求職硬件工程師筆試、面試題及答案

1、一.浪潮筆試考察的主要是數(shù)電、模電和微機(jī)原理的基礎(chǔ)知識(shí)。1.有源、無(wú)源濾波器答案：最初的濾波器主要是由電阻、電感和電容等無(wú)源器件構(gòu)成的無(wú)源濾波器，無(wú)源濾波器雖然有電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，但它對(duì)有用信號(hào)成分也會(huì)有很大的衰減作用，本身不具備放大能力，而且?guī)ж?fù)載能力差，性能不夠理想。 后來(lái)，出現(xiàn)了由運(yùn)放和RC元件等構(gòu)成的性能優(yōu)良的有源濾波電路。 相繼出現(xiàn)了開(kāi)關(guān)電容濾波器、單片集成有源濾波器、數(shù)字濾波器。 五種濾波器類(lèi)型：低通濾波器LPF、高通濾波器HPF、全通濾波器APF、帶通濾波器BPF、帶阻濾波器BEF。 有源濾波器是一種重要的信號(hào)處理電路，它可以突出有用頻段的信號(hào)，衰減無(wú)用頻段

2、的信號(hào)，抑制干擾和噪聲信號(hào)，達(dá)到選頻和提高信噪比的目的。 利用開(kāi)關(guān)電容積分器可以構(gòu)成開(kāi)關(guān)電容濾波器，除了工作頻率外，其精度和其他性能均超過(guò)了常規(guī)的有源濾波器，達(dá)到了實(shí)用水平。擴(kuò)展： active power filter，APF 利用可關(guān)斷電力電子器件，產(chǎn)生與負(fù)荷電流中諧波分量大小相等、相位相反的電流來(lái)抵消諧波的濾波裝置。 一、基本概念：顧名思義該裝置需要提供電源，其應(yīng)用可克服LC濾波器等傳統(tǒng)的諧波抑制和無(wú)功補(bǔ)償方法的缺點(diǎn)（傳統(tǒng)的只能固定補(bǔ)償），實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)跟蹤補(bǔ)償，而且可以既補(bǔ)諧波又補(bǔ)無(wú)功；三相電路瞬時(shí)無(wú)功功率理論是APF發(fā)展的主要基礎(chǔ)理論；APF有并聯(lián)型和串聯(lián)型兩種，前者用的多；并聯(lián)有源濾波

3、器主要是治理電流諧波，串聯(lián)有源濾波器主要是治理電壓諧波等引起的問(wèn)題。有源濾波器同無(wú)源濾波器比較，治理效果好，主要可以同時(shí)濾除多次及高次諧波，不會(huì)引起諧振，但是價(jià)位相對(duì)高！ 二、基本原理：有源電力濾波器，是采用現(xiàn)代電力電子技術(shù)和基于高速DSP器件的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)制成的新型電力諧波治理專(zhuān)用設(shè)備。它由指令電流運(yùn)算電路和補(bǔ)償電流發(fā)生電路兩個(gè)主要部分組成。指令電流運(yùn)算電路實(shí)時(shí)監(jiān)視線路中的電流，并將模擬電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，送入高速數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，將諧波與基波分離，并以脈寬調(diào)制（PWM）信號(hào)形式向補(bǔ)償電流發(fā)生電路送出驅(qū)動(dòng)脈沖，驅(qū)動(dòng)IGBT或IPM功率模塊，生成與電網(wǎng)諧波電流幅值

4、相等、極性相反的補(bǔ)償電流注入電網(wǎng)，對(duì)諧波電流進(jìn)行補(bǔ)償或抵消，主動(dòng)消除電力諧波。 三、基本應(yīng)用：諧波主要危害： 增加電力設(shè)施負(fù)荷，降低系統(tǒng)功率因數(shù)，降低發(fā)電、輸電及用電設(shè)備的有效容量和效率，造成設(shè)備浪費(fèi)、線路浪費(fèi)和電能損失； 引起無(wú)功補(bǔ)償電容器諧振和諧波電流放大，導(dǎo)致電容器組因過(guò)電流或過(guò)電壓而損壞或無(wú)法投入運(yùn)行； 產(chǎn)生脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩致使電動(dòng)機(jī)振動(dòng)，影響產(chǎn)品質(zhì)量和電機(jī)壽命； 由于渦流和集膚效應(yīng)，使電機(jī)、變壓器、輸電線路等產(chǎn)生附加功率損耗而過(guò)熱，浪費(fèi)電能并加速絕緣老化； 諧波電壓以正比于其峰值電壓的形式增強(qiáng)了絕緣介質(zhì)的電場(chǎng)強(qiáng)度，降低設(shè)備使用壽命； 零序（3的倍數(shù)次）諧波電流會(huì)導(dǎo)致三相四線系統(tǒng)的中線過(guò)載，并

5、在三角形接法的變壓器繞組內(nèi)產(chǎn)生環(huán)流，使繞組電流超過(guò)額定值，嚴(yán)重時(shí)甚至引發(fā)事故。 諧波會(huì)改變保護(hù)繼電器的動(dòng)作特性，引起繼電保護(hù)設(shè)施的誤動(dòng)作，造成繼電保護(hù)等自動(dòng)裝置工作紊亂； 諧波變改變了電壓或電流的變化率和峰值，延緩電弧熄滅，影響斷路器的分?jǐn)嗳萘浚?使計(jì)量?jī)x表特別是感應(yīng)式電能表產(chǎn)生計(jì)量誤差； 干擾鄰近的電力電子設(shè)備、工業(yè)控制設(shè)備和通訊設(shè)備，影響設(shè)備的正常運(yùn)行。 四、有源濾波的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：可動(dòng)態(tài)濾除各次諧波，對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的諧波能夠完全吸收；不會(huì)產(chǎn)生諧振。 缺點(diǎn)：造價(jià)太高；受硬件限制，在大容量場(chǎng)合無(wú)法使用:有源濾波容量單套不超過(guò)100KVA,目前最高適用電網(wǎng)電壓不超過(guò)450V. 五、應(yīng)用場(chǎng)合有源電

6、力濾波器可廣泛應(yīng)用于工業(yè)、商業(yè)和機(jī)關(guān)團(tuán)體的配電網(wǎng)中，如：電力系統(tǒng)、電解電鍍企業(yè)、水處理設(shè)備、石化企業(yè)、大型商場(chǎng)及辦公大樓、精密電子企業(yè)、機(jī)場(chǎng)港口的供電系統(tǒng)、醫(yī)療機(jī)構(gòu)等。根據(jù)應(yīng)用對(duì)象不同，HTAPF-I型有源電力濾波器的應(yīng)用將起到保障供電可靠性、降低干擾、提高產(chǎn)品質(zhì)量、增長(zhǎng)設(shè)備壽命減少設(shè)備損壞等作用。 通信行業(yè) 為了滿(mǎn)足大規(guī)模數(shù)據(jù)中心機(jī)房的運(yùn)行需要，通信配電系統(tǒng)中的UPS使用容量在大幅上升。據(jù)調(diào)查，通信低壓配電系統(tǒng)主要的諧波源設(shè)備為UPS、開(kāi)關(guān)電源、變頻空調(diào)等。其產(chǎn)生的諧波含量都較高，且這些諧波源設(shè)備的位移功率因數(shù)極高。通過(guò)使用有源濾波器可以提高通信系統(tǒng)及配電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，延長(zhǎng)通信設(shè)備及電力設(shè)備

