0引言

光電檢測技術(shù)是光學(xué)與電子學(xué)相結(jié)合而產(chǎn)生的一門新興檢測技術(shù)［1］。它主要利用電子技術(shù)對光學(xué)信號進(jìn)行檢測，并進(jìn)一步傳遞、儲存、控制、計算和顯示［2］。光電檢測技術(shù)從原理上講可以檢測一切能夠影響光量和光特性的非電量。它可通過光學(xué)系統(tǒng)把待檢測的非電量信息變換成為便于接受的光學(xué)信息，然后用光電探測器件將光學(xué)信息量變換成電量，并進(jìn)一步經(jīng)過電路放大、處理，以達(dá)到電信號輸出的目的［3］。然后采用電子學(xué)、信息論、計算機及物理學(xué)等方法分析噪聲產(chǎn)生的原因和規(guī)律，以便于進(jìn)行相應(yīng)的電路改進(jìn)，更好地研究被噪聲淹沒的微弱有用信號的特點與相關(guān)性，從而了解非電量的狀態(tài)。微弱信號檢測的目的是從強噪聲中提取有用信號，同時提高檢測系統(tǒng)輸出信號的信噪比。

1光電檢測電路的基本構(gòu)成

光電探測器所接收到的信號一般都非常微弱，而且光探測器輸出的信號往往被深埋在噪聲之中，因此，要對這樣的微弱信號進(jìn)行處理，一般都要先進(jìn)行預(yù)處理，以將大部分噪聲濾除掉，并將微弱信號放大到后續(xù)處理器所要求的電壓幅度。這樣，就需要通過前置放大電路、濾波電路和主放大電路來輸出幅度合適、并已濾除掉大部分噪聲的待檢測信號。其光電檢測模塊的組成框圖如圖1所示。

2光電二極管的工作模式與等效模型

2．1光電二極管的工作模式

摘要:光電檢測技術(shù)是光學(xué)技術(shù)與電子技術(shù)相結(jié)合以實現(xiàn)對各種光學(xué)物理量的檢測與測量，當(dāng)應(yīng)用于惡劣的環(huán)境中，待測的光信號易受到外界的干擾，信號強度較弱時，設(shè)備要想提取準(zhǔn)確完整的信號時，要求對檢測電路提出更高的要求，如何將微弱信號從噪聲中提取、恢復(fù)和增強成為光電檢測的關(guān)鍵。

關(guān)鍵詞:光電轉(zhuǎn)化;放大電路

光電檢測設(shè)備的核心技術(shù)包括:光電轉(zhuǎn)化技術(shù)、光信息提取與測量以及電信號的處理技術(shù)。本文將著重介紹光電轉(zhuǎn)化技術(shù)模塊中光信號的檢測與放大的電路設(shè)計，用于微弱信號的提取檢測與放大。

1光電檢測器

光電檢測器能夠檢測出入射在其上面的光功率，并完成光/電信號的轉(zhuǎn)換。對光檢測器的基本要求是:在工作波長上具有足夠高的響應(yīng)度、響應(yīng)速度足夠夠快、線性良好與噪聲較低。目前常用的檢測器主要有兩種:pin型光電二極管和APD雪崩型光電二極管。

2前端放大電路

摘要：綜合工作面是礦井生產(chǎn)的核心場所，液壓支架在綜合采礦工作面起著重要的支護(hù)作用。為科學(xué)管理礦井煤礦生產(chǎn)安全、減少頂板事故，采煤現(xiàn)場需對綜合工作面液壓支架的支護(hù)狀況進(jìn)行監(jiān)測。目前有很多礦用液壓支柱無線監(jiān)測方法，文章僅探討一種相對較高精度硬件電路設(shè)計方法。文章所研究的監(jiān)測系統(tǒng)以液壓支架壓力作為監(jiān)測對象，由終端采集節(jié)點和路由節(jié)點兩部分組成。終端采集節(jié)點安裝在每個液壓支架上，用來監(jiān)測支架壓力，路由節(jié)點負(fù)責(zé)將收到的數(shù)據(jù)通過多跳的方式傳給上位機。對節(jié)點間的通信及終端節(jié)點的監(jiān)測可靠性和功耗進(jìn)行了測試，表明本系統(tǒng)具有運行穩(wěn)定、體積小、成本低、測量精度高等特點?？煽康谋O(jiān)測降低了開采面事故發(fā)生，提高了人身設(shè)備安全，降低功耗提高了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和使用壽命。

