电子信息基础

原理图

• 一般pcb板的原理图的电源是恒压源

电路定理

1. 欧姆定理

\[R=\frac{U}{I} \]

2.戴维宁定理(电压源等效)

任何一个线性有源二端网络对外都可以等效为一个电压源，其中电压源的电动势是该有源二端网络的开路电压，电压源的内阻是有源二端网络除源后的无源二端网络的等效电阻，这就是戴维宁定理。

note：现实中，我们遇到大多数电路都是恒压源，所以它在MCU的电路分析中很重

推荐案例：第1章-直流电路分析理论-1.14戴维宁定理 - 知乎 (zhihu.com)

3.诺顿定理(电流源等效)

含独立源的线性电阻单口网络N，就端口特性而言，可以等效为一个电流源和电阻的并联

4. 基尔霍夫定律

KCL:流入电路中某节点的电流之和等于流出电流之和

\[\Sigma_{I_{流入}}=\Sigma_{I_{流出}} \]

LVL:闭合回路中电压升之和等于电压降之和

\[\Sigma_{V_{回路}}=0 \]

推荐使用的案例 ：基尔霍夫定律 - 知乎 (zhihu.com)

5. 电容公式

电压与电流之间的关系

\[u(t_{0})=\frac{q(t_{0})}{C}=\frac{1}{C}\int^{t_{0}}_{-\infty}i(t)dt \cdots 积分公式\\ i(t_0)=C \frac{\mathrm{d} u}{\mathrm{d}{t}}=C \dot{u} \cdots 微分公式 \]

电容器：防止电压的突变---从积分公式中可看出

6. 电感公式

\[i(t_0)=-\frac{1}{L}\int^{t_0}_{-\infty}u(t)dt \cdots 积分公式\\ u(t_0)=-L\frac{di}{dt}=-Li^{'} \cdots 微分公式 \]

电感器：防止电流的突变---从积分公式中可看出

7. 阻抗

\[Z=R+j\omega L +\frac{1}{j\omega C}=R+j(\omega L - \frac{1}{\omega C}) \]

\(\omega=2 \pi f\)是角频率

8. 焦耳定律

在\(t_{0}\)时刻，输入电阻的全部能量是(写成积分形式)

\[W=\int^{t_{0}}_{-\infty}p_tdt=\int^{t_{0}}_{-\infty}u_t i_tdt=R\int^{t_{0}}_{-\infty}i_t^2dt= G\int^{t_{0}}_{-\infty}u_t^2dt \]

电阻选型

假设有一个LED灯需要被点亮，LED灯的额定电压\(V_{led}\)和额定电压\(I_{led}\)通过datasheet可以查询，电路中的\(V_{dd}=3.3V\),请问串联多少欧姆电阻？

电阻分到的电压 \(V_{R}=V_{dd}-V_{led}\)

欧姆定律计算电阻 \(R=\frac{V_R}{I_{led}}\)

电池说明

生活中常见的电池电源都是恒压源

常见的电池表示有两个单位：

• 20000\(mAh\)毫安时：在标准电压3.7V的电压下，以20A的电流放电，可以放电一小时
• 74\(Wh\)瓦时：以74W的功率放电，可以放电一小时

已知\(P=UI\),上述两个单位如何转换？U是多少？

对于\(mAh\)，有一个假设，在3.7V的标准电压输出下(默认的标准电压，固定值)，对于电流的放电速度。

现实中的实例，移动电源(锂电池，20000\(mAh\))，默认其标准电压为3.7V，注意不是输出电压，所以二者的转换公式为

\[74Wh=74000mWh=20000mAh \times 3.7V \]

当移动电源的输出电压为5V时，根据其Wh单位，可换算

\[\frac{74Wh}{5V}=\frac{74\times 1000 mWh}{5V}=14800mAh \]

继电器

弱点控制强电

用D、E(MCU电路IO的高低电平)控制A、B、C(强电电路)的常闭、常开

三极管&&MOS管

三极管在电路中的作用：

• 开关作用
• 放大作用，放大电信号

NPN三极管&&PNP三级管

P：positive 正极

N：negative 负极

• PNP：当基极为低电压时，电路open，方向为二极管的正向导通(低电压有效)
• NPN：当基极为高电压时，电路opne，方向为二极管的正向导通(高电压有效)

N沟道MOS管&&P沟道MOS管

与三极管相比，功耗更小一些

运算放大器(比较器)

可以理解为：

if(V+>V-)
{
    out=v;
}
else
{
    out=0;
}