2.8.1 电容的主要种类 电容有以下几大类： 1) 电解电容 电容的指标是：耐压值和电容容量。例如：220u/50V，就是说，这个电解电容耐压 值为50V，容量为220u。 电容的容量跟电容的介质有关。 顾名思义： 电解电容为电解质作为介质的，铝作为电极； 独石电容是使用石头作为介质的； 磁片电容是磁片作为介质的； 胆（左金右旦）电解电容使用电解质作为介质，但是，电极采用胆（左金右旦）金 属。 有兴趣的网友可以拆一个电容看看。
1. 电源稳压和滤波 电解电容主要是用来稳压和低频交流滤波的；高频滤波是使用磁片电容和独石电容 。 。其工作机理相当于一个水库，从上游来的带有波浪的水到了水库，就变的平滑了 。 但是，铝电解电容的电解质随着时间的推移会干涸，所以在设计时需要留有余量， 保证系统正常工作到它的寿命。 有些远端供电的直流电源，接到电路板的输入端时，需要在电路板的电源输入端加 一个大的电解电容，通常可以是220u/25V，这样，这块电路板需要供电时，不是直 接从电源处取，而是从电容中取电，可以得到稳定的电流供给； 但是，电解电容只能滤除低频的波动；对于直流电源中的高频波动，可以加一个 0.1u或0.01u的独石电容或者磁片电容。 很多教科书都指出，在每一个芯片的电源和地两端接一个0.1u或0.01u的独石电容 或者瓷片电容，解决芯片的供电过程中，由于电路板的走线电感产生的电源开关噪 声尖峰。这种作用下的电容叫去耦电容。这是电路板的常规的设计； 2. 定时参数 对于象555这样需要外接电容产生稳定的脉冲的器件，涤纶电容是{sx}。可以想象 ，涤纶一层又一层缠绕，受到温度变化引起的涤纶的面积的变化的相对值要远远小 于独石电容的介质石头受到温度变化而引起的变化值。 3. 产生其它电压 有些需要从单一电压产生其它的电压的芯片，如：max232，需要外接电容才能实现 。 2.8.3 电容的封装 电容有直插和表面贴的不同封装。 电解电容表面贴封装的通常耐压值不超出25V，电容值不超出100u。再大，就只好 使用直插的了。其它的电容，磁片和独石都有表面贴封装的。
2.9.1电阻的种类 2.9.1.1 普通电阻
按照功率可以分为小功率电阻和大功率电阻，大功率电阻通常是金属电阻，实际上 应该是在金属外面加一个金属（铝材料）散热器，所以可以有10W以上的功率；在 电子配套市场上专门卖电阻的市场上可以很容易地看到。 金属电阻通常是作为负载，或者作为小设备的室外加热器，如，在CCTV的一些解码 器箱和全天候防护罩中可以看到。 电阻在电路中起到限流、分压等作为。通常1/8W电阻已经xx可以满足使用。但是 ，在作为7段LED中，要考虑到LED的压降和供电电压之差，再考虑LED的{zd0}电流， 通常是20mA（超高亮度的LED），如果是2×6（2排6个串联），则电流是40mA。 不同厂家选用不同材料的，压降有所不同。所以，需要加上电试一下，但是，不要 让Led的电流超出20mA（单只LED），这时加大电流亮度也不会增加，但是LED的寿 命会下降，限流电阻的大小就是压降除以电流。电阻的功率随之可以算出。 这个使用初中的知识就够用了。 2.9.1.2 电位器 电位器就是可调电阻。在初中学物理时，中学老师拿一个很大的圆筒状的东东，上 面有一个滑杆，跟这个东西很类似。 它的阻值在1～n之间变化。 N=102、502、103…… 这种表示的方法跟电容是一样的。 电容104=10*10的4次方pf，电容的基本单位是pf，1u=1000000pf，所以， 104=100000pf=0.1u； 电位器又分单圈和多圈电位器。 单圈的电位器通常为灰白色，面上有一个十字可调的旋纽，出厂前放在一个固定的 位置上，不在2头； 多圈电位器通常为蓝色，调节的旋纽为一字，一字小改锥可调； 多圈电位器又分成顶调和侧调2种，主要是电路板调试起来方便。 最理想的效果；有些是设备本身就需要输出一个可变的东东，如电压和电流，也需 要一个电位器。 