關(guān)鍵詞：液壓支架；監(jiān)測；電路設(shè)計

1液壓支架監(jiān)測系統(tǒng)模型的建立

1.1無線通信技術(shù)

液壓支架工作環(huán)境比較復(fù)雜，通信頻率、巷道的傾斜程度和井下的導(dǎo)體等多種因素都會影響無線通信信號。因此在設(shè)計礦井液壓支架壓力監(jiān)測系統(tǒng)時必須要考慮到井下的特殊環(huán)境，考慮數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。通過對目前市場上常用的無線通信技術(shù)比較，本文將ZigBee短距離無線通信技術(shù)應(yīng)用于礦井環(huán)境監(jiān)測中。ZigBee技術(shù)是一種新興的短距離、低速率的雙向無線通信技術(shù)，有自己的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，可以在很多傳感器間進(jìn)行通信，具有很強的自適應(yīng)性，主要應(yīng)用于自動控制領(lǐng)域，同時可以實現(xiàn)系統(tǒng)定位，具有低功耗、近距離、短延遲、低速率、低成本、網(wǎng)絡(luò)容量大、高安全性、工作頻段靈活的特點。

1.2液壓支架監(jiān)測系統(tǒng)組網(wǎng)模型

摘要：為了提高壓電傳感器的固有頻率，減小傳感器的體積，采用高輸入阻抗的儀表放大器，設(shè)計研究了用于壓電傳感器的放大電路，通過改變放大電路輸入回路偏置電阻的電阻值，得到了比常規(guī)方法更加簡單、有效的簡單放大電路，實現(xiàn)了小體積下的一體化壓電傳感器較好的頻率響應(yīng)和良好的線性度。

關(guān)鍵詞：壓電；傳感器；電路設(shè)計

壓電傳感器是用于動態(tài)測量的傳感器，雖有低頻響應(yīng)差、不能測量靜態(tài)信號的缺點，但與壓阻傳感器相比，具有動態(tài)響應(yīng)好、頻響寬的優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于壓力、位移、速度、加速度及沖擊信號的測量。壓電傳感器的輸出信號微弱、且輸出阻抗很高，不能使用一般的運算放大器作為壓電傳感器的信號放大電路。以往的壓電傳感器放大電路[1~3]，由于傳感器與放大電路之間不是一體化結(jié)構(gòu)，要用一定長度的導(dǎo)線連接在一起，這就要求放大電路必須是電荷放大器。若要做成傳感器及放大電路一體化結(jié)構(gòu)，由于電荷放大器的電路較復(fù)雜，致使傳感器體積較大，傳感器的固有頻率很難做大。當(dāng)要求傳感器有較高的固有頻率時，就需要減小體積，電路板的面積大小就成為瓶頸。文獻(xiàn)[4]所述的放大電路和傳感器是一體化的，但電路結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，裝配操作及調(diào)試都較為困難。為了使壓電傳感器體積減小又不降低性能，必須要對其放大電路進(jìn)行研究探討。本文試圖設(shè)計一種一體化的壓電傳感器放大電路，達(dá)到傳感器既有較小的體積、又有較高的性能的目的，使傳感器的裝配調(diào)試容易，能批量生產(chǎn)。

