㈠ all在电气原理图中代表什么意思
电气原理图是描述电路中各个电气元件相互关系的图纸。
电气原理图一般分主电路和辅助电路(控制电路)两部分。 A主电路是电气控制线路中大电流通过的部分,包括从电源到电机之间相连的电器元件;一般由组合开关、主熔断器、接触器主触点、热继电器的热元件和电动机等组成。
B辅助电路是控制线路中除主电路以外的电路,其流过的电流比较小和辅助电路包括控制电路、照明电路、信号电路和保护电路。其中控制电路是由按钮、接触器和继电器的线圈及辅助触点、热继电器触点、保护电器触点等组成。
㈡ 电气中所说的DO、PLC、DCS、AI 都是什么意思
DO表示数字量输出:DIGITAL OUTPUT。就是开关量,控制灯开关,阀门开关一类的。PLC= Programmable Logic Controller,可编程逻辑控制器,一般来说是小点的控制系统,大的就用DCS了DCS是分布式控制系统的英文缩写(Distributed Control System),在国内自控行业又称之为集散控制系统。AI(Analogy Input)模拟量输入,模拟量输入的物理量有温度、压力、流量等,这些物理量由相应的传感器感应测得,往往经过变送器转变为电信号送入控制器的模拟输入口。一般就是4-20mA电流信号㈢ AI、DI、AO、DO、PI通道时什么意思
AI:直流模拟量输入一般为0-5V或4-20MA标准信号输入;
AO:直流模拟量输出一般为0-10V或4-20MA等信号输出,作为信号调节;
DI:开关量输入反映开关量的状态是分还是合;
DO:开关量输出可以是继电器或大功率管等;
PI:脉冲量输入对脉冲进行累计;
PO:脉冲量输出。
开关量:按电压水平分,有220VAC、110VAC、24VDC,按隔离方式分,有继电器隔离和晶体管隔离。
模拟量:按信号类型分,有电流型(4-20mA,0-20mA)、电压型(0-10V,0-5V,-10-10V)等,按精度分,有12bit,14bit,16bit等。
(3)电路标签AI扩展阅读:
模拟量(A):
即连续不间断的物理量。如:压力P,温度T,流量Q,液位L,位移等,他们的数值有大小,且各自的变化不一。
例如:室内温度现在是20℃,一分钟,(由于空调的影响)它可能就变成21℃,两分钟后,它可能就是21.5℃了。
数字量(D):
即此类物理量只有通、断两种状态。电气上通常用1表示接通,0表示断开。
例如:饮水机的开关,上面一般都标有,当你把1按下时,电路接通,饮水机通电,饮水机正常工作;当你按下0时,电路断开,饮水机停止工作。它们再也没有第三种状态,即不接通也不断开的状态。
输入(I):
即需要采集的信号。(为了对被控物的控制,我们需要对相关的设备的现行相关物理量进行采集,输入)
输出(O):
即对被控物的控制信号(包括显示信号)。
参考资料来源:网络-模拟信号
参考资料来源:网络-数字信号
㈣ 电路分析,在这个电路图中,请问画线的式子,ai为什么不会流过R1呢
计算每个元件或者支路的电流,不要从电流源开始考虑谁流过谁,而要针对该元件所在的节点,使用KCL来计算元件电流。
本题中,先试用KVL:u=R2上的电压+R1上的电压+us+R3上的电压=R2×i2+R1×i1+us+R3×i,所以确定i1、i2是本题目的关键所在。
对于电阻R2所在的节点m,流入的电流包含:i和is两个支路电流;流出的电流除了R2的i2外,还有受控电流源αi,所以:i2+αi=i+is,i2=is+(1-α)i。
对于电阻R1和电压源us串联,该支路的电流都为i1,对于该支路所在节点n,流出的电流包含i和电流源和is,流入的为i1,所以:i1=i+is,也就是R1的电流为:i1=i+is。
㈤ 控制电路图中的AI DI AO DO 什么什么意思
