入的情況——這種情況稱為過壓情況。長時間（甚至短時間內(nèi)）的過量輸入電流——如果電流足夠高——便可能會損壞運(yùn)算放大器。面對這種可能性，系統(tǒng)設(shè)計人員通常會在放大器輸入端添加一個過壓保護(hù)（OVP）電路。因此，難就難在引入OVP電路的同時不增加誤差（損失系統(tǒng)精度）。［1］

　　鉗位：一種經(jīng)典的過壓保護(hù)技術(shù)

　　圖1所示是一種OVP（過壓保護(hù)）的常用方法。當(dāng)輸入信號（VIN）幅度超過電源電壓之一加上二極管正向電壓，則二極管（DOVPP或DVPN）將會正向偏置，電流將流至供電軌，過量電流可能會損壞運(yùn)算放大器。本應(yīng)用中，我們使用了ADA4077——一款精度極高的運(yùn)算放大器，最大電源范圍為30V（或±15V）。鉗位二極管是1N5177肖特基二極管，因?yàn)樗鼈兊恼驅(qū)妷旱扔诖蠹s0.4V，這比運(yùn)算放大器輸入靜電放電（ESD）保護(hù)二極管的正向?qū)妷旱?；因此，鉗位二極管將在ESD二極管之前開始傳導(dǎo)電流。過壓保護(hù)電阻ROVP限制了流過鉗位二極管的正向電流，使其保持在最大電流額定值以下，防止受到過量電流的損害。使用反饋環(huán)路電阻RFB是因?yàn)椋噍斎肷系娜魏屋斎肫秒娏鞫紩鬟^ROVP而產(chǎn)生輸入電壓誤差——增加RFB值可消除誤差，因?yàn)樗鼤诜聪噍斎攵水a(chǎn)生一個相似的電壓。［1］

　　相關(guān)術(shù)語

　　鉗位電壓鉗位電壓是指限制電壓。這個限制的對象，可以是需要過壓保護(hù)的對象，譬如開關(guān)電源中的MOS管，需要一個鉗位網(wǎng)絡(luò)來限制D、S極間電壓，保護(hù)MOS不被損壞。

　　鉗位電路鉗位電路（clampingcircuit）是將脈沖信號的某一部分固定在指定電壓值上，并保持原波形形狀不變的電路。鉗位電路經(jīng)常用于各種顯示設(shè)備中。在示波器和雷達(dá)顯示器中用鉗位電路使掃描信號的直流分量得到恢復(fù)，以解決掃描速度改變時所引起的屏幕上圖像位置移動問題。在電視系統(tǒng)中用鉗位電路使全電視信號的同步脈沖頂端保持在固定的電壓上，以克服由于失去直流分量或干擾等原因造成的電平波動，從而實(shí)現(xiàn)電視同步信號的分離。

　　二極管的鉗位作用

　　在分析鉗位二極管時，必須先把一端是恒壓的，即假設(shè)該端的電壓不變，作參考電位。該參考電位視具體功能而定，可以是任意伏特。5V、0V、10V等。另一端的電壓是被鉗端，即電壓是會改變的，是你需要去鉗（就是說要去限制）的電壓。被鉗端電壓會被強(qiáng)制拉向參考端電壓。到底二極管的N極還是P極接參考端呢？這個不好說的，要按具體功能而定。反正就是按照二極管的導(dǎo)通原理來分析就行了。譬如P端接5V參考端，那被鉗端電壓就被鉗在了5V或以上；如果N端接5V參考端，那被鉗端電壓就被鉗在了5V或以下；再比如我用兩個二極管，一個P接5V參考端，一個N接5V參考端，各自的另一端接被鉗端，那被鉗端電壓就被鉗在了5V整了！以上分析均忽略二極管導(dǎo)通電壓。

　　怎樣理解二極管的鉗位電路和穩(wěn)壓電路

　　要弄懂這個問題，必須理解二極管的伏安特性曲線。

　　先看第一象限的正向特性：

　　我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)正向電壓從零開始上升，在0.4V之前，二極管的正向電流很小。但從0.7V開始，電流迅速增加。