1電路設(shè)計原理

壓電傳感器是用螺栓將質(zhì)量塊、壓電陶瓷片、引出線電極片及絕緣片緊固在底座上組成的剛性連接結(jié)構(gòu)傳感器，傳感器的轉(zhuǎn)換原理基于壓電效應(yīng)[5]，屬于慣性力傳感器。若傳感器底座受到慣性力的作用時，質(zhì)量塊加在壓電陶瓷片上的力也隨之變化，當(dāng)被測試件的振動頻率遠(yuǎn)低于傳感器的固有頻率時，力的大小與被測參數(shù)的數(shù)值成正比例關(guān)系，壓電陶瓷受力作用產(chǎn)生的電荷量與作用力相關(guān)聯(lián)，測量放大轉(zhuǎn)換成與被測參數(shù)相關(guān)的電壓值，便可得到被測量的數(shù)值。壓電傳感器是自發(fā)電型的傳感器，本身無需供電電源，可將其看作是電荷源或電壓源。壓電傳感器受外力（振動、沖擊等）作用時產(chǎn)生動態(tài)的電荷量（正弦波信號）很微弱。測量微弱的電荷信號，要求放大壓電傳感器信號的前置放大電路須具有很高的輸入阻抗，以減少傳感器接入放大電路后產(chǎn)生電荷的泄露，避免輸入信號的跌落。壓電傳感器的放大可由電荷放大器和電壓放大器來完成。電荷放大器的輸出信號不受傳感器引出線線間分布電容的影響，但組成放大電路的所需元件多，傳感器做成一體化實為不便。當(dāng)壓電傳感器與放大電路組成一體化結(jié)構(gòu)時，傳感器與電路間的間距很小，所需引線很短、且位置相對固定，由引線間形成的分布電容不大，用簡單的電壓放大電路對傳感器的測量誤差影響很小。選擇封裝體積很小的高輸入阻抗儀表放大器將會使電路結(jié)構(gòu)大為簡化，電路所用元件也大為減少，不僅傳感器的體積會減少很多，也可大大提高電路的可靠性，因為往往越是簡單的電路其故障率就越低。為此設(shè)計成如圖1所示的壓電傳感器放大電路。圖1的電路包含了電荷信號的輸入電路、放大器及放大器所需參考電壓的穩(wěn)壓電路。電荷信號的兩個輸出端分別通過對穩(wěn)壓電路的輸出端接入兩個高阻值的電阻器后再接入放大器的輸入端，以此為放大器的輸入端提供了偏置電流回路，使放大器能正常放大交流信號，參考電壓的加入為放大器放大交流信號提供了直流電位，以免放大器產(chǎn)生削波輸出不完整的波形信號。

2試驗結(jié)果

驗證模擬電子技術(shù)是一門所有電類工科專業(yè)必修的專業(yè)基礎(chǔ)課［1］，學(xué)生通過該課程的學(xué)習(xí)可以掌握半導(dǎo)體物理器件、單級和多級放大電路、集成運算器、穩(wěn)壓電源等知識，為后續(xù)微機原理應(yīng)用、單片機技術(shù)、高頻電子技術(shù)等專業(yè)課程學(xué)習(xí)做好知識鋪墊［2］。然而，傳統(tǒng)的模擬電子技術(shù)教學(xué)以課本理論公式講授推導(dǎo)為主，以采用模擬實驗箱或?qū)嶒炁_的驗證性實驗為輔，具有物理概念抽象、分析方法復(fù)雜、動手設(shè)計困難等特點［3］。因此，學(xué)生普遍反映該課程學(xué)習(xí)起來困難，考試通過率不高，學(xué)習(xí)興趣不足。隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，集成電路行業(yè)已經(jīng)被視為與鋼鐵和石油工業(yè)同等重要的、具有戰(zhàn)略意義的國家命脈行業(yè)，其技術(shù)水平和產(chǎn)業(yè)規(guī)模已經(jīng)成為衡量一個國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展、技術(shù)進(jìn)步、工業(yè)先進(jìn)、國防實力的重要標(biāo)志［4］。特別是在“新理念、新結(jié)構(gòu)、新模式、新質(zhì)量、新體系”的新時代工科建設(shè)背景下［5］，如何培養(yǎng)出優(yōu)秀的適合集成電路行業(yè)需求的大學(xué)本科畢業(yè)生已經(jīng)成為了各本科院校亟待解決的問題。為了培養(yǎng)學(xué)生的集成電路設(shè)計能力，提高學(xué)生對于電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的認(rèn)同度和興趣感，本文探究了一種面向集成電路設(shè)計的模擬電子技術(shù)教學(xué)改革方法，使用Cadence和HSPICE仿真軟件對模擬電子技術(shù)課本中的典型電路進(jìn)行仿真分析，進(jìn)而驗證其理論的正確性。

1傳統(tǒng)模擬電子技術(shù)教學(xué)

