十種常見硬件電路，你都用過沒(下)

大家好，我是硬件花園，一名樂于分享的硬件工程師。

硬件工程師在工作中經(jīng)常遇到各種類型的電路，我梳理以下十種常見的電路類型，希望能幫助大家加深理解，豐富自己的知識(shí)庫、點(diǎn)亮自己的技能樹，遇見未來更好的自己！

在【分享】十種常見硬件電路，你都用過沒(上)一文中中分享了5種電路類型，分別是電源電路、放大電路、濾波電路、振蕩電路、調(diào)制解調(diào)電路。

今天再給大家分享剩余的五種電路，書接上回，

六、 邏輯電路

邏輯電路是數(shù)字電子系統(tǒng)的基礎(chǔ)，它使用邏輯門來實(shí)現(xiàn)布爾邏輯運(yùn)算。

邏輯電路的設(shè)計(jì)和應(yīng)用非常廣泛，從簡單的開關(guān)控制到復(fù)雜的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。邏輯門是邏輯電路的基本構(gòu)建塊，包括與門、或門、非門、異或門等。這些邏輯門可以組合成更復(fù)雜的邏輯功能，如多路復(fù)用器、解碼器、算術(shù)邏輯單元（ALU）等。

邏輯電路可以設(shè)計(jì)成組合邏輯或時(shí)序邏輯。組合邏輯根據(jù)當(dāng)前輸入狀態(tài)直接產(chǎn)生輸出，而時(shí)序邏輯則涉及存儲(chǔ)元件（如觸發(fā)器）來記憶過去的輸入狀態(tài)。時(shí)序邏輯在存儲(chǔ)器、計(jì)數(shù)器、微處理器等應(yīng)用中非常重要。 我們?cè)谠O(shè)計(jì)邏輯電路時(shí)，不僅需要考慮邏輯功能、門延遲、功耗和可靠性等參數(shù)，還需要考慮實(shí)際應(yīng)用中的非理想因素，如門的負(fù)載能力、噪聲容限和溫度漂移。

七、 開關(guān)電源電路

開關(guān)電源電路是一種利用電子開關(guān)器件在高頻下工作的電源轉(zhuǎn)換技術(shù)。 開關(guān)電源電路與傳統(tǒng)的線性電源相比，具有更高的效率和更小的體積。它們通過控制電子開關(guān)器件（如晶體管）在高頻下快速切換，通過變壓器和整流器來轉(zhuǎn)換電壓，從而實(shí)現(xiàn)高效率和小體積。

開關(guān)電源電路的設(shè)計(jì)包括開關(guān)器件、控制電路、整流器、濾波器和穩(wěn)壓器等部分。開關(guān)器件的選擇和驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)對(duì)整個(gè)電源的性能至關(guān)重要。控制電路則負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)開關(guān)器件的工作狀態(tài)，以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的輸出電壓。 在設(shè)計(jì)開關(guān)電源時(shí)，需要考慮開關(guān)頻率、占空比、轉(zhuǎn)換效率、熱設(shè)計(jì)和電磁兼容性等參數(shù)。開關(guān)頻率的選擇會(huì)影響電源的體積和效率，而占空比的調(diào)節(jié)則決定了輸出電壓的穩(wěn)定性。

另外，開關(guān)電源電路的設(shè)計(jì)除了需要考慮實(shí)際應(yīng)用中的非理想因素，如開關(guān)器件的導(dǎo)通損耗和開關(guān)損耗、變壓器的磁飽和和銅損、整流器的二極管損耗等，還需要特別注意，開關(guān)電源的熱設(shè)計(jì)，因?yàn)楦哳l開關(guān)會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，需要通過合適的散熱措施來管理。 八、 傳感器電路 傳感器電路是將物理量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的系統(tǒng)，是實(shí)現(xiàn)智能系統(tǒng)的關(guān)鍵。 傳感器電路廣泛應(yīng)用于各種物理量的轉(zhuǎn)換及檢測(cè)。傳感器電路通常包括傳感器本身、信號(hào)調(diào)理電路和接口電路。傳感器的類型和特性決定了信號(hào)調(diào)理電路的設(shè)計(jì)。

常見的傳感器類型包括溫度傳感器、壓力傳感器、光敏傳感器、運(yùn)動(dòng)傳感器等。每種傳感器都有其特定的工作原理和輸出特性。例如，熱電偶傳感器通過測(cè)量兩個(gè)不同金屬接頭之間的電壓來檢測(cè)溫度，而光電二極管則通過測(cè)量光強(qiáng)度來產(chǎn)生電流。

