卫星通信电路中的PCB设计

科技信息　０高校讲坛０　ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ　２０１２年第１３期　

ＥＤＡ技术在通信电路课程设计中的应用　

姚宁夏政伟　

（许昌学院电气信息工程学院河南许昌４６１０００）　

【摘要】将ＥＤＡ技术引入通信电路课程设计的教学中是课程教学改革的方向，本文通过ＥＤＡ软件——ｍａｔＩａｂ对课程设计实例的研究，　

说明了ＥＤＡ技术在通信电路课程设计中的优势。　

【关键词】ＥＤＡ；课程设计；通信电路；Ｍａｔｌａｂ　

ＥＤＡ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ｃｕｒｒｉｃｕｌｕｍ　Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　Ｃｉｒｃｕｉｔ　

ＹＡＯ　Ｎｉｎｇ　ＸＩＡ　Ｚｈｅｎｇ—ｗｅｉ　

（Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　ａｎｄ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｕｃｈａｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｕｃｈａｎｇ　Ｈｅｎａｎ，４６１０００）　

【Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｗｅ　ｐｕｔ　ｔｈｅ　ＥＤＡ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｎｔｏ　ｔｈｅ　ｔｅａｃｈｉｎｇ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｕｒｒｉｃｕｌｕｍ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　ｃｉｒｃｕｉｔ．Ｔｈａｔ＇ｓ　ｔｈｅ　ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｅａｃｈｉｎｇ　

ｒｅｆｏｒｍ．Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ．ｗｅ　ｓｈｏｗ　ｔｈｅ　ｅｘａｍｐｌｅ　ｂｙ　ｔｈｅ　ＥＤＡ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｍａｔｌａｂ．Ｗｅ　ｇｅｔ　ｔｈｅ　ａｄｖａｎｔａｇｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｍｅｔｈｏｄｓ．　

【Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ】ＥＤＡ；Ｃｕｒｒｉｃｕｌｕｍ　ｄｅｓｉｇｎ；Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　ｃｉｒｃｕｉｔ；Ｍａｔｌａｂ　

１　ＥＤＡ概述　

Ｅ１ｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｄｅｓｉｇｎ　Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ电子设计自动化．简称ＥＤＡ。目前对　

ＥＤＡ技术的定义尚无统一的看法。一般认为有狭义的ＥＤＡ技术和广　

义的ＥＤＡ技术之分　狭义的ＥＤＡ技术是指以大规模可编程逻辑器件　

第 1 页 共 3 页 PCB电路设计中磁珠的选用

用法片式磁珠和片式的缘由：是用法片式磁珠还是片式电感主 要还在于应用。在谐振中需要用法片式电感。而需要消退不需要的EMI噪声时，用法片式磁珠是最佳的挑选。

1。磁珠的单位是欧姆，而不是亨特，这一点要特殊注重。由于磁珠的单位是根据它在某一频率产生的阻抗来标称的，阻抗的单位也是欧姆。磁珠的 DATASHEET上普通会提供频率和阻抗的特性曲线图，普通以100MHz为标准，比如1000R 100MHz，意思就是在100MHz频率的时候磁

珠的阻抗相当于600欧姆。

2。一般是由无损耗的电抗元件构成的，它在线路中的作用是将阻带频率反射回信号源，所以这类滤波器又叫反射滤波器。当反射滤波器与信号 源阻抗不匹配时，就会有一部分能量被反射回信号源，造成干扰电平的增加。为解决这一弊病，可在滤波器的进线上用法铁氧体磁环或磁珠套，利用滋环或磁珠对高 频信号的涡流损耗，把高频成分转化为热损耗。因此磁环和磁珠事实上对高频成分起汲取作用，所以有时也称之为汲取滤波器。

不同的铁氧体抑制元件，有不同的最佳抑制频率范围。通常磁导率越高，抑制的频率就越低。此外，铁氧体的体积越大，抑制效果越好。我爱计划网上某些大牛讨论发觉：在体积一定时，长而细的外形比短而粗的抑制效果好，内径越小抑制效果也越好。但在有直流或沟通偏流的状况下，还存在铁氧体饱和的问题，抑制元件横截面越大，越不易饱 和，可承受的偏流越大。EMI汲取磁环/磁珠抑制差模干扰时，通过它的值正比于其体积，两者失调造成饱和，降低了元件性能；抑制共模干扰时，将电源的 两根线(正负)同时穿过一个磁环，有效信号为差模信号，EMI汲取磁环/磁珠对其没有任何影响，而对于共模信号则会表现出较大的电感量。磁环的用法中还有 一个较好的办法是让穿过的磁环的导线反复绕几下，以增强电感量。可以按照它对电磁干扰的抑制原理，合理用法它的抑制作用。