1．1傳統(tǒng)模擬電子技術(shù)理論教學(xué)模式。傳統(tǒng)的模擬電子技術(shù)理論教學(xué)采用教師課堂知識灌輸形式，即教師通過板書和PPT的方式在課堂上給學(xué)生講授推導(dǎo)書本中的理論公式，通過已學(xué)的知識來推導(dǎo)和驗證新的理論和公式［6］。例如在學(xué)習(xí)第二章“基本放大電路”時，教師是通過圖解法和微變等效電路法來推導(dǎo)放大電路的靜態(tài)工作點和交流電壓增壓。圖1為采用圖解法求解的單管共射電路，圖中通過虛線把晶體管和外圍電路分開，當(dāng)輸入信號ΔUI為0時，在晶體管的輸入回路中既應(yīng)該滿足輸入特性曲線，又應(yīng)滿足外圍電路參數(shù)，因此:UBE=VBB－iBRb(1)圖2為單管共射電路的輸入特性曲線，由1式可以確定圖中的輸入回路負(fù)載線，其中斜率為-1/Rb，輸入回路負(fù)載線與輸入特向曲線的交點Q就是電路的靜態(tài)工作點。圖3為單管共射電路的輸出特性曲線，與輸入回路一樣，在輸出特性曲線中靜態(tài)工作點既應(yīng)在IB=IBQ曲線上，又應(yīng)滿足外圍電路特性:UCE=VCC－iCRC(2)由2式可以確定圖3中的負(fù)載線，其中負(fù)載線的斜率為-1/RC，IB=IBQ與輸出特性曲線的交點即為靜態(tài)工作點Q，其縱坐標(biāo)值為ICQ，橫坐標(biāo)值為UCEQ。通過圖解法可以求出單管共射電路的靜態(tài)工作點Q，采用微變等效電路法可以求解電路的H參數(shù)，計算電路的電壓增益、輸入電阻和輸出電阻等［7］。同樣，集成運算放大電路、放大電路的頻率響應(yīng)、波形的發(fā)生和信號轉(zhuǎn)換等章節(jié)都是采用傳統(tǒng)的公式推導(dǎo)法來向?qū)W生講解的。傳統(tǒng)的模擬電子技術(shù)理論教學(xué)雖然可以使學(xué)生掌握課本中的基本概念和定理，但是繁雜的64物理概念以及抽象的公式推導(dǎo)過程往往讓學(xué)生感覺到入門難、理解難、掌握難，僅僅依靠課堂理論灌輸?shù)慕虒W(xué)模式就成為了一種“空對空”的教學(xué)模式［8］。1．2傳統(tǒng)模擬電子技術(shù)實驗教學(xué)模式。傳統(tǒng)模擬電子技術(shù)實驗教學(xué)主要采用模擬實驗箱或模擬實驗臺模式，即學(xué)生通過導(dǎo)線插針在現(xiàn)有的實驗箱或?qū)嶒炁_上連接各種電子元器件或模塊來搭建模擬電路的方式［9］。傳統(tǒng)模擬電子技術(shù)實驗教學(xué)模式雖然可以通過現(xiàn)有的模擬實驗箱或?qū)嶒炁_驗證課本理論，較為靈活的設(shè)計簡單模擬電路。但是，傳統(tǒng)的模擬電子技術(shù)實驗教學(xué)模式存在諸多缺點:(1)傳統(tǒng)的模擬實驗箱或?qū)嶒炁_一般采用導(dǎo)線插針方式，在實驗過程中容易發(fā)生插針折斷堵塞插孔情況，影響設(shè)備德正常使用。(2)隨著機箱設(shè)備的老化，設(shè)備內(nèi)部經(jīng)常出現(xiàn)導(dǎo)線或底座虛斷、接觸不良等情況，造成實驗結(jié)果的失真。(3)由于傳統(tǒng)實驗箱或?qū)嶒炁_采用模塊集成方式，一般只包含了課內(nèi)驗證實驗?zāi)K，難以激發(fā)學(xué)生的發(fā)散思維和創(chuàng)新能力。

2面向集成電路設(shè)計的模擬電子技術(shù)教學(xué)