I/O:INPUT/OUTPUT,输入/输出端口 DI/DO:DIGITAL INPUT/DIGITAL OUTPUT,数字量输入/输出 AI/AO:ANALOG INPUT/ANALOG OUTPUT,模拟量输入/输出
㈥ 电路设计中标签的作用,有什么好处
电路设计中标签的作用是提示作用能够很好的设计。
㈦ 控制电路图中的AI DI AO DO 什么什么意思
1、AI:模拟量输入
所谓模拟量即4-20mA或0-10V的电流或电压信号,输入到DCS中,经过变换,还原出原来的值,比如电流值到DCS中显示出来;电流互感器二次值(5A)经过电流变送器转换成4-20mA信号(5A对应20mA),输入到DCS机柜,经过转换,在DCS中显示实际的电流值。
2、DI:数字输入信号(digital input)
所谓数字信号,及高电平1和低电平0,在控制上也就是断开或闭合,DI就是一个开关量的输入信号,给PLC或DCS一个断开和闭合的命令,和常开启动按钮开关一样,按下就是一个闭合信号;常用于状态的显示,比如断路器合闸了,在DCS画面显示闭合。
3、AO:模拟量输出
和AI相反,AO是DCS输出4-20mA或0-10V信号,去控制设备的运行参数;比如,变频器的速度控制过程,以40HZ为例,通过远程DCS控制,认为给定参数值:40HZ,DCS同样发出一个对应的模拟量电流值,在4-20mA范围内(20mA对应50HZ),信号传入到变频器的控制器,变频器按照要求运行在40HZ。
4、DO信号:数字输出信号(digital output)
是一种开关量的输出信号,即PLC发出一个启动或停止的信号给设备,使设备启动;比如电机的启动,通过DCS认为发出启动命令,电机控制回路接通,接触器得电吸合,电机启动;功能和启动按钮一样。
(7)电路标签AI扩展阅读:
模拟信号信号波形模拟随着信息的变化而变化,模拟信号其特点是幅度连续(连续的含义是在某一取值范围内可以取无限多个数值)。模拟信号,其信号波形在时间上也是连续的,因此它又是连续信号。
模拟信号按一定的时间间隔T抽样后的抽样信号,由于其波形在时间上是离散的,但此信号的幅度仍然是连续的,所以仍然是模拟信号。电话、传真、电视信号都是模拟信号。
信号抽样后时间离散,但辐值不离散。常见的抽样信号是周期矩形脉冲和周期冲激脉冲抽样。模拟信号在整个时间轴上都是有定义的,在“没有幅值”的区域的意义是幅值为零。
而离散时间信号只在离散时刻上才有定义,其他地方没有定义,和幅值为零是不同概念,这两种信号在时间轴看上去很相似,其实是以不同类型的系统为基础的两种有本质区别的信号。直观的说,离散时间信号的横轴可以认为已经不代表时间了。
㈧ RFID电子标签电路组成及原理
一个完整超高频无源RFID标签由天线和标签芯片两部分组成,其中,标签芯片一般包括以下几部分电路:
- 电源恢复电路
- 电源稳压电路
- 反向散射调制电路
- 解调电路
- 时钟恢复/产生电路
- 启动信号产生电路
- 参考源产生电路
- 控制单元
- 存储器
电源恢复电路
电源恢复电路将RFID标签天线所接收到的超高频信号通过整流、升压等方式转换为直流电压,为芯片工作提供能量。
电源恢复电路具有多种可行的电路结构。如图2所示是目前常用的几种电源恢复电路[3][4]。
在这些电源恢复电路中,并不存在最理想的电路结构,每种电路都有各自的优点及缺陷[3]。在不同的负载情况、不同的输入电压情况、不同的输出电压要求以及可用的工艺条件下,需要选择不同的电路以使其达到最优的性能。图2(a)所示的多级二极管倍压电路,一般采用肖特基势垒二极管。它具有倍压效率高、输入信号幅度小的优点,应用十分广泛[5]。但是,一般代工厂的普通CMOS工艺不提供肖特基势垒二极管,在工艺的选择上会给设计者带来麻烦。图2(b)是用接成二极管形式的PMOS管来代替肖特基二极管,避免了工艺上的特殊要求。