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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 ? 2023-07-12 09:23 ? 次閱讀

RC電路使用到底應該怎樣估算和仿真,多年了一直困惑各種經驗和傳說。

前言

高速電路愈來愈流行,基礎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溫習下RC充電電路基礎知識計算及仿真,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。后續溝通提供了幾種判定方法讓其確認電路設計及物料參數,最終也沒有得到明確答復。這個事反倒成了我心里的事了,到底是哪里出問題了?充放電邏輯設計、器件參數、電路參數設計、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現不完全是這樣子或者與這個只有一點關聯,RC只是一個時間因子啊!

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。原創今日頭條:臥龍會IT技術

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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驗。信號過沖大,串聯個電阻啊,多大10、33、50呀!電容了,電容semtech有一篇文檔結合數據速率給出了對應電容要求范圍。兩個一結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你的價值。

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

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總結

其實RC電路說簡單也簡單,說復雜也復雜,看看應用在那塊。另外傳說中的經驗應用時多問幾個為什么或者應用范圍及前提條件,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。例如發拉電容在RTC電路中應用,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數據作用對比,這里對比只是說明增加前后變化,與真實頻域EMI數據不能等同。

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

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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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