7、的使用壽命，并且使配電系統(tǒng)更符合諧波環(huán)境的設(shè)計(jì)規(guī)范。 半導(dǎo)體行業(yè) 大多數(shù)半導(dǎo)體行業(yè)的3次諧波非常嚴(yán)重，主要是由于企業(yè)中使用了大量的單相整流設(shè)備。3次諧波屬于零序諧波，具備在中性線匯集的特點(diǎn)，導(dǎo)致中性線壓力過(guò)大，甚至出現(xiàn)打火現(xiàn)象，存在著極大的生產(chǎn)安全隱患。諧波還會(huì)造成斷路器跳閘，耽誤生產(chǎn)時(shí)間。3次諧波在變壓器內(nèi)形成環(huán)流，加速了變壓器的老化。嚴(yán)重的諧波污染必然對(duì)配電系統(tǒng)中的設(shè)備使用效率和壽命造成影響。 石化行業(yè) 由于生產(chǎn)的需要，石化行業(yè)中存在著大量泵類(lèi)負(fù)載，并且不少泵類(lèi)負(fù)載都配有變頻器。變頻器的大量應(yīng)用使石化行業(yè)配電系統(tǒng)中的諧波含量大大增加。目前絕大部分變頻器整流環(huán)節(jié)都是應(yīng)用6脈沖將交流轉(zhuǎn)化為直流

8、，因此產(chǎn)生的諧波以5次、7次、11次為主。其主要危害表現(xiàn)為對(duì)電力設(shè)備的危害及在計(jì)量方面的偏差。使用有源濾波器可以很好地解決這方面的問(wèn)題。 化纖行業(yè) 為大幅提高熔化率、提高玻璃的熔化質(zhì)量，以及延長(zhǎng)爐齡、節(jié)省能源，在化纖行業(yè)常用到電助熔加熱設(shè)備，借助電極把電直接送入燃料加熱的玻璃池窯中。這些設(shè)備會(huì)產(chǎn)生大量的諧波，且三相諧波的頻譜和幅值差別比較大。 鋼鐵/中頻加熱行業(yè) 鋼鐵業(yè)中常用到的中頻爐、軋機(jī)、電弧爐等設(shè)備都會(huì)對(duì)電網(wǎng)的電能質(zhì)量產(chǎn)生重大的影響，使電容補(bǔ)償柜過(guò)載保護(hù)動(dòng)作頻繁、變壓器和供電線路發(fā)熱嚴(yán)重、熔斷器頻繁熔斷等，甚至引起電壓跌落、閃變。 汽車(chē)制造業(yè) 焊機(jī)是汽車(chē)制造業(yè)中不可少的設(shè)備，由于焊機(jī)具有

9、隨機(jī)性、快速性及沖擊性的特點(diǎn)，使大量使用焊機(jī)造成嚴(yán)重的電能質(zhì)量問(wèn)題，造成焊接質(zhì)量不穩(wěn)、自動(dòng)化程度高的機(jī)器人由于電壓不穩(wěn)而不能工作，無(wú)功補(bǔ)償系統(tǒng)無(wú)法正常使用等情況。 直流電機(jī)諧波治理 大型直流電機(jī)場(chǎng)所都需要先通過(guò)整流設(shè)備將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，由于此類(lèi)工程的負(fù)載容量都較大，因此在交流側(cè)存在嚴(yán)重的諧波污染，造成電壓畸變，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起事故。 自動(dòng)化生產(chǎn)線和精密設(shè)備的使用 在自動(dòng)化生產(chǎn)線和精密設(shè)備場(chǎng)合，諧波會(huì)影響到其正常使用，使智能控制系統(tǒng)、PLC系統(tǒng)等出現(xiàn)故障。 醫(yī)院系統(tǒng) 醫(yī)院對(duì)供電的連續(xù)性和可靠性有非常嚴(yán)格的要求，0類(lèi)場(chǎng)所自動(dòng)恢復(fù)供電時(shí)間T15S，1類(lèi)場(chǎng)所自動(dòng)恢復(fù)供電時(shí)間0.5ST15S， 2類(lèi)場(chǎng)所

10、自動(dòng)恢復(fù)供電時(shí)間T0.5S，電壓總諧波畸變率THDu3%，X光機(jī)、CT機(jī)、核磁共振都是諧波含量極高的負(fù)載。 劇場(chǎng)/體育館 可控硅調(diào)光系統(tǒng)、大型LED設(shè)備等都是諧波源，在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的三次諧波，不但造成配電系統(tǒng)的電力設(shè)備效率低下，而且還會(huì)造成燈光頻閃，對(duì)通信、有線電視等微弱電回路產(chǎn)生雜音，甚至產(chǎn)生故障。 六、主要發(fā)展?fàn)顩r：由于有源濾波存在的不足和缺陷，目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上主要以無(wú)源濾波為主；國(guó)際上以ABB、ABLEREX（愛(ài)普瑞斯）、諾基亞、施耐德（梅蘭日蘭）、西門(mén)子為代表，國(guó)內(nèi)以山大華天，哈工大、西安賽博、南京亞派為代表，另外清華大學(xué)電機(jī)系研制的CleanPower系列有源電力濾波器在自適應(yīng)

11、能力，穩(wěn)定性以及對(duì)各種延時(shí)的最優(yōu)補(bǔ)償方面有了長(zhǎng)足的進(jìn)展，成為了最先進(jìn)的產(chǎn)品之一。隨著電力電子技術(shù)的進(jìn)步，有源電力濾波器以其巨大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)、強(qiáng)大功能、逐漸下降的價(jià)格，必將最終取代傳統(tǒng)的電容型無(wú)功補(bǔ)償裝置，占據(jù)市場(chǎng)主流。 有源濾波器是由集成運(yùn)放和R、C組成，眾所周知它有很多優(yōu)點(diǎn)，但也有如下缺點(diǎn): 1、相對(duì)無(wú)源要用運(yùn)放2、需要提供電源才能工作。 3、電阻、運(yùn)放等，會(huì)產(chǎn)生熱噪聲，使得電路的噪聲增大。 4、運(yùn)算放大器等有源元件的高頻特性限制帶寬。 5、要使用高精度電容與電阻，否則會(huì)產(chǎn)生振蕩。 6、有源元件補(bǔ)償損耗，才可以得到高Q值無(wú)源濾波器常是使用電阻、電感與電容構(gòu)成。尤其是電感存在以下問(wèn)題: 1、電感

12、的體積大，市面上的1mH電感至少要用1210的封裝，比1mH大的電感都要有芯片那么大。2、電感在電路中使用需要考率多方面：磁的影響了很多方面，電路中遇到磁的問(wèn)題是最麻煩的問(wèn)題了。3 、L與C中寄生電阻產(chǎn)生電路中的損耗等推薦看一本書(shū)      日本人寫(xiě)的 就是翻譯得太差了 LC濾波器設(shè)計(jì)與制作呵呵鑒于以上原因，對(duì)濾波器的集成化發(fā)展迫不及待，集成化使得運(yùn)放、電阻、電感的性能進(jìn)一步提高,也使得電路更為便捷。如TI公司的THS7314/7315/7316/7318/7327/7347等等，都是將濾波器內(nèi)部集成，通過(guò)選通的方式來(lái)選擇濾波器的頻率，THS7

13、327主要是通過(guò)對(duì)MSB的第6、5、4、3位選擇來(lái)選取濾波器的頻率的，但卻僅僅只有5種選擇：9/16/35/75/APFMHz；無(wú)源濾波器和有源濾波器的區(qū)別有哪些？ 【摘要】：無(wú)源濾波器又稱(chēng)LC濾波器，是利用電感、電容和電阻的組合設(shè)計(jì)構(gòu)成的濾波電路，可濾除某一次或多次諧波，最普通易于采用的無(wú)源濾波器結(jié)構(gòu)是將電感與電容串聯(lián)，可對(duì)主要次諧波（3、3、7）構(gòu)成低阻抗旁路；單調(diào)諧濾波器、雙調(diào)諧濾波器、高通濾波器都屬于無(wú)源濾波器。一、無(wú)源濾波器的優(yōu)點(diǎn)無(wú)源濾波器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、運(yùn)行可靠性較高、運(yùn)行費(fèi)用較低等優(yōu)點(diǎn)，至今仍是應(yīng)用廣泛的被動(dòng)諧波治理方法。 二、無(wú)源濾波器的分類(lèi)無(wú)源濾波器主要可以