这种结构的倍压电路需要有较高的输入信号幅度,在输出电压较高时具有较好倍压效率。图2(c)是传统的二极管全波整流电路。与Dickson倍压电路相比,倍压效果更好,但引入了更多的二极管元件,功率转换效率一般略低于Dickson倍压电路。另外,由于它的天线输入端与芯片地分离,从天线输入端向芯片看去,是一个电容隔直的全对称结构,避免了芯片地与天线的相互影响,适合于与对称天线(例如偶极子天线)相接。图2(d)是许多文献提出的全波整流电路的CMOS管解决方案[4]。在工艺受限的情况下,可以获得较好的功率转换效率,并且对输入信号幅度的要求也相对较低[3]。 在一般的无源UHF RFID标签的应用中,出于成本的考虑,希望芯片电路适合于普通CMOS工艺的制造。而远距离读写的要求对电源恢复电路的功率转换效率提出了较高的要求。为此,很多设计者采用标准CMOS工艺来实现肖特基势垒二极管[6],从而可以方便地采用多级Dickson倍压电路结构来提高电源转换的性能[3]。图3所示是普通CMOS工艺制造的肖特基二极管结构示意图。在设计中,不需要更改工艺步骤和掩膜板生成规则,只需在版图上作一些修改,就可以制作出肖特基二极管。
图4所示是在UMC 0.18um CMOS工艺下设计的几种肖特基二极管的版图。它们的直流特性测试曲线如图5所示。从直流特性的测试结果上可以看到,标准CMOS工艺制造的肖特基二极管具有典型的二极管特性,并且开启电压只有0.2V左右,非常适合应用于RFID标签。
3 电源稳压电路
在输入信号幅度较高时,电源稳压电路必须能保证输出的直流电源电压不超过芯片所能承受的最高电压;同时,在输入信号较小时,稳压电路所消耗的功率要尽量的小,以减小芯片的总功耗。
从稳压原理上看,稳压电路结构可以分为并联式稳压电路和串联式稳压电路两种。并联式稳压电路的基本原理如图6所示。
在RFID标签芯片中,需要有一个较大电容值的储能电容存储足够的电荷以供标签在接收调制信号时,仍可在输入能量较小的时刻(例如OOK调制中无载波发出的时刻),维持芯片的电源电压。如果输入能量过高,电源电压升高到一定程度,稳压电路中电压感应器将控制泄流源将储能电容上的多余电荷释放掉,以此达到稳压的目的。图7是其中一种并联型稳压电路。三个串联的二极管D1、D2、D3与电阻R1组成电压感应器,控制泄流管M1的栅极电压。当电源电压超过三个二极管开启电压之和后,M1栅极电压升高,M1导通,开始对储能电容C1放电。
另外一类稳压电路的原理则是采用串联式的稳压方案。它的原理图如图8所示。基准电压源是被设计成一个与电源电压无关的参考源。输出电源电压经电阻分压后与基准电压相比较,通过运算放大器放大其差值来控制M1管的栅极电位,使得输出电压与参考源基本保持相同的稳定状态。
这种串联型稳压电路可以输出较为准确的电源电压,但是由于M1管串联在未稳压电源与稳压电源之间,在负载电流较大时,M1管上的压降会造成较高的功耗损失。因此,这种电路结构一般应用于功耗较小的标签电路中。
4 调制与解调电路
A.解调电路
出于减小芯片面积和功耗的考虑,目前大部分无源RFID标签均采用了ASK调制。对于标签芯片的ASK解调电路,常用的解调方式是包络检波的方式,如图9所示[1]。
包络检波部分与电源恢复部分的倍压电路基本相同,但是不必提供大的负载电流。在包络检波电路的末级并联一个泄电流源。当输入信号被调制时,输入能量减小,泄流源将包络输出电压降低,从而使得后面的比较器电路判断出调制信号。由于输入射频信号的能量变化范围较大,泄流源的电流大小必须能够动态的进行调整,以适应近场、远场不同场强的变化。例如,如果泄流电源的电流较小,在场强较弱时,可以满足比较器的需要,但是当标签处于场强很强的近场时,泄放的电流将不足以使得检波后的信号产生较大的幅度变化,后级比较器无法正常工作。