　　再看第二象限的反向特性：

　　我們發(fā)現(xiàn)，我們發(fā)現(xiàn)，反向電壓一直到達(dá)-40V時，反向電流也即反向漏電流近乎為零。

　　這說明，二極管的正向電壓大于0.7V后，其等效電阻很小，這叫做二極管的正向特性；二極管的反向特性是反向電阻很大。

　　我們來看下圖：

　　我們先來看圖1：

　　圖1中，二極管處于正向接法，它的管壓降是0.7V。因此，電阻R上的電壓為：

　　 $U_{R} =6-0.7=5.3V$

　　那么流過電阻R的電流呢？

　　 $I_{R} =\frac{5.3}{5.1} \approx 1.04mA$

　　現(xiàn)在我們再來看圖2：

　　我們看到，兩只二極管的正極都接到12V，因此兩只二極管都屬于正向接法。于是，D1二極管的正極應(yīng)當(dāng)是6+0.7V=6.7V，D2二極管的正極應(yīng)當(dāng)是2+0.7=2.7V。那么電路的輸出端電壓Usr到底是多少呢？

　　假設(shè)Usc=6.7V，于是二極管D2將處于正向接法。又因?yàn)槎O管D2的壓降是0.7V，因此二極管D2的正極將會被強(qiáng)制性地拉到2.7V。如此一來，二極管D1將處于反偏狀態(tài)，即D1的負(fù)極電壓比正極電壓高。

　　注意：D2導(dǎo)通后，D1的正極變成2.7V，同時D1的負(fù)極是6V，因此D1被反向偏置而截止。

　　也就是說，輸出電壓Usc被強(qiáng)制性地鉗位在2.7V。哪個電壓低，電路的輸出電壓就是低電壓再加上0.7V。

　　我們來看一個實(shí)例：

　　
此圖是一套用于控制晶閘管觸發(fā)的電路。按圖示我們能看到用正與門構(gòu)成的鉗位電路。三個輸入端分別是測控端電壓、PID控制和觸發(fā)脈沖電路。

　　測控端電壓電路正常輸出是脈動直流，高電平的占空比較大；PID控制輸出也是高的電平，而觸發(fā)脈沖則輸出正負(fù)交替的高電平脈沖?？梢?，在正常情況下，與門的輸出由觸發(fā)脈沖來決定，畢竟零電平也是脈沖的一部分。

　　可見，鉗位電路的應(yīng)用還是很廣泛的。

　　再談?wù)劮€(wěn)壓二極管。

　　我們看上圖的測控端電壓電路：

　　
設(shè)變壓器的初級電壓為380Vac，次級為24Vac，于是經(jīng)過橋式整流后，其平均電壓為0.9X24=21.6V，屬于脈動直流。但實(shí)際計算時不能這樣算，必須用最大值來計算。

　　我們知道穩(wěn)壓二極管工作在反向擊穿區(qū)，見第一幅圖的第三象限。它的曲線特點(diǎn)是：電流變化很大，但電壓變化很小，這就是它的穩(wěn)壓原理。不過要注意：此時二極管處于反向接法，即穩(wěn)壓二極管工作在反向電壓下。

　　設(shè)，上圖中的穩(wěn)壓二極管穩(wěn)定電壓是12V，最大穩(wěn)定電流是25毫安。我們先把電阻R2開路，來計算R1的值。

　　 $R_{1} =\frac{\sqrt{2} V_{2} -1.4-V_{D1} }{I_{D1.MAX} } =\frac{1.414\times 24-1.4-12}{25} \approx 0.82K\Omega$

　　故R1取值為820歐，功率為0.51W，取標(biāo)稱值1W。

　　此時穩(wěn)壓二極管兩端的波形是什么樣的？就是波形圖中下部的綠色部分。在這里，穩(wěn)壓二極管起到給半波直流波形削頭的作用。

　　現(xiàn)在，我們把R2接入，于是流過穩(wěn)壓二極管的電流變小了。但只要流過穩(wěn)壓二極管的電流仍然在它的穩(wěn)定電流范圍之內(nèi)，則穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓作用就能維持。

　　設(shè)穩(wěn)壓二極管的最小穩(wěn)定電流為5毫安，則流過R2和R3的電流為25-5=20毫安。故R2+R3的取值為：

　　 $R_{2} +R_{3} =\frac{U_{D1} }{I_{R2} } =\frac{12}{20} =0.6K\Omega$

　　實(shí)際上，我們看到R2+R3的和只要不低于600歐即可，故R2+R3的實(shí)際值會大于計算值。具體取值與我們的解答無關(guān)，此處忽略。

　　我們看到，晶體管T1的集電極也有一只穩(wěn)壓二極管D2，它的用途同樣也是削幅，使得輸出到后級的脈沖幅度最高值就等于穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)定電壓。