2.9.1.3 排电阻 是sip n的封装，比较常用的就是阻值502和103的9脚的电阻排；象sip9就是8个电 阻封装在一起，8个电阻有一端连在一起，就是公共端，在排电阻上用一个小白点 表示。排电阻通常为黑色，也有黄色；51系统的P0需要一个排电阻上拉，否则，作 为输入的时候，不能正常读入数据；作为输出的时候，接7407是可以的，不需要上 拉电阻；但是，接其它的芯片，还是不行。有兴趣可以看看51的P0的结构；没有兴 趣，依葫芦画瓢，照做没错。 2.9.1.4 光敏电阻 当照在光敏电阻上的光强变化时，电阻值也在变化。显然这是半导体材料的特性。 思考题1： 有一个LED显示设备，要求，当光强变化的时候，LED的亮度随着光强变化；光线越 强，LED越亮；反之亦然。怎么使用单片机实现此项功能？可以是多级调光，如8级 调光；也可以做成无级调光。 2.9.2 电阻的封装 电阻的封装有表面贴和轴向的封装。 轴向封装有：axial0.4、axial0.6、axial0.8等等；axial在英语中就是轴的意思 ； 是很常用了。 电位器的封装在protel的书种可以很方便地找到。但是如果直接使用，可能会有一 些偏差。老树早期就犯过这种错误，导致电位器旁边的器件安装费劲。 搞硬件和软件是有所不同的，搞硬件的人，一定要xx。 在硬件上的一个小的错误，都会造成这块板的推倒重来；因为产品是不能有飞线的 ；而这个小小的错误相当于软件上的一条语句，在软件调试阶段悄悄改掉，可以神 不知鬼不觉；在PCB上，特别恶心。而且谁都知道-老板最知道。 什么是xx呢？ 1． 对你所要实现的工作的目标理解准确； 2． 对你的电路图要清楚每一个器件在其中所起的作用；如果不明白，可以找一个 专家问问，得到确认；如果不清楚，可以先试试； 3． 对每一个器件的封装要严格把握，该是什么形状、外形一定要xx一致；还有 考虑到空间是不是对其它的板卡器件有影响；对边缘连接器件与电路板的边缘之间 的距离、ISA和PCI的边缘连接件与挡板之间的关系要xx把握才能去做电路板；否 则只是浪费金钱和时间； 对边缘器件与边缘之间的距离要是不能有把握的话，可以找3个人，每个人都计算 一遍，取个平均值，基本上就差不多了。 4． 对单片机的资源能不能作成这件事情一定要有把握，CPU运算速度和字长、内 存够不够大、程序存储器够不够大，需要仔细的规划； 5． 原理图经过专家认可无误后，画出来的PCB需要做网络检查，做到与原理图完 全一致；
2.10.1 继电器 继电器，就是利用继电器的线包在加电后产生的磁力，将2个电极吸合在一起；初 中还是高中的物理有它的原理。有兴趣可以打开一支看看，很好玩的。 继电器有： 继电器主要指标： 工作电压： 工作电压有直流和交流的2种； 在PCB上，通常是直流的；交流的继电器通常是AC24V的居多，当然，还有AC220V的 。交流的继电器国产的比进口的，比如，idec，OMRON，fujitsu便宜很多，当然， 质量也差一些。 可以在百度上专门搜索一下继电器，上面有一些厂家产品的介绍。 常用的小功率的继电器是national 的居多，OMRON也有，便宜一些，一盒50只。 常用的电压有： DC5V/DC9V/DC12V/DC24V等； 根据触点数量，可以分为： 单刀单掷/SPST 单刀双掷/SPDT 双刀双掷/DPDT 四刀双掷等/? 还要根据触点容量来分。 一般的都是DC30V/1A或者DC30V/2A，AC110V/0.2A，再大，就不能使用继电器了， 因为在触点切换，电流通过的瞬间，会产生拉弧，烧毁触点，使得切换不可靠；这 是，可以使用固态继电器。 实际上，在PCB上的继电器的任务就是给出一个干接点信号，作为控制信号使用， 传递的是一个信号，而不是能量。或者控制一个大功率的开关等，让大功率的开关 去控制功率的传递；但是，后者也不如固态继电器来得方便。 继电器的封装通常是DIP16或者以上；也有更小的继电器，但是，价钱跟DIP16的差 不多。 注意：DIP16的继电器只有8个管脚；所以设计封装时，不要图省事直接使用DIP16 ，这样容易在焊接的时候焊反了，导致出错。要专门设计继电器的封装，该有几个 脚就使用几个脚。