14、分為兩大類(lèi)：調(diào)諧濾波器和高通濾波器。 2.1、調(diào)諧濾波器調(diào)諧濾波器包括單調(diào)諧濾波器和雙調(diào)諧濾波器，可以濾除某一次(單調(diào)諧)或兩次(雙調(diào)諧)諧波，該諧波的頻率稱(chēng)為調(diào)諧濾波器的諧振頻率；2.2、高通濾波器高通濾波器也稱(chēng)為減幅濾波器，主要包括一階高通濾波器、二階高通濾波器、三階高通濾波器和c型濾波器，用來(lái)大幅衰減高于某一頻率的諧波，該頻率稱(chēng)為高通濾波器的截止頻率。 三、無(wú)源濾波器和有源濾波器的區(qū)別無(wú)源濾波器和有源濾波器，存在以下的區(qū)別： 3.1、工作原理無(wú)源濾波器由LC等被動(dòng)元件組成，將其設(shè)計(jì)為某頻率下極低阻抗，對(duì)相應(yīng)頻率諧波電流進(jìn)行分流，其行為模式為提供被動(dòng)式諧波電流

15、旁路通道；而有源濾波器由電力電子元件和DSP等構(gòu)成的電能變換設(shè)備，檢測(cè)負(fù)載諧波電流并主動(dòng)提供對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償電流，補(bǔ)償后的源電流幾乎為純正弦波，其行為模式為主動(dòng)式電流源輸出。 3.2、諧波處理能力無(wú)源濾波器只能濾除固定次數(shù)的諧波；但完全可以解決系統(tǒng)中的諧波問(wèn)題，解決企業(yè)用電過(guò)程中的實(shí)際問(wèn)題，且可以達(dá)到國(guó)家電力部門(mén)的標(biāo)準(zhǔn)；有源濾波器可動(dòng)態(tài)濾除各次諧波。 3.3、系統(tǒng)阻抗變化的影響無(wú)源濾波器受系統(tǒng)阻抗影響嚴(yán)重，存在諧波放大和共振的危險(xiǎn)；而有源濾波不受影響。3.4、頻率變化的影響無(wú)源濾波器諧振點(diǎn)偏移，效果降低；有源濾波器不受影響。 3.3、負(fù)載增加的影響無(wú)源濾波器可能因?yàn)槌d

16、而損壞；有源濾波器無(wú)損壞之危險(xiǎn)，諧波量大于補(bǔ)償能力時(shí)，僅發(fā)生補(bǔ)償效果不足而已。3.6、負(fù)載變化對(duì)諧波補(bǔ)償效果的影響無(wú)源濾波器隨著負(fù)載的變化而變化；有源濾波器不受負(fù)載變化影響。3.7、設(shè)備造價(jià)無(wú)源濾波器較低；有源濾波器太高。 3.8、應(yīng)用場(chǎng)合對(duì)比分析1.有源濾波容量單套不超過(guò)100KVA，無(wú)源濾波則無(wú)此限制； 2.有源濾波在提供濾波時(shí)，不能或很少提供無(wú)功功率補(bǔ)償，因?yàn)橐既萘浚欢鵁o(wú)源濾波則同時(shí)提供無(wú)功功率補(bǔ)償。 3.有源濾波目前最高適用電網(wǎng)電壓不超過(guò)430V，而低壓無(wú)源濾波最高適用電網(wǎng)電壓可達(dá)3000V。 4.無(wú)源濾波由于其價(jià)格優(yōu)勢(shì)、且不受硬件限制，廣泛用于電力、油田、鋼鐵、冶金、煤礦

17、、石化、造船、汽車(chē)、電鐵、新能源等行業(yè)；有源濾波器因無(wú)法解決的硬件問(wèn)題，在大容量場(chǎng)合無(wú)法使用，適用于電信、醫(yī)院等用電功率較小且諧波頻率較高的單位，優(yōu)于無(wú)源濾波。無(wú)源濾波器英文名稱(chēng)：passive filter 電容器、電抗器和電阻器適當(dāng)組合而成，并兼有無(wú)功補(bǔ)償和調(diào)壓功能的濾波器。 無(wú)源濾波器，又稱(chēng)LC濾波器，是利用電感、電容和電阻的組合設(shè)計(jì)構(gòu)成的濾波電路，可濾除某一次或多次諧波，最普通易于采用的無(wú)源濾波器結(jié)構(gòu)是將電感與電容串聯(lián)，可對(duì)主要次諧波（3、5、7）構(gòu)成低阻抗旁路；單調(diào)諧濾波器、雙調(diào)諧濾波器、高通濾波器都屬于無(wú)源濾波器。無(wú)源濾波器的優(yōu)點(diǎn)無(wú)源濾波器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、運(yùn)行可靠性較高、運(yùn)

18、行費(fèi)用較低等優(yōu)點(diǎn)，至今仍是應(yīng)用廣泛的被動(dòng)諧波治理方法。 無(wú)源濾波器的分類(lèi)無(wú)源濾波器主要可以分為兩大類(lèi)：調(diào)諧濾波器和高通濾波器。 調(diào)諧濾波器調(diào)諧濾波器包括單調(diào)諧濾波器和雙調(diào)諧濾波器，可以濾除某一次(單調(diào)諧)或兩次(雙調(diào)諧)諧波，該諧波的頻率稱(chēng)為調(diào)諧濾波器的諧振頻率； 高通濾波器高通濾波器也稱(chēng)為減幅濾波器，主要包括一階高通濾波器、二階高通濾波器、三階高通濾波器和c型濾波器，用來(lái)大幅衰減高于某一頻率的諧波，該頻率稱(chēng)為高通濾波器的截止頻率。 無(wú)源濾波器的發(fā)展歷程3.1、1917年美國(guó)和德國(guó)科學(xué)家分別發(fā)明了LC濾波器，次年導(dǎo)致了美國(guó)第一個(gè)多路復(fù)用系統(tǒng)的出現(xiàn)。 3.2、20世紀(jì)50年代無(wú)源濾波器日趨成熟。

19、 3.3、自60年代起由于計(jì)算機(jī)技術(shù)、集成工藝和材料工業(yè)的發(fā)展，濾波器發(fā)展上了一個(gè)新臺(tái)階，并且朝著低功耗、高精度、小體積、多功能、穩(wěn)定可靠和價(jià)廉方向努力，其中小體積、多功能、高精度、穩(wěn)定可靠成為70年代以后的主攻方向。導(dǎo)致RC有源濾波器、數(shù)字濾波器、開(kāi)關(guān)電容濾波器和電荷轉(zhuǎn)移器等各種濾波器的飛速發(fā)展； 3.4、到70年代后期，上述幾種濾波器的單片集成已被研制出來(lái)并得到應(yīng)用。 3.5、80年代，致力于各類(lèi)新型濾波器的研究，努力提高性能并逐漸擴(kuò)大應(yīng)用范圍。 3.6、90年代至現(xiàn)在主要致力于把各類(lèi)濾波器應(yīng)用于各類(lèi)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和研制。 當(dāng)然，對(duì)濾波器本身的研究仍在不斷進(jìn)行。 我國(guó)濾波器行業(yè)現(xiàn)狀我國(guó)廣泛使用