信號(hào)調(diào)理電路負(fù)責(zé)放大、濾波、模數(shù)轉(zhuǎn)換等處理，以確保傳感器輸出的信號(hào)適合后續(xù)的數(shù)字處理或顯示。放大電路可以提高信號(hào)的幅度，濾波電路可以去除噪聲，模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）則將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，以便微控制器或數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）進(jìn)行處理。 在設(shè)計(jì)傳感器電路時(shí)，不僅需要考慮傳感器的靈敏度、線性度、穩(wěn)定性和環(huán)境適應(yīng)性等因素，還需要考慮實(shí)際應(yīng)用中的非理想因素，如溫度漂移、電源波動(dòng)和電磁干擾。

九、 混合信號(hào)電路

混合信號(hào)電路結(jié)合了模擬信號(hào)處理和數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，廣泛應(yīng)用于需要同時(shí)處理模擬和數(shù)字信號(hào)的電子系統(tǒng)中。

混合信號(hào)電路設(shè)計(jì)涉及到模擬電路和數(shù)字電路的集成，要求設(shè)計(jì)師同時(shí)具備模擬和數(shù)字電路設(shè)計(jì)的知識(shí)。在混合信號(hào)電路中，模擬信號(hào)通常來源于傳感器或外部設(shè)備，需要經(jīng)過模擬前端（AFE）進(jìn)行放大、濾波和模數(shù)轉(zhuǎn)換（ADC）等處理，然后轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)供微控制器或數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）進(jìn)行進(jìn)一步處理。

模擬前端設(shè)計(jì)是混合信號(hào)電路的關(guān)鍵部分，它直接影響信號(hào)的質(zhì)量。設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮信號(hào)的放大倍數(shù)、帶寬、噪聲性能和線性度。模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）是連接模擬世界和數(shù)字世界的橋梁，其轉(zhuǎn)換速度、分辨率和精度對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的性能至關(guān)重要。

數(shù)字部分則涉及到微控制器或DSP的編程，以及數(shù)字信號(hào)處理（DSP）算法的實(shí)現(xiàn)。數(shù)字信號(hào)處理可以包括濾波、傅里葉變換、信號(hào)識(shí)別等操作，以提取有用信息或執(zhí)行特定的控制任務(wù)。

混合信號(hào)電路設(shè)計(jì)還需要考慮信號(hào)完整性問題，如模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)之間的相互干擾、電源噪聲、地平面的布局等。此外，隨著系統(tǒng)復(fù)雜度的增加，設(shè)計(jì)者還需要考慮功耗管理和熱設(shè)計(jì)問題。

十、 射頻電路

射頻電路是無線通信系統(tǒng)中的核心部分，負(fù)責(zé)無線信號(hào)的生成、傳輸和接收。

射頻電路設(shè)計(jì)涉及到高頻信號(hào)的生成、放大、調(diào)制、解調(diào)以及信號(hào)的發(fā)送和接收。與低頻電路相比，射頻電路設(shè)計(jì)面臨更多的挑戰(zhàn)，如信號(hào)的反射、駐波、損耗和天線匹配問題。

在射頻電路中，信號(hào)的頻率通常在幾百M(fèi)Hz到幾十GHz的范圍內(nèi)，這要求電路元件和連接具有很高的頻率特性。例如，射頻放大器需要具有高頻率響應(yīng)和低噪聲特性，而射頻混頻器和調(diào)制器則需要精確的頻率控制和高線性度。

天線設(shè)計(jì)是射頻電路的重要組成部分，它負(fù)責(zé)無線信號(hào)的發(fā)射和接收。天線的設(shè)計(jì)需要考慮頻率、極化、增益、方向性和帶寬等參數(shù)，以及與周圍環(huán)境的相互作用。

射頻電路的信號(hào)完整性同樣非常重要，設(shè)計(jì)者需要采取措施減少信號(hào)的反射和損耗，如使用阻抗匹配技術(shù)、選擇合適的傳輸線和連接器。此外，射頻電路的電磁兼容性（EMC）設(shè)計(jì)也是一項(xiàng)挑戰(zhàn)，需要采取措施減少對(duì)其他設(shè)備的干擾。

隨著技術(shù)的發(fā)展，射頻電路設(shè)計(jì)越來越復(fù)雜，涉及到多頻段、多模式和高數(shù)據(jù)速率的設(shè)計(jì)?，F(xiàn)代射頻電路設(shè)計(jì)通常采用高度集成的射頻集成電路（RFIC）和系統(tǒng)級(jí)封裝（SiP），以實(shí)現(xiàn)小型化、高性能和低成本的目標(biāo)。

至此，這十種電路已經(jīng)列舉完成了，分別是電源電路、放大電路、濾波電路、振蕩電路、調(diào)制解調(diào)電路、邏輯電路、開關(guān)電源電路、傳感器電路、混合信號(hào)電路、射頻電路。

你在實(shí)際工作中用到過哪幾種電路？或者還想了解哪些類型的電路，