　　================

　　至此，二極管的鉗位電路和穩(wěn)壓二極管的用途都講完了。

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硬件工程師Hardware Engineer職位要求熟悉計算機(jī)市場行情；制定計算機(jī)組裝計劃；能夠選購組裝需要的硬件設(shè)備，并能合理配置、安裝計算機(jī)和外圍設(shè)備；安裝和配置計算機(jī)軟件系統(tǒng)；保養(yǎng)硬件和外圍設(shè)備；清晰描述出現(xiàn)的計算機(jī)軟硬件故障。
wifi模塊

wifi模塊

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Wi-Fi模塊又名串口Wi-Fi模塊，屬于物聯(lián)網(wǎng)傳輸層，功能是將串口或TTL電平轉(zhuǎn)為符合Wi-Fi無線網(wǎng)絡(luò)通信標(biāo)準(zhǔn)的嵌入式模塊，內(nèi)置無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議IEEE802.11b.g.n協(xié)議棧以及TCP/IP協(xié)議棧。傳統(tǒng)的硬件設(shè)備嵌入Wi-Fi模塊可以直接利用Wi-Fi聯(lián)入互聯(lián)網(wǎng)，是實(shí)現(xiàn)無線智能家居、M2M等物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的重要組成部分。
MPU6050

MPU6050

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MPU-6000（6050）為全球首例整合性6軸運(yùn)動處理組件，相較于多組件方案，免除了組合陀螺儀與加速器時間軸之差的問題，減少了大量的封裝空間。
74ls74

74ls74

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74LS74是雙D觸發(fā)器。功能多，可作雙穩(wěn)態(tài)、寄存器、移位寄存器、振蕩器、單穩(wěn)態(tài)、分頻計數(shù)器等功能。本章詳細(xì)介紹了74ls112的功能及原理，74ls74引腳圖及功能表，74ls112的應(yīng)用等內(nèi)容。
Protues

Protues

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Proteus軟件是英國Lab Center Electronics公司出版的EDA工具軟件（該軟件中國總代理為廣州風(fēng)標(biāo)電子技術(shù)有限公司）。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。
UHD

UHD

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UHD是”超高清“的意思UHD的應(yīng)用在電視機(jī)技術(shù)上最為普遍，目前已有不少廠商推出了UHD超高清電視。
STC12C5A60S2

STC12C5A60S2

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在眾多的51系列單片機(jī)中，要算國內(nèi)STC 公司的1T增強(qiáng)系列更具有競爭力，因他不但和8051指令、管腳完全兼容，而且其片內(nèi)的具有大容量程序存儲器且是FLASH工藝的，如STC12C5A60S2單片機(jī)內(nèi)部就自帶高達(dá)60K FLASHROM，這種工藝的存儲器用戶可以用電的方式瞬間擦除、改寫。
循跡小車

循跡小車

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做單片機(jī)的工程師相比都堆循跡小車有所認(rèn)識，它是自動引導(dǎo)機(jī)器人系統(tǒng)的基本應(yīng)用，那么今天小編就給大家介紹下自動自動循跡小車的原理，智能循跡小車的應(yīng)用，智能循跡小車程序，循跡小車用途等知識吧！
LM2596

LM2596

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LM2596是降壓型電源管理單片集成電路的開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器，能夠輸出3A的驅(qū)動電流，同時具有很好的線性和負(fù)載調(diào)節(jié)特性。固定輸出版本有3.3V、5V、12V，可調(diào)版本可以輸出小于37V的各種電壓。
光立方

光立方

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光立方是由四千多棵光藝高科技“發(fā)光樹”組成的，在2009年10月1日天安門廣場舉行的國慶聯(lián)歡晚會上面世。這是新中國成立六十周年國慶晚會最具創(chuàng)意的三大法寶之首。
K60

K60

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光模塊

光模塊

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光模塊(optical module)由光電子器件、功能電路和光接口等組成，光電子器件包括發(fā)射和接收兩部分。簡單的說，光模塊的作用就是光電轉(zhuǎn)換，發(fā)送端把電信號轉(zhuǎn)換成光信號，通過光纖傳送后，接收端再把光信號轉(zhuǎn)換成電信號。
STM32單片機(jī)

STM32單片機(jī)

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STM32系列基于專為要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式應(yīng)用專門設(shè)計的ARM Cortex-M3內(nèi)核
Nexperia