20、濾波器是50年代后期的事，當(dāng)時(shí)主要用于話(huà)路濾波和報(bào)路濾波。 經(jīng)過(guò)半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，我國(guó)濾波器在研制、生產(chǎn)和應(yīng)用等方面已納入國(guó)際發(fā)展步伐，但由于缺少專(zhuān)門(mén)研制機(jī)構(gòu)，集成工藝和材料工業(yè)跟不上來(lái)，使得我國(guó)許多新型濾波器的研制應(yīng)用與國(guó)際發(fā)展有一段距離。 無(wú)源濾波器和有源濾波器的區(qū)別無(wú)源濾波器和有源濾波器，存在以下的區(qū)別： 工作原理無(wú)源濾波器由LC等被動(dòng)元件組成，將其設(shè)計(jì)為某頻率下極低阻抗，對(duì)相應(yīng)頻率諧波電流進(jìn)行分流，其行為模式為提供被動(dòng)式諧波電流旁路通道；而有源濾波器由電力電子元件和DSP等構(gòu)成的電能變換設(shè)備，檢測(cè)負(fù)載諧波電流并主動(dòng)提供對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償電流，補(bǔ)償后的源電流幾乎為純正弦波，其行為模式為主動(dòng)式電流源

21、輸出。 諧波處理能力無(wú)源濾波器只能濾除固定次數(shù)的諧波；但完全可以解決系統(tǒng)中的諧波問(wèn)題，解決企 業(yè)用電過(guò)程中的實(shí)際問(wèn)題，且可以達(dá)到國(guó)家電力部門(mén)的標(biāo)準(zhǔn)；有源濾波器可動(dòng)態(tài)濾除各次諧波。 系統(tǒng)阻抗變化的影響無(wú)源濾波器受系統(tǒng)阻抗影響嚴(yán)重，存在諧波放大和共振的危險(xiǎn)；而有源濾波不受影響。 頻率變化的影響無(wú)源濾波器諧振點(diǎn)偏移，效果降低；有源濾波器不受影響。 負(fù)載增加的影響無(wú)源濾波器可能因?yàn)槌d而損壞；有源濾波器無(wú)損壞之危險(xiǎn)，諧波量大于補(bǔ)償能力時(shí)，僅發(fā)生補(bǔ)償效果不足而已。 負(fù)載變化對(duì)諧波補(bǔ)償效果的影響無(wú)源濾波器隨著負(fù)載的變化而變化；有源濾波器不受負(fù)載變化影響。 設(shè)備造價(jià)無(wú)源濾波器較低；有源濾波器太高。 應(yīng)用場(chǎng)合

22、對(duì)比分析1.有源濾波容量單套不超過(guò)100KVA，無(wú)源濾波則無(wú)此限制； 2.有源濾波在提供濾波時(shí)，不能或很少提供無(wú)功功率補(bǔ)償，因?yàn)橐既萘浚欢鵁o(wú)源濾波則同時(shí)提供無(wú)功功率補(bǔ)償。 3.有源濾波目前最高適用電網(wǎng)電壓不超過(guò)450V，而低壓無(wú)源濾波最高適用電網(wǎng)電壓可達(dá)3000V。 4.無(wú)源濾波由于其價(jià)格優(yōu)勢(shì)、且不受硬件限制，廣泛用于電力、油田、鋼鐵、冶金、煤礦、石化、造船、汽車(chē)、電鐵、新能源等行業(yè)；有源濾波器因無(wú)法解決的硬件問(wèn)題，在大容量場(chǎng)合無(wú)法使用，適用于電信、醫(yī)院等用電功率較小且諧波頻率較高的單位，優(yōu)于無(wú)源濾波。 主要發(fā)展情況由于無(wú)源濾波的具有大容量低價(jià)位的優(yōu)點(diǎn)，鋼鐵行業(yè)的濾波都采用無(wú)源濾波，目前國(guó)內(nèi)

23、濾波市場(chǎng)（電力諧波治理市場(chǎng)）上主要以無(wú)源濾波為主。國(guó)際上以ABB、諾基亞、施耐德、西門(mén)子為代表，國(guó)內(nèi)以溫州清華電子、山大華天、哈工大、西安賽博、綠波杰能為代表。發(fā)展形勢(shì)以快速反映，諧波治理徹底，綜合控制為主。2.貼片電容封裝 電容：可分為無(wú)極性和有極性?xún)深?lèi)，無(wú)極性電容下述兩類(lèi)封裝最為常見(jiàn)，即0805、0603；而有極性電容也就是我們平時(shí)所稱(chēng)的電解電容，一般我們平時(shí)用的最多的為鋁電解電容，由于其電解質(zhì)為鋁，所以其溫度穩(wěn)定性以及精度都不是很高，而貼片元件由于其緊貼電路版，所以要求溫度穩(wěn)定性要高，所以貼片電容以鉭電容為多，根據(jù)其耐壓不同，貼片電容又可分為A、B、C、D 四個(gè)系列，具體分類(lèi)如下：類(lèi)型封

24、裝形式耐壓A 3216 10VB 3528 16VC 6032 25VD 7343 35V貼片電容的尺寸表示法有兩種，一種是英寸為單位來(lái)表示，一種是以毫米為單位來(lái)表示，貼片電容的系列型號(hào)有0402、0603、0805、1206、1812、2010、2225、2512，是英寸表示法，04 表示長(zhǎng)度是0.04 英寸，02 表示寬度0.02 英寸，其他類(lèi)同型號(hào)尺寸（mm）英制尺寸 公制尺寸 長(zhǎng)度及公差 寬度及公差 厚度及公差0402 1005 1.00±0.05 0.50±0.05 0.50±0.050603 1608 1.60±0.10 0.80±

25、0.10 0.80±0.100805 2012 2.00±0.20 1.25±0.20 0.70±0.20 1.00±0.20 1.25±0.201206 3216 3.20±0.30 1.60±0.20 0.70±0.20 1.00±0.20 1.25±0.201210 3225 3.20±0.30 2.50±0.30 1.25±0.301.50±0.301808 4520 4.50±0.40 2.00±0.20 2.001

26、812 4532 4.50±0.40 3.20±0.30 2.502225 5763 5.70±0.50 6.30±0.50 2.503035 7690 7.60±0.50 9.00±0.05 3.00貼片電容的命名貼片電容的命名:貼片電容的命名所包含的參數(shù)有貼片電容的尺寸、做這種貼片電容用的材質(zhì)、要求達(dá)到的精度、要求的電壓、要求的容量、端頭的要求以及包裝的要求例風(fēng)華系列的貼片電容的命名貼片電容的命名:貼片電容的命名所包含的參數(shù)有貼片電容的尺寸、做這種貼片電容用的材質(zhì)、要求達(dá)到的精度、要求的電壓、要求的容量、端頭的要求以及包裝的要求。

27、一般訂購(gòu)貼片電容需提供的參數(shù)要有尺寸的大小、要求的精度、電壓的要求、容量值、以及要求的品牌即可。例風(fēng)華系列的貼片電容的命名：0805CG102J500NT0805：是指該貼片電容的尺寸套小，是用英寸來(lái)表示的08 表示長(zhǎng)度是0.08 英寸、05 表示寬度為0.05 英寸 1000mil=1英寸25.4mmCG ：是表示做這種電容要求用的材質(zhì)，這個(gè)材質(zhì)一般適合于做小于10000PF 以下的電容，102 ：是指電容容量，前面兩位是有效數(shù)字、后面的2 表示有多少個(gè)零10210×102 也就是1000PFJ ：是要求電容的容量值達(dá)到的誤差精度為5，介質(zhì)材料和誤差精度是配對(duì)的500 ：是要求電容

28、承受的耐壓為50V 同樣500 前面兩位是有效數(shù)字，后面是指有多少個(gè)零。N ：是指端頭材料，現(xiàn)在一般的端頭都是指三層電極（銀/銅層）、鎳、錫T ：是指包裝方式，T 表示編帶包裝，B 表示塑料盒散包裝貼片電容的顏色，常規(guī)見(jiàn)得多的就是比紙板箱淺一點(diǎn)的黃，和青灰色，這在具體的生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)有產(chǎn)生不同差異貼片電容上面沒(méi)有印字，這是和他的制作工藝有關(guān)（貼片電容是經(jīng)過(guò)高溫?zé)Y(jié)面成，所以沒(méi)辦法在它的表面印字），而貼片電阻是絲印而成（可以印刷標(biāo)記）。貼片電容有中高壓貼片電容得普通貼片電容，系列電壓有6.3V、10V、16V、25V、50V、100V、200V、500V、1000V、2000V、3000V、400