固态继电器，说白了，就是使用发光管触发的过零触发的可控硅。 4） 直接使用直流电压控制；可以认为内部已经有了一个限流电阻； 可以说是一个电子开关，无触点的继电器。 因为无触点，所以可以通过大电流而不产生拉弧，工作寿命与开关次数无关。 触点作为信号使用的继电器的时间的工作寿命是100万次到300万次，可以查看技术 手册； 固态继电器可以认为是无限次的，所以在大电流和频繁开关的场合，使用固态继电 器。 固态继电器触点通过的信号通常是交流电压，但是也有直流电压的。 固态继电器可以通过AC220V或者AC380V以下的交流电；它的2个指标： 1） 工作电压，通常为DC5V和DC12V，也有DC24V的； 国产的固态继电器质量不错，跟进口的没有区别，就是封装的质量太差，一批买回 来，个个都不一样，焊在电路板上东倒西歪，不美观；至于小功率的国产的继电器 市场上比较少见，有也不敢使。 进口的固态继电器有美国的和***的，4A以上的比较贵，***的OMRON的固态继电 器2A的才卖8元，侃侃价估计还能便宜，体积小，封装{jd1}的准确，可以很整齐地 在电路板上排列，不占地方； 2.12 线性电源：变压器、整流桥与三端稳压器 什么是线性电源？为什么叫线性？老树查了网络上的资料，也没有答案，只好等待 高明教我。 PCB上需要供电，就需要电源。电源分2种，一种是线性电源，象7805，就是线性电 源； 一种是开关电源，是将AC220V直接整流滤波成高压，推动功率管工作在100Khz以上 ，再整流滤波成低压。 开关电源的工作原理可以通过百度查到。 线型电源需要工频变压器，将AC220V变换成低压，经过全桥的整流，和大电容的滤 波，成为脉动的直流，再经过三端稳压器，输出直流电压。 输出端还需要大的电解电容滤波。注意这时要选用足够大的电容容量和耐压值的电 解电容。耐压值不够，你就等着听响吧。电容容量不够，整流输出的电压和输出的 电压的压差不够，输出电压会有纹波，单片机系统工作不正常。 通常电路板上需要的是DC5V，一般来说，现在的电路板，一片7805，再加散热片也 基本够用了。功率越大，散热片也越大。 变压器有多种规格： 1、 普通E型矽钢片绕制的变压器，现在{zd0}量的是广西普宁雄英出的变压器，通 过了长城认证，质量是不错的，{zd0}的好处是便宜，现货量大；通常的规格是单9V 、12V，双9V、12V等；可能这个地方出矽钢片，有这样的矿藏。 2、 环型变压器，象个椭圆型； 3、 最近好像圆形的变压器也多起来了，后2种变压器应该是漏磁小、发热少、效 率高，大功率的整流时使用，当然单位瓦数也贵啊，按照1元/W计算预算应该差不 多了。 这2种变压器都需要定制，可以定制各种规格的。 4、 焊在电路板上的变压器，比较有名的是兵字品牌。在《电子技术应用》和《电 子产品世界》上常年做广告。秦皇岛也有一家，好像叫耀华。 怎么计算变压器需要多大的功率？ 首先，计算功耗。比如：Dc5V/0.25A，也就是1.25W的功耗。 7805效率50％，变压器效率50%，就是说，需要6W的变压器。 Dc5V/0.25A的输入压差大概在3V，6V的变压器整流出来的电压是大约6×1.4＝8.4V ，也差不多了。所有选用AC6V/6W的变压器。再到市场上找一个差不多的变压器用 上就行了。 注意：电流越大，压差越大；在电路工作的时候，可以拿示波器看看电源的波形是 不是平稳。 78系列的芯片做的比较多而好的是美国国家半导体公司（national semiconductor ）的LM780X和摩托罗拉公司MC780X 等2大系列。 78系列是高压差的稳压芯片，现在有低压差的稳压芯片，其机理参见沙占友老师的 书籍。有LM2930、LM2937、LM2940C、LM2990等4个系列。 如果需要更大的电源供给，或者使用开关电源，或者去买成品的线性电源，象辽宁 朝阳4NIC的电源，质量不错，价格也不错。 附：在网络上找到的一篇文章： 开关电源和线性电源的区别 加体积庞大的散热片，而且还需要同样也是大体积的工频变压器，当要制作多组电 压输出时变压器会更庞大。