有源设计-让设计有据可循

一种低成本无源蜂鸣器的设计在实际的应用中，虽然有源蜂鸣器控制简单，缺陷是成本比较高，在潮湿的环境用久了，容易损坏。

而无源蜂鸣器弥补了有源蜂鸣器缺点，但问题是无源蜂鸣器需要PWM驱动。

在系统的设计中，微控制器的PWM资源往往是比较紧张的，同时使用PWM驱动也加大了软件开发的难度。

接下来笔者将引领大家学习如何设计一个无需PWM也能驱动无源蜂鸣器的低成本电路。

1.1 无源蜂鸣器常规驱动电路图1 无源蜂鸣器常规驱动电路如图1所示，此图为无源蜂鸣器的常规驱动电路。

需要在输入端输入一定频率PWM的信号才能使蜂鸣器发声。

为了解放PWM资源，实现简单控制，必须如有源蜂鸣器一样提供一个振荡电路。

而有源蜂鸣器主要使用LC振荡，如果要实际搭建此电路，电感参数比较难控制，而且成本高。

此时，自然会想到简易的RC振荡，而由三极管构成的RC多谐振荡电路显然是一个不错的选择。

1.2 三极管多谐振荡电路图2 三极管多谐振荡电路三极管多谐振荡的通用电路如图2所示。

这个电路起振的原理主要是通过电阻与电容的充放电使三极管交替导通。

首先，在电路上电时，分别通过R1与R4对电容C1与C2进行充电。

由于三极管元件的参数不可能完全一致，可以假设三极管Q1首先饱和导通，由于电容两端的电压不能突变，Q2的B极此时变成负压，Q2截止，Vo端输出高电平；C1通过R2进行充电，当C2的电位使BE极正向偏置时，Q2导通，Vo端输出低电平；同理C2电容两端电压不能突变，Q1的B极电压变为负压，此时Q1截止。

这样循环往复，使在Vo端输，一定频率的方波信号。

如图3所示，笔者使用示波器截取了Q1与Q2的B极和E极的波形，可以发现与上面的分析是吻合的。

图3 多谐振荡电路充放电波形从以上的分析可以看出，Vo的输出信号频率受到R2与C1,R3与C2充放电速度的控制。

假设，以Q2的C极作为信号的输出，R2与C1的充电时间T1决定了输出信号高电平时间，而R3与C2的充电时间T2决定了信号输出低电平时间。

可靠性设计原则1000条（完整版，建议收藏）A1 在确定设备整体方案时，除了考虑技术性、经济性、体积、重量、耗电等外，可靠性是首先要考虑的重要因素。

在满足体积、重量及耗电即是数条件下，必须确立以可靠性、技术先进性及经济性为准则的最佳构成整体方案。

A2 在方案论证时，一定要进行可靠性论证。

A3 在确定产品技术指标的同时，应根据需要和实现可能确定可靠性指标与维修性指标。

A4 对己投进使用的相同（或相似）的产品，考察其现场可靠性指标，维修性指标及对这两种备标的影响因素，以确定进步当前研制产可靠性的有效措施。

A5 应对可靠性指标和维修性指标进行公道分配，明确分系统（或分机）、不见、以至元器件的的可靠性指标。

A6 根据设备的设计文件，建立可靠性框图和数学模型，进行可靠性预计。

随着研制工作深进地进行，预计于分配应反复进行多次，以保持其有效性。

A7 提出整机的元器件限用要求及选用准则，拟订元器件优选手册（或清单）A8 在满足技术性要求的情况下，尽量简化方案及电路设计和结构设计，减少整机元器件数目及机械结构零件。