29、0V貼片電容的尺寸表示法有兩種，一種是英寸為單位來(lái)表示，一種是以毫米為單位來(lái)表示，貼片電容系列的型號(hào)有0201、0402、0603、0805、1206、1210、1812、2010、2225 等。貼片電容的材料常規(guī)分為三種，NPO,X7R,Y5VNPO 此種材質(zhì)電性能最穩(wěn)定，幾乎不隨溫度，電壓和時(shí)間的變化而變化，適用于低損耗，穩(wěn)定性要求要的高頻電路。容量精度在5左右，但選用這種材質(zhì)只能做容量較小的，常規(guī)100PF 以下，100PF-1000PF 也能生產(chǎn)但價(jià)格較高X7R 此種材質(zhì)比NPO 穩(wěn)定性差，但容量做的比NPO 的材料要高，容量精度在10左右。Y5V 此類(lèi)介質(zhì)的電容，其穩(wěn)定性較差，容量偏

30、差在20左右，對(duì)溫度電壓較敏感，但這種材質(zhì)能做到很高的容量，而且價(jià)格較低，適用于溫度變化不大的電路中?！般g貼片電解電容有黑色或灰色標(biāo)志的一頭是正極，另外一頭是負(fù)極。對(duì)于鋁貼片電解電容就和普通直插電解電容一樣，有杠杠的那端為負(fù)極?！?#160;  在網(wǎng)上查到這么一句話(huà)，可算是把板子上的鉭電解全部平反了！   之前在復(fù)位電路總是不正常，查來(lái)查去，是復(fù)位的鉭電解極性接反了！   以往用貼片電解大都就是對(duì)付鉭電解電容，隱約在意識(shí)里知道畫(huà)杠的一邊是接高電位，就沒(méi)有太注意其極性的表示方法。給醫(yī)療組的一哥們問(wèn)起來(lái)：“它不跟普通電解電容一樣么？普通電解畫(huà)白道子

31、的一端是負(fù)極?。吭倩蛘咚鼞?yīng)該和貼片二極管一樣吧？二極管也是畫(huà)白道子的那頭是負(fù)極誒！”歪著頭一想也是！極性的標(biāo)識(shí)方法也應(yīng)該有個(gè)統(tǒng)一的原則吧？于是在此后焊的板子里所有的鉭電解都掉了個(gè)頭   終究是以有電容的地方電平被拉得特別低這一現(xiàn)象，標(biāo)志著我對(duì)電解電容極性的表示方法完全混亂。   真服了這種下賤的表示方法，同樣是電解電容，鉭電解雖然昂貴一點(diǎn)，也不能搞特殊??！無(wú)極性電容以0805、0603兩類(lèi)封裝最為常見(jiàn)；0805具體尺寸：2.0×1.25×0.51206具體尺寸：3.0×1.50×0.5貼片電容以鉭電容為多，根據(jù)其耐

32、壓不同，又可分為A、B、C、D四個(gè)系列，具體分類(lèi)如下：類(lèi)型 封裝形式 耐壓A 3216 10VB 3528 16VC 6032 25VD 7343 35V貼片鉭電容的封裝是分為A型（3216），B型（3528）， C型（6032）， D型（7343），E型（7845）。  貼片電容正負(fù)極區(qū)分一種是常見(jiàn)的鉭電容，為長(zhǎng)方體形狀，有“-”標(biāo)記的一端為正； 另外還有一種銀色的表貼電容，想來(lái)應(yīng)該是鋁電解。 上面為圓形，下面為方形，在光驅(qū)電路板上很常見(jiàn)。 這種電容則是有“-”標(biāo)記的一端為負(fù)。發(fā)光二極管：顏色有紅、黃、綠、藍(lán)之分，亮度分普亮、高亮、超亮三個(gè)等級(jí)，常用的封裝形式有三類(lèi)：0805、12

33、06、1210 二極管：根據(jù)所承受電流的的限度，封裝形式大致分為兩類(lèi)，小電流型（如1N4148）封裝為1206，大電流型（如IN4007）暫沒(méi)有具體封裝形式，只能給出具體尺寸：5.5 X 3 X 0.5 電容電阻外形尺寸與封裝的對(duì)應(yīng)關(guān)系是: 0402=1.0x0.5 0603=1.6x0.8 0805=2.0x1.2 1206=3.2x1.6 1210=3.2x2.5 1812=4.5x3.2 2225=5.6x6.5 注：ABCD四類(lèi)型的封裝形式則為其具體尺寸,標(biāo)注形式為L(zhǎng) X S X H1210具體尺寸與電解電容B類(lèi)3528類(lèi)型相同0805具體尺寸：2.0 X 1.25 X 0.

34、51206具體尺寸：3.0 X 1.5 0X 0.5 -1.電阻電容的封裝形式如何選擇，有沒(méi)有什么原則?比如,同樣是104的電容有0603、0805的封裝，同樣是10uF電容有3216，0805,3528等封裝形式，選擇哪種封裝形式比較合適呢?我看到的電路里常用電阻電容封裝：電容：0.01uF可能的封裝有0603、080510uF的封裝有3216、3528、0805100uF的有7343320pF封裝：0603或0805電阻：4.7K、10k、330、33既有0603又有0805封裝。請(qǐng)問(wèn)怎么選擇這些封裝?答：貼片的封裝主要有：0201 1/20W 0402 1/16W 0603 1

35、/10W 0805 1/8W 1206 1/4W 電容電阻外形尺寸與封裝的對(duì)應(yīng)關(guān)系是: 0402=1.0x0.5 0603=1.6x0.8 0805=2.0x1.2 1206=3.2x1.6 1210=3.2x2.5 1812=4.5x3.2 2225=5.6x6.5電容本身的大小與封裝形式無(wú)關(guān)，封裝與標(biāo)稱(chēng)功率有關(guān)。它的長(zhǎng)和寬一般是用毫米表示的。但是型號(hào)是采用的英寸的表示方法。選擇合適的封裝第一要看你的PCB空間，是不是可以放下這個(gè)器件。一般來(lái)說(shuō)，封裝大的器件會(huì)比較便宜，小封裝的器件因?yàn)榧庸みM(jìn)度要高一點(diǎn)，有可能會(huì)貴一點(diǎn)，然后封裝大的電容耐壓值會(huì)比封裝小的同容量電容耐壓值高，這些都是要根據(jù)你實(shí)際

36、的需要來(lái)選擇的，另外，小封裝的元器件對(duì)貼裝要求會(huì)高一點(diǎn)，比如 SMT機(jī)器的精度。如手機(jī)里面的電路板，因?yàn)榭臻g有限，工作電壓低，就可以選用0402的電阻和電容，而大容量的鉭電容就多為3216等等大的封裝3.耦合、濾波、旁路電容的作用耦合電容的作用是將交流信號(hào)從前一級(jí)傳到下一級(jí)。為了不使后一級(jí)的工作點(diǎn)不受前一級(jí)的影響，就必須在直流方面把前一級(jí)和后一級(jí)分開(kāi)。同時(shí)，又能使交流信號(hào)順利的從前一級(jí)傳給后一級(jí)，電容能傳遞交流信號(hào)和隔斷直流，使前后級(jí)的工作點(diǎn)互不牽連。耦合電容的作用是將信號(hào)由前級(jí)電路傳送到后級(jí)電路，同時(shí)還具有隔離直流及頻率相對(duì)比較低的信號(hào)作用。實(shí)際上我們知道電容具有隔直通交的作用，也就是電容可