开关电源的调整管工作在饱和和截至状态，因而发热量 小，效率高（75％以上）而且省掉了大体积的变压器。但开关电源输出的直流上面 会叠加较大的纹波（50mV at 5V output typical），在输出端并接稳压二极管可 以改善，另外由于开关管工作是会产生很大的尖峰脉冲干扰，也需要在电路中串连 磁珠加以改善。相对而言线性电源就没有以上缺陷，它的纹波可以做的很小（5mV 以下）。对于电源效率和安装体积有要求的地方用开关电源为佳，对于电磁干扰和 电源纯净性有要求的地方（例如电容漏电检测）多选用线性电源。另外当电路中需 要作隔离的时候现在多数用DC－DC来做对隔离部分供电（DC-DC从其工作原理上来 说就是开关电源）。还有，开关电源中用到的高频变压器可能绕制起来比较麻烦。 2.14 相对于线性稳压器来说，开关电源在计算机主板上、工控机主板和各种各样的电路 板上起着电压变换的作用。例如：将低电压，比如：电池转换成稳定的3.3V或者5V ，或者将高电压转化成DC5V、DC3.3V，或者将DC5V转换成3.3V和1.8V，例如，ARM 的电路板就需要这样的芯片，3.3V给ARM供电，1.8V给arm的core供电。以上 同样的，还是芯片的巨头，MAXIM、LINEAR和TI等公司在电源转换芯片上是最为卓 越，无论从产品的种类，还是质量都是上佳的； 经常看电子产品世界和电子技术应用的网友一定对maxim的电源芯片印象巨深。五 花八门的电源芯片，让你无法选择到底选用那种是自己的所需要的。 在maxim的产品树中，对电源是这样分类的： Power Supplies and Battery Management 我们经常使用到的是Switchmode DC-DC Power Supplies ，这里有分成n种。老树 比较熟悉的是step-down电源芯片，也就是所谓的从高电压下降到低的电压的芯片 ；从低到高，当然是step-up电源芯片。 象philips的电动剃须刀，里面肯定有电源管理芯片，当电池电压下降，但是，电 池又有电的时候，能够输出恒定的电压，榨干电池内的{zh1}一点电能，能够舒适地 使用一段很长的时间。 比如，你的电路板上只有DC24V电压，但是，还需要Dc5V/2A的电源，这么高的压降 ，使用线性稳压器显然不合适，如果使用DC/DC模块，成本太高，体积也比较大， 所以，得选用一款芯片完成这个功能。 按照maxim给出的复杂的选择，根据你的要求，多选择几项，maxim会给出一个清单 ，在清单中去选择你最适合你的需求的芯片。 老树原来使用过的完成此项功能的芯片是：MAX724、LT1076；这2款芯片需要1个 50uH的电感才能输出Dc5V电源；但是，这种开关电源芯片有个好处，就是输入只要 在它的允许的范围内波动，或者负载在变化，输出DC5V电源十分稳定。 电源的范围从Dc10V～DC40V，max724均能输出5A的DC5V电源。 Maxim724下载连接地址：
LT1076下载链接地址：
在ARM上使用的电源芯片是TI公司的TPS767D318。 下载链接：
在沙老师的书中，也介绍了几款电源转换芯片，可供参考。 如果是作为隔离电压产生，例如：5V转换成隔离的5V，用在光耦、通讯等电路中， 去自己做隔离电路就有点划不来，不如去买现成的DC/DC模块。这点国产的模块做 的不错，象老树常用的Dc12V/DC5V500mA的模块，大约30元，质量还是不错的。