A9 在确定方案前，应对设备将投进使用的环境进行具体的现场调查，并对其进行分析，确定影响设备可靠性最重要的环境及应力，以作为采取防护设计和环境隔离设计的依据。

A10 尽量实施系列化设计。

在原有的成熟产品上逐步扩展，抅成系列，在一个型号上不能采用过多的新技术。

采用新技术要考虑继续性。

A11 尽量实施同一化设计。

凡有可能均应用通用零件，保证全部相同的可移动模块、组件和零件都能互换。

A12 尽量实施集成化设计。

在设计中，尽量采用固体组件，使分立元器件减少到最小程度。

其优选序列为：大规模集成电路-中规模集成电路-小规模集成电路-分立元器件A13 尽量不用不成熟的新技术。

如必须使用时应对其可行性及可靠性进行充分论证，并进行各种严格试验。

A14 尽量减少元器件规格品种，增加元器件的复用率，使元器件品种规格与数目比减少到最小程度。

1.6 必须走出 “测试修改法”的怪圈
正确运用系统设计法(评估 预测 分析 设计)
EMC设计的效费比—EMC介入时间与成本的关系
效/费 成本
设计
研发
产品
市场
阶段
1.7.电磁பைடு நூலகம்容设计的方法
在进行电磁兼容设计时，可根据所采取的措施在实现电 磁兼容时的重要性，分层依次进行设计。
例如，第一层为有源器件的选型和印制板设计。 第二层为接地设计。 第三层为屏蔽设计。 第四层为滤波设计和瞬态骚扰抑制.
⑵ 产品的各个模块可以共存， 不致引起相互骚扰
⑶ 产品能够通过电磁兼容试验
1.3电磁骚扰及其危害
（电磁）发射（electromagnetic) emission: ----“从源向外发出电磁能的现象”。 （性能）降低degradation (of performance): ---- “装置、设备或系统的工作性能与正常性能 的非期望偏离”。 电磁骚扰electromagnetic disturbance: ----“任何可能引起装置、设备或系统性能降低 或对有生命或无生命物质产生损害作用的 电磁现象。 注：电磁骚扰可能是电磁噪声、无用信号 或传播媒介自身的变化”。 电磁干扰electromagnetic interference: ----“电磁骚扰引起的设备、传输通道或系统性 能的下降”。
并且在每一层进行接地、屏蔽和滤波的综合设计和软件抗骚 扰。这称为“分层与综合设计法”。
产品的电磁兼容性是靠
电磁兼容设计获得的
二
有源器件的选型 与 PCB设计
在电子设备或系统的EMC设计中, 关键是有源器件的正确选型和 印制电路板(PCB)设计。
它是分层与综合设计法的第一层。

美格—31D使用说明书感谢选用美格31D恒压供水控制器。

本控制器操作简单方便，界面内容丰富，性能稳定可靠；采用双排数码管显示方式，多功能键可循环显示不同内容模式，高、低级功能选项，控制方式更加灵活自主，独有的故障检测，故障处理方式使管网系统更加安全。

简述其功能特点如下：1．三台大泵加一台附属小泵，三台大泵皆具有故障互投功能，所有大泵故障后自动跳转至小泵运行。

专家自整定+模糊控制方式，更符合供水控制特点。

2．高低级功能设置，特殊场合亦可满足复杂要求。

3．实时时间、目标值、频率、各泵状态、均可显示；定时换泵倒计时、休眠唤醒下行值、消防、变频故障等等一目了然。

4．超压保护、断线报警可选，控制更为安全。

5．双恒压可选，可通过开关量设定稳压值。

6．多达八时段压力控制，且每时段内均可进行任意压力设定控制及实现定时开关机功能。

7．节能智能休眠模式，主泵、小泵皆可休眠，小泵变量亦可休眠。

压力提升休眠模式，并可控制小泵进休眠状态时间。

8．大小泵优先选项，定时换泵，正负反馈功能。

9．具备消防功能，消防工况下泵故障后自动转工频运行，符合公安部最新302标准。

10．自动抑制表头抖动及系统振荡，使系统更稳定，模拟输出增益更宽可调。

11．故障记忆功能，自动记录当前10条故障信息。

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面板及操作说明1．面板分为上、下两排数码管显示方式。

上排数码管用于显示实时压力，也可按SET/MON键循环显示定时换泵倒计时时间、休眠唤醒误差值、当前变频泵频率；下排数码管用于显示当前运行变量泵序号及频率，也可按△键显示目标值及当前时间等。