在输入载波未受调制时,泄流管M1的栅极电位与漏极电位相同,形成一个二极管接法的NMOS管,将包络输出钳位在M1的阈值电压附近,此时输入功率与在M1上消耗的功率相平衡;当输入载波受调制后,芯片输入能量减小,而此时由于延时电路R1、C1的作用,M1的栅极电位仍然保持在原有电平上,M1上泄放的电流仍保持不变,这就使得包络输出信号幅度迅速减小;同样,在载波恢复后,R1和C1的延时使得包络输出可以迅速回复到原有高电平。采用这种电路结构,并通过合理选择R1、C1的大小以及M1的尺寸,即可满足在不同场强下解调的需要。
包络输出后面所接的比较器电路也有多种可以选择的方案,常用的有迟滞比较器、运算放大器等。也可以简化为用反相器来实现。
B.调制电路
无源UHF RFID标签一般采用反向散射的调制方法,即通过改变芯片输入阻抗来改变芯片与天线间的反射系数,从而达到调制的目的。一般设计天线阻抗与芯片输入阻抗使其在未调制时接近功率匹配,而在调制时,使其反射系数增加。常用的反向散射方法是在天线的两个输入端间并联一个接有开关的电容,如图11所示,调制信号通过控制开关的开启,决定了电容是否接入芯片输入端,从而改变了芯片的输入阻抗。 5 启动信号产生电路
电源启动复位信号产生电路在RFID标签中的作用是在电源恢复完成后,为数字电路的启动工作提供复位信号。它的设计必须要考虑以下几点问题[7]:
- 如果电源电压上升时间过长,会使得复位信号的高电平幅度较低,达不到数字电路复位的需要;
- 启动信号产生电路对电源的波动比较敏感,有可能因此产生误动作;
- 静态功耗必须尽可能的低。
通常,无源RFID标签进入场区后,电源电压上升的时间并不确定,有可能很长。这就要求设计的启动信号产生电路产生启动信号的时刻与电源电压相关。图12所示是一种常见的启动信号产生电路[8]。
它的基本原理是利用电阻R0和NMOS管M1组成的支路产生一个相对固定的电压Va,当电源电压vdd超过NMOS管的阈值电压后,Va电压基本保持不变。随着vdd的继续升高,当电源电压达到Va+|Vtp|时,PMOS管M0导通使得Vb升高,而此前由于M0截止,Vb一直处于低电平。
这种电路的主要问题是存在着静态功耗。并且由于CMOS工艺下MOS管的阈值电压随工艺的变化比较大,容易受工艺偏差的影响。因此,利用pn结二极管作启动电压的产生会大大减小工艺的不确定性,如图13所示。
当VDD上升到两个pn结二极管的开启电压之前,PMOS管M0栅极与电源电压相等,PMOS管关断,此时电容C1上的电压为低电平。当VDD 上升到超过两个二极管阈值电压后,M0开始导通,而M1栅极电压保持不变,流过M1的电流保持不变,电容C1上电压逐渐升高,当其升高到反相器发生翻转后,就产生了启动信号。因此,这种电路产生启动信号的时间取决于电源电压是否达到两个二极管的阈值电压,具有较高的稳定性,避免了一般启动电路在电源电压上升过慢时,会导致开启信号出现过早的问题。
如果电源电压上升的时间过快,电阻R1和M0的栅电容构成了低通延时电路,会使得M0的栅极电压不能迅速跟上电源电压的变化,仍然维持在低电平上,这时M0就会对电容C1充电,导致电路不能正确工作。为解决这一问题,引入电容C5。如果电源电压上升速度很快,电容C5的耦合作用能够使得M0的栅极电位保持与电源电压一致,避免了上述问题的发生。
该电路仍然存在的静态功耗的问题,可以通过增大电阻值,合理选择MOS管尺寸来降低静态功耗的影响。要想完全解决静态功耗的问题则需要设计额外的反馈控制电路,在启动信号产生后关断这部分电路。但是,需要特别注意引入反馈后产生的不稳定态的问题[7]。
㈨ 关于模电中增益(Av、Ai、Ar、Ag)的问题。
三级管放大有线形区域和非线性区域……通常小信号放大要工作在线形区域(非线性放大电路在通信电子线路中),所以要设置合适的直流工作点使三级管工作在线形区域(模电讨论的电路全是线形的)