2．1面向集成電路設(shè)計的模擬電子技術(shù)理論教學(xué)模式。面向集成電路設(shè)計的模擬電子技術(shù)在理論教學(xué)上采用“工程向?qū)Хā钡慕虒W(xué)思路，首先由教師結(jié)合生活實例提出一個具體的工程問題，讓學(xué)生知道所學(xué)知識可以使用到日常生活中去，進(jìn)而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。然后教師采用傳統(tǒng)的教學(xué)方式，通過課堂講授向?qū)W生傳輸工程項目所需的理論知識和定理，與傳統(tǒng)理論課堂教學(xué)模式相比，面向集成電路設(shè)計的課堂理論教學(xué)在知識點講授上按照“知識鏈”模式，即教師在教學(xué)內(nèi)容安排上不再按照傳統(tǒng)知識章節(jié)的順序，而是以工程項目為導(dǎo)向，把做工程項目所需的知識點串在一起講解。以設(shè)計“集成運算放大器”為例，集成運算放大器一般包括:偏置電流產(chǎn)生電路、差分輸入放大電路、中間放大電路、功率放大電路四部分模塊電路組成［10］。因此教師在課程內(nèi)容安排上首先講解偏置電流產(chǎn)生電路和電流復(fù)制電路，可以通過電流鏡和微電流源的工作原理來講解。然后講解差分輸入放大電路，通過差分輸入放大電路的電路結(jié)構(gòu)以及如何提高電路的共模抑制比為出發(fā)點進(jìn)行講解。接著講解單級放大電路和多級放大電路的電壓放大原理，最后講解功率放大電路，主要向?qū)W生講解功率放大電路如何提高電路的帶負(fù)載能力。這樣學(xué)生具備了基礎(chǔ)知識之后就可以動手設(shè)計運算放大電路。在向?qū)W生講解設(shè)計工程項目所需的基礎(chǔ)知識之后，教師再引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)設(shè)計模擬集成電路所用到的EDA(ElectronicDesignAutomation)軟件，這里以在模擬集成電路設(shè)計行業(yè)被廣泛使用的EDA軟件Cadence和HSPICE為例。由于Cadence是在Linux操作環(huán)境下運行的，因此教師首先給學(xué)生講授簡單的Linux操作環(huán)境和基礎(chǔ)指令，使學(xué)生能夠初步掌握Cadence的運行方法，接著教師引導(dǎo)學(xué)生在Cadence中進(jìn)行工程項目的原理圖設(shè)計，最后使用Cadence把所設(shè)計的電路網(wǎng)表文件導(dǎo)入到HSPICE軟件中進(jìn)行參數(shù)仿真。使用HSPICE可以對所設(shè)計電路進(jìn)行直流分析、交流分析、瞬態(tài)分析以及蒙特卡羅最壞情況分析等。2．2面向集成電路設(shè)計的模擬電子技術(shù)實驗教學(xué)模式。面向集成電路設(shè)計的模擬電子技術(shù)實驗教學(xué)采用“教師引導(dǎo)，學(xué)生開放設(shè)計”的教學(xué)模式。教師以“大作業(yè)”形式每學(xué)期給學(xué)生布置5～6道實驗課題，制定好項目參數(shù)。學(xué)生課下搜集項目資料，自主設(shè)計電路架構(gòu)并且進(jìn)行仿真驗證，最后提交項目結(jié)項報告。通過學(xué)生設(shè)計的電路參數(shù)是否達(dá)標(biāo)以及結(jié)項報告的內(nèi)容完整性給成合理的評判成績。圖5為指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計的基于CMOS工藝庫的運算放大器原理圖，共分為三級:偏置電流產(chǎn)生電路、輸入級差分放大電路、中間級放大電路。學(xué)生把原理圖輸入到Cadence中可以生成電路參數(shù)網(wǎng)表，再使用HSPICE仿真軟件進(jìn)行參數(shù)調(diào)試。最終可以仿真電路的開環(huán)增益、輸入共模抑制比、電源抑制比等參數(shù)。

3結(jié)語

RF2514是一個集成有鎖相環(huán)的AM／ASKVHF／UHF發(fā)射器芯片，它可工作在100MHz～1000MHz頻段，并采用AM／ASK調(diào)制方式。芯片內(nèi)含集成壓控振蕩器、鑒相器、分頻器、基準(zhǔn)晶體振蕩器和鎖相環(huán)回路，能夠發(fā)射數(shù)字信號。除了標(biāo)準(zhǔn)的低功耗模式外，RF2514還有一個自動閉鎖功能，當(dāng)PLL失鎖時，發(fā)射器的輸出無效。RF2514的電源電壓為2．5～3．6V，能夠?qū)?0Ω的負(fù)載提供＋1dbm的輸出功率。RF2514采用QSOP16封裝，并具有體積?。?mm×4mm）、價格低、性能好等特點，適合美國和歐洲VHF／UHFISM頻段的應(yīng)用。

1RF2514的引腳功能

RF2514各引腳的排列如圖1所示。各引腳的功能如下：

引腳1，9（GND1，3）：模擬地。為獲得最佳的性能，應(yīng)使用較短的印制板導(dǎo)線直接連接到接地板。

引腳2（PD）：低功耗模式控制端。當(dāng)PD為低電平時，所有電路關(guān)斷。當(dāng)PD為高電平時，所有電路導(dǎo)通工作。

引腳3（TXOUT）：發(fā)射器輸出端。輸出為晶體管集電極開路（OC）方式，但需要一個提供偏壓（或匹配）的上拉電感和一個匹配電容。

摘要：介紹了一種采用TOP249Y智能控制集成芯片設(shè)計的開關(guān)電源的方法，同時介紹了TOP249Y芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理，給出了基于TOP249Y的單端反激式開關(guān)電源的設(shè)計電路，并對外圍電路的設(shè)計進(jìn)行了分析說明。