37、以將交流信號(hào)完整的傳到下一級(jí)電路，同時(shí)阻斷直流分量的通過(guò)。濾掉低頻實(shí)際上是指電容和它之后的電路的輸入阻抗構(gòu)成一個(gè)低頻濾波器，濾掉了低頻分量，從這個(gè)角度也可以解釋隔直的作用。濾波電容用在電源整流電路中，用來(lái)濾除交流成分。使輸出的直流更平滑。 去耦電容用在放大電路中不需要交流的地方，用來(lái)消除自激，使放大器穩(wěn)定工作。 旁路電容用在有電阻連接時(shí)，接在電阻兩端使交流信號(hào)順利通過(guò)。1.關(guān)于去耦電容蓄能作用的理解1）去耦電容主要是去除高頻如RF信號(hào)的干擾，干擾的進(jìn)入方式是通過(guò)電磁輻射。而實(shí)際上，芯片附近的電容還有蓄能的作用，這是第二位的。你可以把總電源看作密云水庫(kù)，我們大樓內(nèi)的家家戶(hù)戶(hù)都需要供水，這時(shí)候，水

38、不是直接來(lái)自于水庫(kù)，那樣距離太遠(yuǎn)了，等水過(guò)來(lái)，我們已經(jīng)渴的不行了。  實(shí)際水是來(lái)自于大樓頂上的水塔,水塔其實(shí)是一個(gè)buffer的作用。      如果微觀來(lái)看，高頻器件在工作的時(shí)候，其電流是不連續(xù)的，而且頻率很高，而器件VCC到總電源有一段距離，即便距離不長(zhǎng)，在頻率很高的情況下，阻抗Zi*wL+R，線路的電感影響也會(huì)非常大，會(huì)導(dǎo)致器件在需要電流的時(shí)候，不能被及時(shí)供給。而去耦電容可以彌補(bǔ)此不足。      這也是為什么很多電路板在高頻器件VCC管腳處放置小電容的原因之一（在vcc引腳上通

39、常并聯(lián)一個(gè)去藕電容，這樣交流分量就從這個(gè)電容接地。）2）有源器件在開(kāi)關(guān)時(shí)產(chǎn)生的高頻開(kāi)關(guān)噪聲將沿著電源線傳播。去耦電容的主要功能就是提供 一個(gè)局部的直流電源給有源器件，以減少開(kāi)關(guān)噪聲在板上的傳播和將噪聲引導(dǎo)到地2.旁路電容和去耦電容的區(qū)別      去耦：去除在器件切換時(shí)從高頻器件進(jìn)入到配電網(wǎng)絡(luò)中的RF能量。去耦電容還可以為器件供局部化的DC電壓源，它在減少跨板浪涌電流方面特別有用。 旁路：從元件或電纜中轉(zhuǎn)移出不想要的共模RF能量。這主要是通過(guò)產(chǎn)生AC旁路消除無(wú)意的能量進(jìn)入敏感的部分，另外還可以提供基帶濾波功能（帶寬受限）。 我們經(jīng)常可

40、以看到，在電源和地之間連接著去耦電容，它有三個(gè)方面的作用：一是作為本集成電路的蓄能電容；二是濾除該器件產(chǎn)生的高頻噪聲，切斷其通過(guò)供電回路進(jìn)行傳播的通路；三是防止電源攜帶的噪聲對(duì)電路構(gòu)成干擾。       在電子電路中，去耦電容和旁路電容都是起到抗干擾的作用，電容所處的位置不同，稱(chēng)呼就不一樣了。對(duì)于同一個(gè)電路來(lái)說(shuō)，旁路（bypass）電容是把輸入信號(hào)中的高頻噪聲作為濾除對(duì)象，把前級(jí)攜帶的高頻雜波濾除，而去耦（decoupling）電容也稱(chēng)退耦電容，是把輸出信號(hào)的干擾作為濾除對(duì)象。電容耦合的作用是將交流信號(hào)從前一級(jí)傳到下一級(jí)。當(dāng)然，耦合的方法還有直

41、接耦合和變壓器耦合的方法。直接耦合效率最高，信號(hào)又不失真，但是，前后兩級(jí)的工作點(diǎn)的調(diào)整復(fù)雜，相互牽連。為了不使后一級(jí)的工作點(diǎn)不受前一級(jí)的影響，就必須在直流方面把前一級(jí)和后一級(jí)分開(kāi)。同時(shí)，又能使交流信號(hào)順利的從前一級(jí)傳給后一級(jí)，同時(shí)能完成這一任務(wù)的方法就是采用電容傳輸或變壓器傳輸來(lái)實(shí)現(xiàn)。它們都能傳遞交流信號(hào)和隔斷直流，使前后級(jí)的工作點(diǎn)互不牽連。但不同的是，用電容傳輸時(shí)，信號(hào)的相位要延遲一些，用變壓器傳輸時(shí)，信號(hào)的高頻成份要損失一些。一般情況下，小信號(hào)傳輸時(shí)，常用電容作為耦合元件，大信號(hào)或強(qiáng)信號(hào)的傳輸，常用變壓器作耦合元件。4.存儲(chǔ)器形式1按制造工藝分類(lèi) 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器可以分為雙極型和金屬氧化物半導(dǎo)

42、體型兩類(lèi)。 雙極型（bipolar）由TTL晶體管邏輯電路構(gòu)成。該類(lèi)存儲(chǔ)器件的工作速度快，與CPU處在同一量級(jí)，但集成度低，功耗大，價(jià)格偏高，在微機(jī)系統(tǒng)中常用做高速緩沖存儲(chǔ)器cache。 金屬氧化物半導(dǎo)體型，簡(jiǎn)稱(chēng)MOS型。該類(lèi)存儲(chǔ)器有多種制造工藝，如NMOS, HMOS, CMOS, CHMOS等，可用來(lái)制造多種半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，如靜態(tài)RAM、動(dòng)態(tài)RAM、EPROM等。該類(lèi)存儲(chǔ)器的集成度高，功耗低，價(jià)格便宜，但速度較雙極型器件慢。微機(jī)的內(nèi)存主要由MOS型半導(dǎo)體構(gòu)成。  2按存取方式分類(lèi) 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器可分為只讀存儲(chǔ)器（ROM）和隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）兩大類(lèi)。ROM是一種非易失性存儲(chǔ)器，

43、其特點(diǎn)是信息一旦寫(xiě)入，就固定不變，掉電后，信息也不會(huì)丟失。在使用過(guò)程中，只能讀出，一般不能修改，常用于保存無(wú)須修改就可長(zhǎng)期使用的程序和數(shù)據(jù)，如主板上的基本輸入/輸出系統(tǒng)程序BIOS、打印機(jī)中的漢字庫(kù)、外部設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序等，也可作為I/O數(shù)據(jù)緩沖存儲(chǔ)器、堆棧等。RAM是一種易失性存儲(chǔ)器，其特點(diǎn)是在使用過(guò)程中，信息可以隨機(jī)寫(xiě)入或讀出，使用靈活，但信息不能永久保存，一旦掉電，信息就會(huì)自動(dòng)丟失，常用做內(nèi)存，存放正在運(yùn)行的程序和數(shù)據(jù)。 （1）ROM的類(lèi)型 根據(jù)不同的編程寫(xiě)入方式，ROM分為以下幾種。 掩膜ROM掩膜ROM存儲(chǔ)的信息是由生產(chǎn)廠家根據(jù)用戶(hù)的要求，在生產(chǎn)過(guò)程中采用掩膜工藝（即光刻圖形技術(shù)）一次

