分立元器件在电路设计中注意点 之电阻篇

您所在的位置:网站首页 ddr3走线要求 分立元器件在电路设计中注意点 之电阻篇

分立元器件在电路设计中注意点 之电阻篇

2023-04-18 17:51| 来源: 网络整理| 查看: 265

电阻在电路设计中是非常常见的,虽然相对来说简单但我们在设计时是否真的方方面面都能考虑到?本文就通过几个实例来介绍除了我们通常知道的阻值外,还有电阻的功率,电阻的精度等在具体设计中是如何考虑的。

一、在选电阻阻值时,一般要求阻值不影响信号的上升沿,电阻压降也满足设计要求等;

这里以LED灯设计的设计实例来讨论如何选择电阻阻值来满足LED灯的规范,图(一)是一个比较简单的LED灯工作电路:

图(一)

我们再来看看LED的规格书中VF和IF的要求,如图(二)

图(二)

首先要满足LED灯导通电压VF=2.35V的要求,电阻的压降最多是9.65V(等于12V减去VF),否则LED可能会过热烧坏!其次要满足LED灯导通电流IF=25mA的话,这样的话电阻的阻值应该是386欧姆(等于9.65V除以25mA)!

这时候LED灯的明亮度才正常,或者说能落在了正确的bin code 范围内!

至于上升沿的设计实例,请参照我之前的推文《上拉电阻设计也不是随便的》.

二、至于电阻的功率,我们通常要考虑DC (Direct Current) 和AC (Alternate Current) 两种情况下的功率de-rating;

计算DC 功率的公式比较常用,即P = U^2/R 或 I^2*R;

我们还是以图(一)为例来讨论是不是选一个电阻阻值为386欧姆的R就好了,当然还不行!我们还要选电阻的封装,不同的封装对应的功率是不一样的,要让图(一)正常工作电阻的功率至少要大于0.24瓦(等于9.65^2再除以386)!根据图(三)电阻尺寸和功率的对应关系,所以我们至少要选用1206封装的电阻才能保证电阻不会过热烧坏!

图(三)来源于 Yageo手册

但是如果在AC情况下,如何考虑功率的De-rating呢?当然你可以直接用峰值电压或峰值电流来计算电阻的瓦数,但over design通常会造成电阻的封装很大,PCB板布局比较难!

一般AC情况下我们是用RMS值计算电阻的功率的: P = URMS^2/R 或 IRMS^2*R + DCoffset

电路中常见的波形,一个是方波,另一个是正弦波;我们知道方波的URMS=0.5VPP,而正弦波的URMS=0.707VPP。这里我们就不再举例赘述了,方法知道了具体怎么做可参考计算DC功率的过程!

三、在很多情况下,精度也是非常重要的一个指标,不然会导致电路工作不稳定!例如,VREF的设计是在DDR1,DDR2,DDR3,DDR4…..中非常常见,一般芯片原厂也有严格的精度控制要求(如图四)!

图(四)来源于Freescale IMX手册

那这是为什么呢?如果我们仔细算一下,使用1%的电阻VREF产生的误差在0.5%,而5%的电阻造成VREF产生的误差至少是2.5%!如果是DDR4工作电压只有1.2V,那VREF就会产生0.2V以上的误差,如果再加上DDR的走线线损,反射等造成的误差,会造成DDR的setup time(建立时间)和hold time(保持时间) margin进一步变小!

图(五)就说明了VREF对DDR采样建立时间和保持时间的重要性,如果偏差太大会导致DDR工作不稳定!这个会在我后续测试篇章中,详细介绍测试的方法、规则和注意事项,包括电源完整性测试,信号完整性测试,射频测试,音频测试,视频测试等等…敬请关注!

图(五)来源于Micron DDR手册

以上就是我们在电路设计中,选择电阻时几个常用考虑点!只有我们在设计时多想多看手册,电路稳定性才高,才能保证较低的market return rate!

本文为本人多年项目经验积累分享,为原创内容,未经许可请勿部分或全部复制为它用!若有建议或疑问,欢迎大家加公众号私信我。

关于功能安全,硬件,PCB Layout,EMC,FPGA等设计的分享持续推新中,若感兴趣请扫码关注或搜微信公众号“i-teches”。



【本文地址】


今日新闻


推荐新闻


CopyRight 2018-2019 办公设备维修网 版权所有 豫ICP备15022753号-3