關(guān)鍵詞：開關(guān)電源；TOP249Y；脈寬調(diào)制；TOPSwitch

1引言

隨著PWM技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，開關(guān)電源得到了廣泛的應(yīng)用，以往開關(guān)電源的設(shè)計通常采用控制電路與功率管相分離的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，但這種方案存在成本高、系統(tǒng)可靠性低等問題。美國功率集成公司POWERIntegrationInc開發(fā)的TOPSwitch系列新型智能高頻開關(guān)電源集成芯片解決了這些問題，該系列芯片將自啟動電路、功率開關(guān)管、PWM控制電路及保護(hù)電路等集成在一起，從而提高了電源的效率，簡化了開關(guān)電源的設(shè)計和新產(chǎn)品的開發(fā)，使開關(guān)電源發(fā)展到一個新的時代。文中介紹了一種用TOPSwitch的第三代產(chǎn)品TOP249Y開發(fā)變頻器用多路輸出開關(guān)電源的設(shè)計方法。

2TOP249Y引腳功能和內(nèi)部結(jié)構(gòu)

2．1TOP249Y的管腳功能

摘要：介紹LCD的控制驅(qū)動及基與MCU接口的特點；詳細(xì)闡述嵌入式系統(tǒng)人機界面中各種常見LCD的控制驅(qū)動與MCU接口設(shè)計，以及一些基礎(chǔ)LCD外圍電路設(shè)計。關(guān)鍵詞：LCDMCU接口控制驅(qū)動電路設(shè)計液晶顯示，穩(wěn)定可靠、成本低、功耗小、控制驅(qū)動方便、接口簡單易用、模塊化結(jié)構(gòu)緊湊，在嵌入式系統(tǒng)中作為人機界面獲得了廣泛的應(yīng)用。近年來，國內(nèi)許多廠商，如紫晶、冀雅、晶華、信利、蓬遠(yuǎn)等已經(jīng)能夠滿足各種定制液晶顯示的需求；很多著名半導(dǎo)體廠商，如Hitachi、SeikoEpson、Toshiba、Holtek、Solomon、Samsung等相繼推出了許多控制驅(qū)動器件。本文以現(xiàn)有的控制驅(qū)動器件和液晶顯示器如何構(gòu)成各種結(jié)構(gòu)緊湊、成本低廉、簡單易用、性能優(yōu)良的嵌入式人機界面的設(shè)計進(jìn)行綜合闡述。1液晶顯示及其控制驅(qū)動與接口概述液晶顯示LCD（LiquidCrystalDisplay），是利用液晶材料在電場作用下發(fā)生位置變化而遮蔽/通透光線的性能制作成為一種重要平板顯示器件。通常使用的LCD器件有TN型（TwistNematic，扭曲向列型液晶）、STN型（SuperTN，超扭曲向列型液晶）和TFT型（ThinFilmTransistor，薄膜晶體管型液晶）。TN、STN、TFT型液晶，性能依次增強，制作成本也隨之增加。TN和STN型常用作單色LCD。STN型可以設(shè)計成單色多級灰度LCD和偽彩色LCD，TFT型常用作真彩色LCD。TN和STN型LCD，不能做成大面積LCD，其顏色數(shù)在218種以下。218種顏色以下的稱為偽色彩，218種及其以上顏色的稱為真彩色。TFT型可以實現(xiàn)大面積LCD真彩顯示，其像素點可以做成0.3mm左右。TFT-LCD技術(shù)日趨成熟，長期困擾的難題已獲解決：視角達(dá)170°，亮度達(dá)500cd/m2(500尼特)，顯示器尺寸達(dá)101.6cm(40in)，變化速度達(dá)60幀/s。

進(jìn)行LCD設(shè)計主要是LCD的控制/驅(qū)動和外界的接口設(shè)計?？刂浦饕峭ㄟ^接口與外界通信、管理內(nèi)/外顯示RAM，控制驅(qū)動器，分配顯示數(shù)據(jù)；驅(qū)動主要是根據(jù)控制器要求，驅(qū)動LCD進(jìn)行顯示?？刂破鬟€常含有內(nèi)部ASCII字符庫，或可外擴的大容量漢字庫。小規(guī)模LCD設(shè)計，常選用一體化控制/驅(qū)動器；中大規(guī)模的LCD設(shè)計，常選用若干個控制器、驅(qū)動器，并外擴適當(dāng)?shù)娘@示RAM、自制字符RAM或ROM字庫?？刂婆c驅(qū)動器大多采用低壓微功耗器件。與外界的接口主要用于LCD控制，通常是可連接單片機MCU的8/16位PPI并口或若干控制線的SPI串口。顯示RAM除部分Samsung器件需用自刷新動態(tài)SDRAM外，大多公司器件都用靜態(tài)SRAM。嵌入式人機界面中常用的LCD類型及其典型控制/驅(qū)動器件與接口如下：

