基本器件-电阻、电容与电感
简介
最近面试中,面试官问了一个很有意思的问题。如何理解电阻,电感,电容的?一瞬间我思绪万千,竟然一时间不知道从何处起回答这个问题。脑子瞬间宕机,最终只能是止步于隔直通交,隔交通直,电能转换为磁能,热能这种流于表面的回答。
思来想去,觉得有必要专门写个博客整理一下对这类最基本的无源电子元件的理解。
电阻 R
电阻(Resistance)有两种概念:一种是物理概念,描述物体导电能力的物理量;另一种指的就是电阻器(Resistor)这类器件特性。这两者是高度统一的,其本质是电荷(通常是电子)在导体中定向移动时,与晶格原子、杂质、缺陷等发生碰撞和散射,从而导致电能不可逆地转化为内能(热能)的物理过程。
欧姆定律——宏观视角
电阻的现象被描述为元件对电流的“阻碍作用”,通常以欧姆定律来定义电阻(理想上电压电流同频):
电压 U
好比是推动电荷流动的“压力”,而电阻 R
就是这个“管道”的狭窄程度,阻力越大,在相同压力下能通过的“水流”(电流
I)就越小。==宏观的认知并不能解释为啥存在阻碍==。
晶体结构——微观视角
金属导体的导电性来源于内部的“自由电子”,由...
通信接口、协议和总线
引言
操作系统本身作为一个运行在保护内存空间的软件,并不直接感知物理电信号。因此,它必须借助总线、接口与协议这三者来共同构建一个稳定、统一的硬件抽象层。
通信接口(硬件,物理)
物理特性:连接器的形状、尺寸、引脚数量、引脚排列。
电气特性:代表数字0和1的电压水平是多少、信号的传输速率(波特率)、阻抗匹配等。
功能特性:引脚作用(数据线,时钟线,电源线,地线)。
通信协议(逻辑,软件)
数据帧格式:通常包括起始位、地址域、控制域、数据域、校验位(CRC)、停止位。
通信时序:什么时候可以开始发送数据?发送方和接收方如何同步?是否需要时钟信号?(同步
vs 异步)
握手与应答:双方确认数据已成功接收;
寻址机制:多个设备通信时找到目标设备;
错误检测与纠正:发现传输过程中的错误(如奇偶校验、CRC校验)。
总线(共享的通信路径)
共享性:多个设备挂接在同一组信号线上,通过仲裁来分时使用这条通道。
拓扑结构:通常是多对多的结构(如一条总线连接一个主设备和多个从设备)。
标准化:涵盖了机械接口、电气特性、信号时...
硬件标识汇总
硬件常见英文标识大全(分类汇总)
一、电源与接地
这是电路工作的基础,通常表示不同的电压等级和接地类型。
标识
全称/含义
解释与用途
VCC
Virtual Common Collector
数字电路正电源。通用正电源标识,尤其用于数字芯片。
VDD
Virtual Common Drain
芯片工作电压。常用于MOS电路,指芯片的正工作电压。
VEE
Voltage Emitter
负电源电压。用于双极性晶体管的负电源端。
VSS
Voltage Source / Substrate
公共地/负端。常用于MOS电路,指电路的公共地。
GND
Ground
地。电路的公共参考零电位点。
AGND
Analog Ground
模拟地。为模拟电路(如ADC、运放)提供的”洁净”地。
DGND
Digital Ground
数字地。为数字电路(如CPU、逻辑门)提供的地,噪声较大。
PGND
Power Ground
功...
锁相检测在力传感器上的应用原理
简介
在实际采集过程中,往往会遇到传感器输出信号较为微弱,并且传感器输出信号受噪声影响较大,利用普通放大滤波电路并不能将有效的待测信号直接提取出来,同时也会引入其他噪声信号对实际测量结果造成严重的偏差。针对这一现象,锁相放大器的优势变的尤为突出。锁相可以将待测信号中目标频率信号分离出来,并抑制噪声信号,减少干扰。
锁相检测的核心在于,利用一个已知的、纯净的参考信号,去检测一个未知的、通常淹没在强噪声中的目标信号,其前提是目标信号与参考信号在频率上相关(通常是同频或倍频)。锁相检测的实现可以分为相关性运算(混频),低通滤波以及直接测量或反馈控制三个步骤。
互相关函数——基本原理
微弱信号检测的基础在于被测信号在时间上具有前后相关性。所谓“相关”,是指两个函数之间存在一定的关联关系,根据概念可分为自相关与互相关。在微弱信号检测中,通常采用抗干扰能力更强的互相关检测方法。相关函数则是衡量信号之间线性相关程度的数学工具。
设信号 f1(t) 为被检信号
Vs(t)
和噪声 Vn(t)
的叠加,而 f2(t)
为与被检信号同步的参考信号 Vr(t)
,二者的互相关函...




