今天大家解析聯(lián)發(fā)科技數(shù)字IC設(shè)計(jì)崗復(fù)合題部分。

17、【復(fù)合題】已知穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓UZ為6V，最小穩(wěn)定電流IZmin為5mA，最大穩(wěn)定電流IZmax為40mA;輸入電壓Ui為15V，波動(dòng)范圍為±10%;限流電阻R為200Ω。(20分)1)電路是否能空載?為什么?(10分)

2)作為穩(wěn)壓電路的指標(biāo)，負(fù)載電流IL的范圍為多少?(10分)

解析：本題目主要考察了模擬電路基礎(chǔ)中關(guān)于穩(wěn)壓電路相關(guān)的計(jì)算

本題目是一種常見(jiàn)的關(guān)于穩(wěn)壓電路計(jì)算的題目。首先介紹下穩(wěn)壓管的特性。

加在二極管上的反向電壓如果超過(guò)二極管的承受能力，二極管就會(huì)擊穿損壞。但有一種二極管，它的正向特性與普通二極管相同，而反向特性卻比較特殊：當(dāng)反向電壓加到一定程度時(shí)，雖然管子呈現(xiàn)擊穿狀態(tài)，通過(guò)較大電流，卻不損毀，并且這種現(xiàn)象的重復(fù)性很好。擁有這一特性的二極管即為穩(wěn)壓二極管。穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)定電壓是指穩(wěn)壓管通過(guò)規(guī)定的測(cè)試電流時(shí)，能夠穩(wěn)住穩(wěn)壓管兩端的電壓值。

穩(wěn)壓管穩(wěn)定電流IZ是指：穩(wěn)壓管的工作電壓等于穩(wěn)定電壓時(shí)通過(guò)管子的所需最小電流，低于此值，無(wú)穩(wěn)壓效果;高于此值，只要不超過(guò)最大工作電流IZM均可以正常工作，且電流越大，穩(wěn)壓效果越好。

穩(wěn)壓管的動(dòng)態(tài)電阻是指：穩(wěn)壓管兩端電壓變化量與相應(yīng)電流變化量的比值。穩(wěn)壓管穩(wěn)壓性能的好壞，可以用它的動(dòng)態(tài)電阻RZ來(lái)表示。穩(wěn)壓管的反向特性曲線越陡，則動(dòng)態(tài)電阻越小，穩(wěn)定效果越好。在穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路中，穩(wěn)壓電阻的作用之一就是限流，以保護(hù)穩(wěn)壓管;其次是當(dāng)輸出電壓或負(fù)載電流變化時(shí)，通過(guò)該電阻上電壓降的變化，取出誤差信號(hào)以調(diào)節(jié)穩(wěn)壓管的工作電流，從而起到穩(wěn)壓作用。

介紹完穩(wěn)壓二極管的特性后，再回歸到本題的解析上來(lái)。

1)由于空載時(shí)穩(wěn)壓管流過(guò)的最大電流為：

IDZmax = IRmax = (UImax - UZ)/R = 52.5mA > IZmax = 40mA

所以電路不能空載

2)根據(jù)IDZmin = (UImin-UZ)/R - ILmax，負(fù)載電流最大值為：

ILmax = (UImin-UZ)/R = 32.5mA

根據(jù)IDZmax = (UImax-UZ)/R - ILmin，負(fù)載電流最大值為：

ILmin = (UImax-UZ)/R = 12.5mA

所以，負(fù)載電流的范圍為12.5~32.5mA。

18、【復(fù)合題】某型號(hào)頻譜儀低噪為-165dBm/Hz，當(dāng)RBW設(shè)為100KHz時(shí)，能否區(qū)分出幅度為-120dBm左右的單音信號(hào)?如希望準(zhǔn)確測(cè)量此單音信號(hào)的幅度，同時(shí)希望盡量節(jié)約測(cè)試時(shí)間，RBW應(yīng)如何設(shè)置?(2分)

解析：本題目主要考察了頻譜儀相關(guān)的使用

頻譜儀是一種常用的測(cè)試儀器，在測(cè)試芯片中會(huì)用到。首先解釋下什么是RBW，RBW是分辨率帶寬，也叫參考帶寬，表示測(cè)試的是多大帶寬的功率，如測(cè)試一GSM 2W干放滿功率單載波輸出時(shí)，RBW設(shè)為100KHz時(shí)測(cè)得30dBm，設(shè)為200KHz測(cè)得33dBm。

RBW代表兩個(gè)不同頻率的信號(hào)能夠被清楚的分辨出來(lái)的最低帶寬差異，兩個(gè)不同頻率的信號(hào)帶寬如低于頻譜分析儀的RBW，此時(shí)該兩信號(hào)將重迭，難以分辨。較低的RBW固然有助于不同頻率信號(hào)的分辨與量測(cè)，低的RBW將濾除較高頻率的信號(hào)成分，導(dǎo)致信號(hào)顯示時(shí)產(chǎn)生失真，失真值與設(shè)定的RBW密切相關(guān)，較高的RBW固然有助于寬帶帶信號(hào)的偵測(cè)，將增加噪聲底層值(Noise Floor)，降低量測(cè)靈敏度，對(duì)于偵測(cè)低強(qiáng)度的信號(hào)易產(chǎn)生阻礙。

RBW實(shí)際上是頻譜儀內(nèi)部濾波器的帶寬，設(shè)置它的大小，能決定是否能把兩個(gè)相鄰很近的信號(hào)分開(kāi)，它的設(shè)置對(duì)測(cè)試結(jié)果是有影響的。只有設(shè)置RBW大于或等于工作帶寬時(shí)，讀數(shù)才準(zhǔn)確，但是如果信號(hào)太弱，頻譜儀則無(wú)法分辨信號(hào)，此時(shí)即使RBW大于工作帶寬讀數(shù)也會(huì)不準(zhǔn)。

下圖解釋了不同RBW對(duì)靈敏度的影響：

對(duì)于本題來(lái)說(shuō)100KHz的RBW的噪聲：

Pn = -165dBm/Hz + 10log(100KHz/Hz) = -115dBm

-115dBm > -120dBm

因此無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)試。最多設(shè)置10KHz的RBW時(shí)，才可以勉強(qiáng)區(qū)分出來(lái)。

除了頻譜分析儀，常見(jiàn)得到儀器還有示波器、矢量分析儀，大家也可以對(duì)比了解一下，它們的特點(diǎn)如下圖所示：

審核編輯：湯梓紅