段式LCD，如HT1621（控/驅(qū)）、128點顯示、4線SPI接口；字符型LCD，如HD44780U（控/驅(qū)）、2行×8字符顯示、4/8位PPI接口；單色點陣LCD，如SED1520（控/驅(qū)）、61段×16行點陣顯示、8位PPI接口，又如T6863（控）+T6A39（列驅(qū)+T6A40（行驅(qū)）、640×64點雙屏顯示、8位PPI接口；

灰度點陣LCD，如HD66421（控/驅(qū)）、160×100點單色4級灰度顯示、8位PPI接口；偽彩點陣LCD，如SSD1780（控/驅(qū)）、104RGB×80點顯示、8位PPI或3/4線SPI接口；真彩色點陣LCD，如HD66772（控/源驅(qū)）+HD66774（柵驅(qū)）、176RGB×240點顯示、8/9/16/18位PPI接口、6/16/18動畫接口、同步串行接口；視頻變換LCD，如HD66840（CRT-RGB→CD-RGB）、720×512點顯示、單色/8級灰度/8級顏色/4位PPI接口?？刂乞?qū)動器件的供電電路、驅(qū)動的偏壓電路、背光電路、振蕩電路等構(gòu)成LCD控制驅(qū)動的基本電路。它是LCD顯示的基礎(chǔ)。

LCD與其控制驅(qū)動、接口、基本電路一起構(gòu)成LCM（LiquidCrystalModule,LCD模塊）。常規(guī)嵌入式系統(tǒng)設(shè)計，多使用現(xiàn)成的LCM做人機界面；現(xiàn)代嵌入式系統(tǒng)設(shè)計，常把LCD及其控制驅(qū)動器件、基本電路直接做入系統(tǒng)。本體考慮、既結(jié)構(gòu)緊湊，又降低成本，并且有昨于減少功耗、實現(xiàn)產(chǎn)品小型化?？刂芁CD顯示，常采用單片機MCU，通過LCD部分的PPI或SPI接口，按照LCD控制器的若干條的協(xié)議指令執(zhí)行。MCU的LCD程序一般包括初始化程序、管理程序和數(shù)據(jù)傳輸程序。大多數(shù)LCD控制驅(qū)動器廠商都隨器件提供有匯編或C語言的例程資料，十分方便程序編制。

2常見LCD的控制驅(qū)動與接口設(shè)計2.1段式LCD的控制驅(qū)動與接口設(shè)計段式LCD用于顯示段形數(shù)字或固定形狀的符號，廣泛用作計數(shù)、計時、狀態(tài)指示等。普遍使用的控制驅(qū)動器件是Holtek的HT1621，它內(nèi)含與LCD顯示點一一對應(yīng)的顯存、振蕩電路，低壓低功耗，4線串行MCU連接，8條控制/傳輸指令，可進(jìn)行32段×4行=128點控制顯示，顯示對比度可外部調(diào)整，可編程選擇偏壓、占空比等驅(qū)動性能。HT1621控制驅(qū)動LCD及其MCU接口如圖1所示。2．2字符型LCD的控制驅(qū)動與接口設(shè)計字符型LCD用于顯示5×8等點陣字符，廣泛用作工業(yè)測量儀表儀器。常用的控制驅(qū)動器件有：Hitachi的HD44780U、Novatek的NT3881D、Samsung的KS0066、Sunplus的SPLC78A01等。HD44780U使用最普遍。它內(nèi)嵌與LCD顯示點一一對應(yīng)的顯存SRAM、ASCII碼等的字符庫CGROM和自制字符存儲器CGRAM，可顯示1～行每行8個5～8點陣字符或相應(yīng)規(guī)模的5×10點陣字符，其內(nèi)振蕩電路附加外部阻容RC可直接構(gòu)成振蕩器。HD44780U具有可直接連接68XXMCU的4/8位PPI接口，9條控制/傳輸指令，顯示對比度可外部調(diào)整。HD44780U連接80XXMCU時有直接連接和間接連接兩種方式：直接連接需外部邏輯變換接口控制信號，而無需特別操作程序；間接連接將控制信號接在MCU的I/O口上，需特別編制訪問程序。HD44780U控制驅(qū)動LCD及其與80XXMCU的接口如圖2所示。

