为了更好地制作智能车，特买一本智能车制作来系统的学习智能车的制作。
而新版的《智能车制作》这本书，从基础到硬件到软件到机械结构，都十分详细的进行了介绍和讲解，故寒假有必要将其认真研读。为使研读更充分，特写读书笔记以加深印象。
《智能车制作》封皮
智能车的基础是硬件电路及电源；硬件电路及电源的基础是电路图和元器件。
书中第一章主要讲解电子元器件的性能及电源的基础知识和其他一些知识。
智能车中使用的元器件，主要为：电阻、电容、电感、二极管、发光二极管、电位器、晶振、MOS管、远算放大器等。
在使用以上元器件时，首先需要了解其参数，根据元器件的参数来选择对应的元器件，其次是其封装大小，由实际设计时决定，最后是型号是否冷门，过于冷门的元器件很难购买，成本高不说，出现问题后网上的解决方案也少。
其中元件（后边用到的芯片也是）的参数主要通过数据手册来下载。在对应厂家的网站或者百度，一般都可以下载到其对应型号的器件的Data Sheet（数据手册）。除数据手册外，部分器件还有Application Note (应用笔记),也是学习器件的一个有用的文档。
下面介绍相关元件的性质。
1、电阻
对于电阻来说，我们要学会读电阻的数值（例如103为10KΩ），还应了解常用的封装为：直插、0603、0805、1210。除此之外，还有最大电压，额定功率和精度等参数。
0欧电阻为特殊的一种电阻，常用于调试，跳线，分割地平面（数模隔离）等功能。0欧电阻并不等同于导线，其电阻虽然仅有数十毫欧，但存在感抗和容抗，对高频信号（例如pwm）有一定作用，可应用于电磁兼容等方面的设计。但其不可过大电流，电阻都有功率限制（P＝I2R）
常见贴片电阻
2、电容
对于电容来说，容值是其首要指标，但温度的不同也会影响其容值，而频率、电压和时间对其影响也很大。（例如电解电容的容值和频率在博德图中就呈线性关系）
除了容值，其次就是电容的等效串联电阻（ESR）。
一般情况下认为电容两端电压不能突变，但是由于电容不是理想电容，有ESR的存在，电容电压会产生一些变化，另外因为ESR，电容会有相应的功率消耗。在电源设计时要尤为注意电容的以上参数。
最后就是电容的耐压值及其特性。
电容的抗过压能力较强，但万万不可正负接反。电容的寿命与额定电压和温度有密切关系，设计时应增加一些余量以延长寿命。常见电容中，陶瓷电容阻抗频率特性较好，钽电容容量温度特性和直流偏压特性较好，铝电解电容直流偏压性较好。钽电容多用于逻辑电路的滤波，不适用于驱动电路等大功率场合。
常见电容
3.电感
对于电感，除电感量为主要参数外，流经电感的电流也非常重要。
流经电感的电流会影响电感的电感量，若电感长时间流经过量的电流，会使磁芯饱和，失去电感的作用。也因此在开关电源中要慎用积层电感和色环电感（电感饱和电流太小）。
电感的另一大参数是品质因数，品质因数和电磁/电轨传感器相关，因我所在组别为光电类，故不深入研究。
常见电感
4、二极管
二极管是一种半导体器件，大家一般认为正向导通，反向截止。而二极管除了这些基础性质外，还有正向电流，最高反向工作电压，正向压降和反向恢复时间等特性。部分二极管需要经常通过大电流，故正向电流的参数很重要；而依据最高反向工作电压，可制成稳压二极管等；二极管并不是理想器件，实际应用时会产生正向的压降（硅-25℃-0.7v）。
反向恢复时间是二极管中尤为重要的参数。当电压变为反向时，二极管并未立即关断，反向电流经t1时间后减小，再经过t2时间变为0，t＝t1+t2，t即为反向恢复时间，以上过程即为反向恢复过程。
该参数对二极管的工作频率与效率有较大影响。
整流二极管的反向恢复时间较长，因此工作频率不可太高，但较长的反向恢复时间不易产生电磁兼容问题。
快恢复二极管的反向恢复时间很短（几百纳秒），可应用于高频整流，广泛应用于各类开关电源，其耐压较高，但压降较大。
另还有超快恢复二极管，恢复时间可不超过100纳秒。
肖特基二极管的反向恢复原理与上述不同，而时间也短到忽略不计，但缺点是耐压不高，反向漏电流大，不过正向压降非常低，可广泛应用于输出电压较低的开关电源中。
5、发光二极管（LED）
发光二极管也是二极管的一种，常被应用于做指示灯，但也应用于红外，激光等。
发光二极管的压降与颜色有关，蓝色、翠绿色、白光的降压较高。
发光二极管是电流型工作器件，因此不得直接接在电压源或是推挽输出模式的I/O口上，否则很容易因电流过大而烧毁，常加330/510Ω电阻来限流。
其他方面，LED的材料可能对静电敏感，焊接时应做一些静电防护或接地；雾状LED的发光较为均匀，透明LED的灯光在特定方向上亮度较高，其他方向可能不理想。
常见二极管及LED
6、晶振
振荡器可为电路提供一定频率的时钟信号，而常见的振荡器由石英晶体制成，常称之为晶振。
晶振两端要接 接地电容，从而形成皮尔斯振荡器，若对精度要求不高，电容可在十几皮法到数十皮法之间任取。晶振常并联一电阻，用于降低谐振阻抗，易于形成反馈回路，从而易于起振，偶尔也会串联限流电阻，限制震荡幅度，以免过于驱动而损坏晶体或产生不必要的波形。
常见晶振
在研究时钟时，也常常听到锁相环（PLL）。锁相环一般由压控振荡器、滤波器和鉴相器来组成环路，最终可使输入和输出的两个频率同步（略有相位差，但是稳定）
压控振荡器，用电压变化来控制输出的振荡器。
鉴相器，用于识别两个输入波形的相位的前后。
鉴相器输出或高或低的方波电压，经滤波器变成平稳的直流电压，再输入压控振荡器来控制振荡器的输出。
将振荡器的输出和晶振原始频率一起送回鉴相器，形成闭环回路，经过闭环调节，最终使输入与输出频率相同，并带有稳定相位差。
锁相环结构图
7、电位器
电位器属于电阻的一种，电位器一般有绕线，碳膜和玻璃釉等几种，绕线电位器精度高，稳定性好，但阻值小，高频性能差，体积大。碳膜电位器阻值范围宽，分辨率高，结构简单，但滑动噪声大，功率小。
智能车中常用碳膜电位器。
电位器常用于分压或可调电阻，但光电类智能车中常用于调整电阻来调整输出电压（舵机用）。但其电位器的旋转寿命很短，一般仅有数十次至上百次，超过次数，其稳定性将变差，因此在调节好后就应尽量减少旋转。电磁车尤为要注意。
常见电位器
以上就是部分元件的相关特性，在下一节中，我们将学习MOS管和电源的相关知识。
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发表于 2018-1-26 03:33:10
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