44、性直接寫(xiě)入的。掩膜ROM一旦制成后，其內(nèi)容不能再改寫(xiě)，因此它只適合于存儲(chǔ)永久性保存的程序和數(shù)據(jù)。 PROMPROM（programmable ROM）為一次編程ROM。它的編程邏輯器件靠存儲(chǔ)單元中熔絲的斷開(kāi)與接通來(lái)表示存儲(chǔ)的信息：當(dāng)熔絲被燒斷時(shí)，表示信息“0”；當(dāng)熔絲接通時(shí)，表示信息“1”。由于存儲(chǔ)單元的熔絲一旦被燒斷就不能恢復(fù)，因此PROM存儲(chǔ)的信息只能寫(xiě)入一次，不能擦除和改寫(xiě)。 EPROMEPROM（erasable programmable ROM）是一種紫外線可擦除可編程ROM。寫(xiě)入信息是在專(zhuān)用編程器上實(shí)現(xiàn)的，具有能多次改寫(xiě)的功能。EPROM芯片的上方有一個(gè)石英玻璃窗口，當(dāng)需要改寫(xiě)時(shí)，

45、將它放在紫外線燈光下照射約1520分鐘便可擦除信息，使所有的擦除單元恢復(fù)到初始狀態(tài)“1”，又可以編程寫(xiě)入新的內(nèi)容。由于EPROM在紫外線照射下信息易丟失，故在使用時(shí)應(yīng)在玻璃窗口處用不透明的紙封嚴(yán)，以免信息丟失。 EEPROMEEPROM也稱(chēng)E2PROM（electrically erasable programmable ROM）是一種電可擦除可編程ROM。它是一種在線（或稱(chēng)在系統(tǒng)，即不用拔下來(lái)）可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器。它能像RAM那樣隨機(jī)地進(jìn)行改寫(xiě)，又能像ROM那樣在掉電的情況下使所保存的信息不丟失，即E2PROM兼有RAM和ROM的雙重功能特點(diǎn)。又因?yàn)樗母膶?xiě)不需要使用專(zhuān)用編程設(shè)備，只需在

46、指定的引腳加上合適的電壓（如5V）即可進(jìn)行在線擦除和改寫(xiě)，使用起來(lái)更加方便靈活。 閃速存儲(chǔ)器閃速存儲(chǔ)器（flash memory），簡(jiǎn)稱(chēng)Flash或閃存。它與EEPROM類(lèi)似，也是一種電擦寫(xiě)型ROM。與EEPROM的主要區(qū)別是：EEPROM是按字節(jié)擦寫(xiě)，速度慢；而閃存是按塊擦寫(xiě)，速度快，一般在65170ns之間。Flash芯片從結(jié)構(gòu)上分為串行傳輸和并行傳輸兩大類(lèi)：串行Flash能節(jié)約空間和成本，但存儲(chǔ)容量小，速度慢；而并行Flash存儲(chǔ)容量大，速度快。 Flash是近年來(lái)發(fā)展非?？斓囊环N新型半導(dǎo)體存儲(chǔ)器。由于它具有在線電擦寫(xiě)，低功耗，大容量，擦寫(xiě)速度快的特點(diǎn)，同時(shí)，還具有與DRAM等同的低價(jià)位

47、，低成本的優(yōu)勢(shì)，因此受到廣大用戶(hù)的青睞。目前，F(xiàn)lash在微機(jī)系統(tǒng)、尋呼機(jī)系統(tǒng)、嵌入式系統(tǒng)和智能儀器儀表等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。 （2）RAM的類(lèi)型 SRAM SRAM（static RAM）是一種靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器。它的存儲(chǔ)電路由MOS管觸發(fā)器構(gòu)成，用觸發(fā)器的導(dǎo)通和截止?fàn)顟B(tài)來(lái)表示信息“0”或“1”。其特點(diǎn)是速度快，工作穩(wěn)定，且不需要刷新電路，使用方便靈活，但由于它所用MOS管較多，致使集成度低，功耗較大，成本也高。在微機(jī)系統(tǒng)中，SRAM常用做小容量的高速緩沖存儲(chǔ)器。 DRAMDRAM（dynamic RAM）是一種動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器。它的存儲(chǔ)電路是利用MOS管的柵極分布電容的充放電來(lái)保存信息，充電后

48、表示“1”，放電后表示“0”。其特點(diǎn)是集成度高，功耗低，價(jià)格便宜，但由于電容存在漏電現(xiàn)象，電容電荷會(huì)因?yàn)槁╇姸饾u丟失，因此必須定時(shí)對(duì)DRAM進(jìn)行充電（稱(chēng)為刷新）。在微機(jī)系統(tǒng)中，DRAM常被用做內(nèi)存（即內(nèi)存條）。 NVRAMNVRAM（non volatile RAM）是一種非易失性隨機(jī)存儲(chǔ)器。它的存儲(chǔ)電路由SRAM和E2PROM共同構(gòu)成，在正常運(yùn)行時(shí)和SRAM的功能相同，既可以隨時(shí)寫(xiě)入，又可以隨時(shí)讀出。但在掉電或電源發(fā)生故障的瞬間，它可以立即把SRAM中的信息保存到EEPROM中，使信息得到自動(dòng)保護(hù)。NVRAM多用于掉電保護(hù)和保存存儲(chǔ)系統(tǒng)中的重要信息。微型計(jì)算機(jī)中半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的分類(lèi)如圖5.2

49、所示。 隨著集成電路技術(shù)的不斷發(fā)展，半導(dǎo)體存儲(chǔ)器也得到迅速發(fā)展，不斷涌現(xiàn)出新型存儲(chǔ)器芯片。靜態(tài)RAM有同步突發(fā)SRAM（synchronous burst SRAM, SB SRAM）、管道突發(fā)SRAM（pipelined burst SRAM, PB SRAM）等。動(dòng)態(tài)RAM有快速頁(yè)模式DRAM（fast page mode DRAM, FPM DRAM）、擴(kuò)充數(shù)據(jù)輸出RAM（extended data output RAM, EDORAM）、同步DRAM（synchronous DRAM, SDRAM）、Rambus公司推出的RDRAM（Rambus DRAM）、Intel公司推出的DRD

50、RAM（direct Rambus DRAM）等。專(zhuān)用存儲(chǔ)器芯片有鐵電體RAM（ferroeelectric RAM, FRAM）、雙口RAM、先進(jìn)先出存儲(chǔ)器（FIFO RAM）等。5.FPGA、CPLD特點(diǎn)及區(qū)別FPGA(現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列)與 CPLD(復(fù)雜可編程邏輯器件)都是可編程邏輯器件，它們是在PAL,GAL等邏輯器件的基礎(chǔ)之上發(fā)展起來(lái)的。同以往的PAL,GAL等相比較，F(xiàn)PGACPLD的規(guī)模比較大，它可以替代幾十甚至幾千塊通用IC芯片。這樣的FPGACPLD實(shí)際上就是一個(gè)子系統(tǒng)部件。這種芯片受到世界范圍內(nèi)電子工程設(shè)計(jì)人員的廣泛關(guān)注和普遍歡迎。經(jīng)過(guò)了十幾年的發(fā)展，許多公司都開(kāi)發(fā)出了多種

51、可編程邏輯器件。 對(duì)用戶(hù)而言，CPLD與FPGA的內(nèi)部結(jié)構(gòu)稍有不同，但用法一樣，所以多數(shù)情況下，不加以區(qū)分。 FPGACPLD芯片都是特殊的ASIC芯片，它們除了具有ASIC的特點(diǎn)之外，還具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)： ·隨著VlSI(Very Large Scale IC，超大規(guī)模集成電路)工藝的不斷提高單一芯片內(nèi)部可以容納上百萬(wàn)個(gè)晶體管， FPGACPLD芯片的規(guī)模也越來(lái)越大，其單片邏輯門(mén)數(shù)已達(dá)到上百萬(wàn)門(mén)，它所能實(shí)現(xiàn)的功能也越來(lái)越強(qiáng)，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成。 ·FPGACPLD芯片在出廠之前都做過(guò)百分之百的測(cè)試，不需要設(shè)計(jì)人員承擔(dān)投片風(fēng)險(xiǎn)和費(fèi)用，設(shè)計(jì)人員只需在自己的實(shí)驗(yàn)室里就可以通