摘要：介紹了一種基于以太網(wǎng)的光無線通信系統(tǒng)。該系統(tǒng)以高性能的以太網(wǎng)收發(fā)芯片IP113為核心，配以必要的外圍器件，結(jié)合所研制的調(diào)制驅(qū)動電路和接收解調(diào)電路，實現(xiàn)了以太網(wǎng)借助光波進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信的系統(tǒng)設(shè)計。

關(guān)鍵詞：以太網(wǎng)IP113PECL

以光波為信息載體進(jìn)行光通信的歷史由來已久，大氣激光通信是以大氣作為傳輸介質(zhì)的通信，是激光出現(xiàn)后最先研制的一種通信方式。由于它具有傳輸距離遠(yuǎn)、頻帶寬、發(fā)射天線小、保密性好及抗電磁干擾等優(yōu)點，越來越受到關(guān)注，應(yīng)用也日漸廣泛起來。

以太網(wǎng)是應(yīng)用最廣的聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，它以可靠性高、媒體信息量大、易于擴展和更新等優(yōu)點，在企業(yè)、學(xué)校等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。根據(jù)IEEE802．3Ethernet標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，以太網(wǎng)每段同軸電纜長度不得超過500m，通過中繼器互聯(lián)后，網(wǎng)絡(luò)最大距離也不得超過2．8km。在這種情況下，利用激光無線通信技術(shù)，超越以太網(wǎng)的地域限制，滿足數(shù)據(jù)通信的需要，具有很強的應(yīng)用價值。

1基于以太網(wǎng)的激光無線通信系統(tǒng)

將以太網(wǎng)和激光無線通信結(jié)合起來，充分發(fā)揮二者的優(yōu)越性，可以大大提高系統(tǒng)的應(yīng)用范圍和可靠性。圖1是基于以太網(wǎng)激光無線通信系統(tǒng)一端的原理框圖，另一端的結(jié)構(gòu)和本端呈對稱狀態(tài)。從計算機網(wǎng)卡出來的雙極性MLT－3數(shù)據(jù)信號，由RJ45接口，經(jīng)過耦合變壓器后，變成單極性電平信號，送至以太網(wǎng)收發(fā)器，產(chǎn)生的高速PECL信號通過調(diào)制驅(qū)動電路對激光器直接強度調(diào)制，驅(qū)動激光器發(fā)光，載有信息的激光通過光學(xué)天線發(fā)射出去。接收端光學(xué)天線將激光信號接收匯聚在光敏管上，通過接收解調(diào)電路后，恢復(fù)出PECL高速數(shù)據(jù)信號，再經(jīng)過耦合變壓器送至計算機，從而完成整個通信過程。由圖1可知，系統(tǒng)主要由三部分組成：以太網(wǎng)收發(fā)器、調(diào)制驅(qū)動電路和接收解調(diào)電路。下面分別就這三部分的電路設(shè)計進(jìn)行詳細(xì)說明。

摘要：介紹了一種基于高度集成的DC/DC電源控制芯片DPA426的實用電路。

關(guān)鍵詞：DC/DC變換；控制芯片DPA426；應(yīng)用

引言

DPA426是PI(PowerIntegrationGmbH)公司設(shè)計的，高度集成的DC/DC電源控制芯片。它內(nèi)部集成了一個200V的高頻功率MOSFET，并將PWM控制、工作頻率選擇、輸入過欠壓檢測、可編程電流限制、ON/OFF開關(guān)控制、外部時鐘同步、軟啟動及關(guān)斷自動重啟動、熱關(guān)斷保護(hù)等功能集于一身。只需極少的外部元器件就可實現(xiàn)眾多功能，不但使設(shè)計簡化，節(jié)省空間，而且可降低成本。DPA426支持正激和反激工作模式，工作頻率高，貼片式封裝；若將外圍元器件及變壓器采用貼片元器件和平面變壓器，并采用鋁基板設(shè)計，就可實現(xiàn)模塊化設(shè)計。另外，DPA426只是DPASwitch系列控制芯片中的一種，它最大輸出100W，還有DPA423－425，輸出功率分別為18W，35W，70W，用戶可根據(jù)需要選用。

圖1

1DPA426簡介