２０１２年第１期　声学与电子工程　总第１０５期　

水声通信系统中值班电路的设计　

唐伟杰　乔钢　

（１第七一五研究所，杭州，３１００１　２；２哈尔滨工程大学水声工程学院，哈尔滨，１　５０００１）　

摘要描述了基于ＭＳＰ４３０单片机值班电路的总体设计思想、硬件电路的设计、软件仿真与Ｃ程序设　

计、并给出关键部分的编程流程图。通过电联调以及水池实验，结果表明该值班电路能在较大的噪声背景　

中检测到ＣＷ唤醒信号，虚警概率低，从而控制系统的电源，实现整个水声通信系统的低功耗。　

关键词ＭＳＰ４３０；低功耗；ＣＷ脉冲；值班电路　

值班电路在水声通信系统中有广泛应用，比如　

水声转发系统、水声定位系统、水声通信网络节点　

等。由于这些系统长期工作于水下的封闭系统，采　

用电池供电，而电池的更换对整个系统来说十分不　

易，如何节约功耗是系统设计中的重要内容之一。　

为降低系统功耗，可以采取几种措施，比如应用低　

功耗的芯片、使用高性能的电池或者设计值班电　

路，而设计值班电路控制系统的电源是目前最有效　

的方法。对于水声通信系统，一般设计为工作状态　和空闲状态，在空闲状态，只有值班电路工作；只　

有当需要工作时，发送唤醒信号唤醒系统，电源上　电开始工作。　

在整个系统中，值班电路是一直工作的，而只　

有当检测到唤醒信号时，系统的其他部分才工作。　

对于值班电路设计也应注重自身的功耗问题，现有　的水声通信系统大多采用纯模拟器件形式实现值　

班电路，本文通过应用ＭＳＰ４３０单片机，实现一个　

功耗较小，检测能力强的数字式值班电路。　

１基本原理　

１．１　ＭＳＰ４３０单片机　

ＭＳＰ４３０单片机是ＴＩ公司的一种超低功耗的混　合信号控制器Ｈ　］，具有一系列的型号。常用的有　

ＭＳＰ４３０ｘｌｘｘ、ＭＳＰ４３０ｘ４ｘｘ以及最新推出的　

ＭＳＰ４３０ｘ５ｘｘ系列。其中ＭＳＰ４３ＯＦ１４９最大时钟频　

率为８　ＭＨｚ，指令周期为１２５　ｎｓ，数据位宽为１６　

位，并且有ｌ６位的硬件乘法器。活动模式的功耗　

功率纹波如何影响电子电路 PCB设计中减少电源纹波的

技巧 在PCB设计中如何减少纹波的产生呢？开关电源PCB设计的疏忽会由于

电源网络中的纹波而使整个电路瘫痪。如果没有检测到，电源纹波会导致严重

的信号完整性问题。

是什么导致电源纹波

电源纹波是由电源的开关特性引起的现象。它通常发生在开关电源中，其

中电感和电容会引入由开关频率引起的噪声。由开关频率引入的电源纹波通常

会在低频谐振。

但是，低频电源纹波并不是PCB设计人员 关心的问题。高频功率纹波或

振铃也可以通过电感的寄生电容引入到开关电源的输出中。振铃发生在开关电

源的通断转换期间，并通过沿纹波的尖峰来识别。

功率纹波如何影响电子电路

小船毫无问题地在柔和的波浪中巡游。但是，依赖于干净电源的电子电路

不能说相同的话。无论是低频还是高频，电源纹波都可能损害电路的功能。

电压走线中存在的波纹可能会导致与相邻电路的串扰。电力线上的高频振

铃将耦合到IC上的信号引脚。的确，大多数IC可以容忍一定数量的噪声，但

更高频率的噪声超出了电源抑制比。 当开关模式噪声和振铃开始耦合到信号中时，将损害输入读数的准确性。

通信信号以及电源纹波会导致信号完整性问题。功率纹波不仅仅是烦人的事。

这是一个很严重的问题，可能会使电子电路瘫痪。

如何在PCB设计中减少电源纹波

除非你使用线性电源进行PCB设计，否则你将不得不处理电源纹波。为了

减少电源纹波的影响，你必须减小初始峰值和随后的后续纹波的幅度。

这里有一些方便的技巧可以解决设计中的电源纹波。

1.缓冲电路

可以在开关电源中的低端MOSFET的开关节点两端放置一个由电阻器和电

容组成的缓冲电路，以减少振铃。两种RC组合均用作阻尼器，吸收MOSFET

改变状态时释放的能量。使用缓冲电路有助于减少振铃发出的EMI。

2.引导电阻

引导电阻限制了振铃噪声的初始分支。它放置在与自举电容串联的高端

MOSFET栅极的两端。当在PCB设计中添加启动电阻时，MOSFET的充电时