52、過(guò)相關(guān)的軟硬件環(huán)境來(lái)完成芯片的最終功能設(shè)計(jì)。所以， FPGACPLD的資金投入小，節(jié)省了許多潛在的花費(fèi)。 ·用戶(hù)可以反復(fù)地編程、擦除、使用或者在外圍電路不動(dòng)的情況下用不同軟件就可實(shí)現(xiàn)不同的功能。所以，用FPGAPLD 試制樣片，能以最快的速度占領(lǐng)市場(chǎng)。 FPGACPLD軟件包中有各種輸入工具和仿真工具，及版圖設(shè)計(jì)工具和編程器等全線產(chǎn)品，電路設(shè)計(jì)人員在很短的時(shí)間內(nèi)就可完成電路的輸入、編譯、優(yōu)化、仿真，直至最后芯片的制作。 當(dāng)電路有少量改動(dòng)時(shí)，更能顯示出FPGACPLD的優(yōu)勢(shì)。電路設(shè)計(jì)人員使用FPGACPLD進(jìn)行電路設(shè)計(jì)時(shí)，不需要具備專(zhuān)門(mén)的IC(集成電路)深層次的知識(shí)， FPGACPLD

53、軟件易學(xué)易用，可以使設(shè)計(jì)人員更能集中精力進(jìn)行電路設(shè)計(jì)，快速將產(chǎn)品推向市場(chǎng)。FPGA是現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯門(mén)陣列的簡(jiǎn)稱(chēng)，是電子設(shè)計(jì)的一個(gè)里程碑。CPLD是復(fù)雜可變成邏輯器件的簡(jiǎn)稱(chēng)。盡管FPGA和CPLD都是可編程ASIC器件,有很多共同特點(diǎn),但由于CPLD和FPGA結(jié)構(gòu)上的差異,具有各自的特點(diǎn): 1）、CPLD更適合完成各種算法和組合邏輯,FP GA更適合于完成時(shí)序邏輯。換句話(huà)說(shuō),FPGA更適合于觸發(fā)器豐富的結(jié)構(gòu),而CPLD更適合于觸發(fā)器有限而乘積項(xiàng)豐富的結(jié)構(gòu)。 2）、CPLD的連續(xù)式布線結(jié)構(gòu)決定了它的時(shí)序延遲是均勻的和可預(yù)測(cè)的,而FPGA的分段式布線結(jié)構(gòu)決定了其延遲的不可預(yù)測(cè)性。 3）、在編程上FP

54、GA比CPLD具有更大的靈活性。CPLD通過(guò)修改具有固定內(nèi)連電路的邏輯功能來(lái)編程,FPGA主要通過(guò)改變內(nèi)部連線的布線來(lái)編程;FP GA可在邏輯門(mén)下編程,而CPLD是在邏輯塊下編程。 4）、FPGA的集成度比CPLD高,具有更復(fù)雜的布線結(jié)構(gòu)和邏輯實(shí)現(xiàn)。 5）、CPLD比FPGA使用起來(lái)更方便。CPLD的編程采用E2PROM或FASTFLASH技術(shù),無(wú)需外部存儲(chǔ)器芯片,使用簡(jiǎn)單。而FPGA的編程信息需存放在外部存儲(chǔ)器上,使用方法復(fù)雜。 6）、CPLD的速度比FPGA快,并且具有較大的時(shí)間可預(yù)測(cè)性。這是由于FPGA是門(mén)級(jí)編程,并且CLB之間采用分布式互聯(lián),而CPLD是邏輯塊級(jí)編程,并且其邏輯塊之間的

55、互聯(lián)是集總式的。 7）、在編程方式上,CPLD主要是基于EEPROM或FLASH存儲(chǔ)器編程,編程次數(shù)可達(dá)1萬(wàn)次,優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)斷電時(shí)編程信息也不丟失。CPLD又可分為在編程器上編程和在系統(tǒng)編程兩類(lèi)。FPGA大部分是基于SRAM編程,編程信息在系統(tǒng)斷電時(shí)丟失,每次上電時(shí),需從器件外部將編程數(shù)據(jù)重新寫(xiě)入SRAM中。其優(yōu)點(diǎn)是可以編程任意次,可在工作中快速編程,從而實(shí)現(xiàn)板級(jí)和系統(tǒng)級(jí)的動(dòng)態(tài)配置。 8）、CPLD保密性好,FPGA保密性差。 9）、一般情況下,CPLD的功耗要比FPGA大,且集成度越高越明顯。 隨著復(fù)雜可編程邏輯器件(CPLD)密度的提高，數(shù)字器件設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行大型設(shè)計(jì)時(shí)，既靈活又容易，而且產(chǎn)

56、品可以很快進(jìn)入市場(chǎng)。許多設(shè)計(jì)人員已經(jīng)感受到CPLD容易使用、時(shí)序可預(yù)測(cè)和速度高等優(yōu)點(diǎn)，然而，在過(guò)去由于受到CPLD密度的限制，他們只好轉(zhuǎn)向FPGA和ASIC?，F(xiàn)在，設(shè)計(jì)人員可以體會(huì)到密度高達(dá)數(shù)十萬(wàn)門(mén)的CPLD所帶來(lái)的好處。 CPLD結(jié)構(gòu)在一個(gè)邏輯路徑上采用1至16個(gè)乘積項(xiàng)，因而大型復(fù)雜設(shè)計(jì)的運(yùn)行速度可以預(yù)測(cè)。因此，原有設(shè)計(jì)的運(yùn)行可以預(yù)測(cè)，也很可靠，而且修改設(shè)計(jì)也很容易。CPLD在本質(zhì)上很靈活、時(shí)序簡(jiǎn)單、路由性能極好，用戶(hù)可以改變他們的設(shè)計(jì)同時(shí)保持引腳輸出不變。與FPGA相比，CPLD的I/O更多，尺寸更小。如今，通信系統(tǒng)使用很多標(biāo)準(zhǔn)，必須根據(jù)客戶(hù)的需要配置設(shè)備以支持不同的標(biāo)準(zhǔn)。CPLD可讓設(shè)備

57、做出相應(yīng)的調(diào)整以支持多種協(xié)議，并隨著標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議的演變而改變功能。這為系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員帶來(lái)很大的方便，因?yàn)樵跇?biāo)準(zhǔn)尚未完全成熟之前他們就可以著手進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)，然后再修改代碼以滿(mǎn)足最終標(biāo)準(zhǔn)的要求。CPLD的速度和延遲特性比純軟件方案更好，它的NRE費(fèi)用低於ASIC，更靈活，產(chǎn)品也可以更快入市。CPLD可編程方案的優(yōu)點(diǎn)如下：邏輯和存儲(chǔ)器資源豐富(CYPRESS Delta39K200的RAM超過(guò)480 Kb)帶冗余路由資源的靈活時(shí)序模型改變引腳輸出很靈活可以裝在系統(tǒng)上后重新編程I/O數(shù)目多具有可保證性能的集成存儲(chǔ)器控制邏輯提供單片CPLD和可編程PHY方案 由于有這些優(yōu)點(diǎn)，設(shè)計(jì)建模成本低，可在設(shè)計(jì)過(guò)程的任一階段添加設(shè)計(jì)或改變引腳輸出，可以很快上市CPLD的結(jié)構(gòu)CPLD是屬於粗粒結(jié)構(gòu)的可編程邏輯器件。它具有豐富的邏輯資源(即邏輯門(mén)與寄存器的