Nexperia

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Nexperia是大批量生產(chǎn)基本半導(dǎo)體的領(lǐng)先專家，這些半導(dǎo)體是世界上每個電子設(shè)計都需要的組件。該公司廣泛的產(chǎn)品組合包括二極管、雙極晶體管、ESD 保護(hù)器件、MOSFET、GaN FET 以及模擬和邏輯IC。
步進(jìn)驅(qū)動器

步進(jìn)驅(qū)動器

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步進(jìn)驅(qū)動器是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度（稱為“步距角”），它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的?？梢酝ㄟ^控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速和定位的目的。
CD4046

CD4046

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cD4046是通用的CMOS鎖相環(huán)集成電路，其特點(diǎn)是電源電壓范圍寬（為3V－18V），輸入阻抗高（約100MΩ），動態(tài)功耗小，在中心頻率f0為10kHz下功耗僅為600μW，屬微功耗器件。本章主要介紹內(nèi)容有，CD4046的功能 cd4046鎖相環(huán)電路，CD4046無線發(fā)射，cd4046運(yùn)用，cd4046鎖相環(huán)電路圖。
COMSOL

COMSOL

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COMSOL集團(tuán)是全球多物理場建模解決方案的提倡者與領(lǐng)導(dǎo)者。憑借創(chuàng)新的團(tuán)隊(duì)、協(xié)作的文化、前沿的技術(shù)、出色的產(chǎn)品，這家高科技工程軟件公司正飛速發(fā)展，并有望成為行業(yè)領(lǐng)袖。其旗艦產(chǎn)品COMSOL Multiphysics 使工程師和科學(xué)家們可以通過模擬，賦予設(shè)計理念以生命。
加速度傳感器

加速度傳感器

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加速度傳感器是一種能夠測量加速度的傳感器。通常由質(zhì)量塊、阻尼器、彈性元件、敏感元件和適調(diào)電路等部分組成。
聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

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服務(wù)機(jī)器人

服務(wù)機(jī)器人

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服務(wù)機(jī)器人是機(jī)器人家族中的一個年輕成員，到目前為止尚沒有一個嚴(yán)格的定義。不同國家對服務(wù)機(jī)器人的認(rèn)識不同。
四軸飛行器

四軸飛行器

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四軸飛行器，又稱四旋翼飛行器、四旋翼直升機(jī)，簡稱四軸、四旋翼。這四軸飛行器（Quadrotor）是一種多旋翼飛行器。四軸飛行器的四個螺旋槳都是電機(jī)直連的簡單機(jī)構(gòu)，十字形的布局允許飛行器通過改變電機(jī)轉(zhuǎn)速獲得旋轉(zhuǎn)機(jī)身的力，從而調(diào)整自身姿態(tài)。具體的技術(shù)細(xì)節(jié)在“基本運(yùn)動原理”中講述。
基站測試

基站測試

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802.11ac與11基站測試（base station tests）在基站設(shè)備安裝完畢后，對基站設(shè)備電氣性能所進(jìn)行的測量。n的區(qū)別，802.11n無線網(wǎng)卡驅(qū)動，802.11n怎么安裝。
TMS320F28335

TMS320F28335

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TMS320F28335是一款TI高性能TMS320C28x系列32位浮點(diǎn)DSP處理器
SDK

SDK

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　　SDK一般指軟件開發(fā)工具包，軟件開發(fā)工具包一般都是一些軟件工程師為特定的軟件包、軟件框架、硬件平臺、操作系統(tǒng)等建立應(yīng)用軟件時的開發(fā)工具的集合。軟件開發(fā)工具廣義上指輔助開發(fā)某一類軟件的相關(guān)文檔、范例和工具的集合。
靜電防護(hù)

靜電防護(hù)

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為防止靜電積累所引起的人身電擊、火災(zāi)和爆炸、電子器件失效和損壞，以及對生產(chǎn)的不良影響而采取的防范措施。其防范原則主要是抑制靜電的產(chǎn)生，加速靜電泄漏，進(jìn)行靜電中和等。
OBD

OBD

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OBD是英文On-Board Diagnostic的縮寫，中文翻譯為“車載診斷系統(tǒng)”。這個系統(tǒng)隨時監(jiān)控發(fā)動機(jī)的運(yùn)行狀況和尾氣后處理系統(tǒng)的工作狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)有可能引起排放超標(biāo)的情況，會馬上發(fā)出警示。

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