RC充電電路的計算及仿真

RC電路使用到底應(yīng)該怎樣估算和仿真，多年了一直困惑各種經(jīng)驗和傳說。

前言

高速電路愈來愈流行，基礎(chǔ)的知識逐漸越來越被淡化或者遺漏了。一些時髦但是對于普通人又神乎其神的反射、插損、加重、均衡等等術(shù)語，令普通攻城師向往但是又覺得遙遠(yuǎn)。既然覺得遙遠(yuǎn)，那我們就一起再次重復(fù)溫習(xí)下RC充電電路基礎(chǔ)知識計算及仿真，看看溫故后能否知新。說不定看了后，一個簡單RC電路就讓你覺得頭麻。

問題背景

兩年前有個朋友問我他的產(chǎn)品上使用超級電容作為電池使用，但是不清楚為啥沒有起什么作用。后續(xù)溝通提供了幾種判定方法讓其確認(rèn)電路設(shè)計及物料參數(shù)，最終也沒有得到明確答復(fù)。這個事反倒成了我心里的事了，到底是哪里出問題了？充放電邏輯設(shè)計、器件參數(shù)、電路參數(shù)設(shè)計、溫度等

為什么一直忘不了，因為我說錯了。我告訴別人充電時間t = R*C，充電時間在后邊的工作中發(fā)現(xiàn)不完全是這樣子或者與這個只有一點關(guān)聯(lián)，RC只是一個時間因子啊！

理想電路

硬件仿真

理論計算

仿真與計算基本完全一致

如果不是理想器件，是實際電路了，最終結(jié)果又是什么樣了？

電壓上升沿從1ps變更為0.1ms，電容更改為實際電容

如果還想再顯得自己牛逼點，還可以這樣子再來

假定1000mil線長

看起來差別不大是吧，是的，因為電壓上升沿相對充電時間來說比較緩，所以不明顯。如果是信號了，又是什么樣的。原創(chuàng)今日頭條：臥龍會IT技術(shù)

看起來對于信號影響比較明顯，確實是這樣，具體參數(shù)邊沿、高低電平就不測量了。這種還能不能計算，當(dāng)然能計算，怎樣計算，有這個時間考慮這個還不如仿真玩玩了。

問題展望

時鐘線上RC是預(yù)留解決EMI的，這個電阻電容是不是通用打天下，貌似就是傳說中的經(jīng)驗。信號過沖大，串聯(lián)個電阻啊，多大10、33、50呀！電容了，電容semtech有一篇文檔結(jié)合數(shù)據(jù)速率給出了對應(yīng)電容要求范圍。兩個一結(jié)合是否從此再無信號完整性問題了，不是，問題依舊存在需要體現(xiàn)你的價值。

驅(qū)動等級從之前的10mA，更改為5mA，其實對于硬件攻城獅來說，有時候驅(qū)動是個好東西。RC怎樣用，有時候需要先問下驅(qū)動，當(dāng)然信號類型更重要。

總結(jié)

其實RC電路說簡單也簡單，說復(fù)雜也復(fù)雜，看看應(yīng)用在那塊。另外傳說中的經(jīng)驗應(yīng)用時多問幾個為什么或者應(yīng)用范圍及前提條件，這樣就可以一起愉快的玩耍了。

本次我們主要關(guān)注了RC時間、電平方面，電流了，有時候電流也是需要正式考慮的。例如發(fā)拉電容在RTC電路中應(yīng)用，充電限制的電流、RC電路帶寬。

當(dāng)然帶寬也順帶看下，必要時候信號降低過沖，知道選擇多大電容電阻組合。

增加前后FFT數(shù)據(jù)作用對比，這里對比只是說明增加前后變化，與真實頻域EMI數(shù)據(jù)不能等同。

如果要確認(rèn)增減前后對于EMI影響，需要進(jìn)行相應(yīng)EMI仿真，也是可以看到明顯變化的，相應(yīng)的數(shù)據(jù)可以使用3米場實測數(shù)據(jù)進(jìn)行對比。