在市场上买芯片，千万注意不要买到旧片、拆机片；旧片、拆机片有些凑合能用， 有些干脆不行；即使现在能用，寿命肯定有限； 旧的就是旧的，肯定瞒不过有心人；主要是从芯片的管脚的崭新程度、芯片印刷的 质量等仔细观察。 旧的芯片往往管脚参差不齐、搪锡发乌、包装的管子不够新；而且往往是芯片的表 面发白，那是因为被打磨过了，然后重新丝网印刷上厂家名称、批号等； 所以{zh0}是买激光打标的器件，激光打标的产品肯定是新货，或者没有使用过的货 ；而且买的时候需要注意，器件的批号{zh0}是最近当年的或者是最近几个星期的产 品；总而言之，别花冤枉钱，还影响产品的质量。 同样的产品，不同厂家的质量也不一样。我比较喜欢的是美国TI、摩托罗拉MC、 MAXIM、LINEAR的产品；假的也少； 例如，max7219芯片上有一下标志： MAXIM就是芯片的厂家； 激光打标是在芯片上形成一个暗色的与芯片表面有一个明显对比的标志；中关村的 大恒公司就有激光打标机的业务；但是未必是在芯片上打标； 有时，激光打标会产生类似暗黄色的标志，这跟激光器功率和芯片封装材料有关 从初学者到电子工程师 第三课 合格电子工程师是怎样炼成的？ 不好意思，第二课没有写完，又开一课--老树当过老师，有毁人不倦的习惯，再者 ，这个问题想了很久了，也基本想通了。 在网络上很多初学者在问：怎样成为一个合格的电子工程师？ 这个问题有很多答案。老树谈谈自己的看法。 {dy}步 入门-51核心和基本电路 中国人有10亿啊，每年有多少大学生毕业呢？我不知道。但是我看到有一张照片， 招聘会上熙熙攘攘，人来人往，十分震撼。从来没有一个时刻让我感觉到中国的人 力资源是如此的丰富。但是，从现在的大学毕业出来的学生学到了什么东西呢？一 些理论，跟实际脱钩的理论。有没有用呢？有点用。但是，在企业中，需要的是实 际干点事情出来，实际解决问题。所以说，很多企业不想要大学本科出来的大学生 ，说动手，没有动手能力，不知道电阻电容长得什么样子，能够做什么？但是又自 视甚高，对工资的期望值比较高。等到能够干点事情了，又拍拍屁股跑了。所以企 业现在喜欢使用大专中专甚至是职业学校培训出来的小孩，至少这些孩子们知道自 己的份量，能够实实在在地做事。要知道，他们很多人的天赋并不差，有些人甚至 可以说聪明，只是因为很多人是家庭条件不好，打小就是苦孩子，没有条件接受良 好的教育。一旦给机会，他们都比较珍惜。 现在的大学，误人子弟甚多。扩招是没有错，但是，实验室扩了吗？教室扩了吗？ 教师扩了吗？至少实验室是没有扩。老树认得的一个研究生说，只有到了一个阶段 ，才能到实验室作实验。很多导师就是把学生当奴隶一样干活，要是在干活中能够 学到东西那就算是运气好的；运气不好的，直接就是导师的廉价的劳力了，学不到 东西，活倒干了不少。 但是，既然学生要拿xx，要应付考试，没有办法，那怎么自救？ 如果励志要做一名出色的电子工程师，老树可以谈谈自己的看法。 做一个电子工程师，先从51学起，这是得到公认的。不需老树饶舌。 首先，去买一个开发板，越便宜的越好，在上面可以练练keil C。{zh0}再买一个仿 真器，这样调试的效率高。当然这个不便宜，但是我觉得可以志同道合的哥几个合 买。反正1天24小时，每人8个小时轮流上，有个几个月，C51语言也就差不多了。 其次，看看老树的文章，看看需要学点什么基本的东西。北京的大学生有福啊，没 事到中发去转转，认认老树的文章上说得哪些电阻、电容、三极管、芯片、接插件 什么的，看看自己的电脑上的主板、网卡、声卡、显卡是怎么画的，找找感觉，这 些板卡都是高手的杰作啊。 构思一个小的产品，按照老树文章上的思考题，找本protel99se的书，从每个菜单 练起，循序渐进，从单片机最小系统->输入->LED->RS232/RS422/RS485->固态继电 器、继电器等原理图画起，边画边学，一点一点做，做好了，{zh0}找个高手看看， 找出毛病在哪里，再反复改进。在这样的模拟实战中找到感觉。 推荐老虎工作室的protel 99系列4本，写的还是循序渐进的，当然不便宜；咬咬牙 ，可以合买一套，轮着看。 顺便说一句我对市场上的开发板的看法，这些开发板当然都不错，但是，只能学到 语言，不能教你画原理图和PCB，实际做的时候，还是需要高手带一带是最快的。 我就是一个朋友教我的，也就半天的功夫，就会了。当时还是DOS下的protel 3.16 版本。 以战养战。找个公司、企业，帮他们做个小产品，既能得到公司的高手的指点，又 能赚到一笔费用，岂不甚佳？这时，你的开发板、仿真器的费用就出来了。从原理 图->PCB->C51，单片机也入门了。 |
