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在很多应用中,模拟前端接收单端或差分信号,并执行所需的 增益或衰减、抗混叠滤波及电平转换,之后在满量程电平下驱 动ADC输入端。今天我们探讨下精密数据采集信号链的噪声分析,并深入研究这种信号链的总噪声贡献。
如图1所示,低功耗、低噪声、全差分放大器ADA4940-1驱动差 分输入、18位、1 MSPS PulSAR® ADC AD7982,同时低噪声精密5 V 基准电压源ADR435用来提供ADC所需的5 V电源。此信号链无需 额外驱动器级和基准电压缓冲器,简化了模拟信号调理,可节 省电路板空间和成本。一个单极点截止频率2.7 MHz RC(22 Ω, 2.7 nF)低通滤波器放在ADC驱动器输出和ADC输入之间,有助于 限制ADC输入端噪声,并减少来自逐次逼近型(SAR) ADC输入端 容性DAC的反冲。
假如有人将24V电源连接到您的12V电路上,将发生什么?
倘若电源线和接地线因疏忽而反接,电路还能安然无恙吗?
您的应用电路是否工作于那种输入电源会瞬变至非常高压或甚至低于地电位的严酷环境中?
即使此类事件的发生概率很低,但只要出现任何一种就将彻底损坏电路板。
为了隔离负电源电压,设计人员惯常的做法是布设一个与电源相串联的功率二极管或 P 沟道 MOSFET。然而——
二极管既占用宝贵的板级空间,又会在高负载电流下消耗大量的功率。
P 沟道 MOSFET 的功耗虽然低于串联二极管,但 MOSFET 以及所需的驱动电路将导致成本增加。
不可否认,电气系统变得更小、更轻,汽车电气化就是一个最好的例子。专业服务公司普华永道 (PwC) 预计,到2024年,混合动力汽车和全电动汽车将占全球销量的40%。随着汽车电气化程度的提高,越来越多的电气组件和系统需要隔离。例如,配备400 V直流电池组的电动汽车正变得越来越普遍,这带来明显的安全隐患。
<strong>更多电子产品需要更多隔离</strong>
新一代隔离解决方案面临的挑战无论是数量还是类型都在不断增加。这些系统,尤其是对于隔离设计而言,涉及复杂的架构和流程,会限制敏捷性和灵活性,同时也给变革带来阻碍。
对于均可提供无与伦比的集成度、众多功能以及大量用户可选选项的AD9361和AD9371收发器的选择,可是难倒了一堆选择困难星人。
但是,镜像抑制是能够区分这两个系列的性能之一,今天斑竹就讲讲“镜像抑制及其对所需信号的影响”,帮助各位筒子们做出最佳的选择哟~
<strong>镜像抑制基础知识</strong>
AD9361和AD9371系列均使用零中频(亦称为zero-IF或ZIF)架构实现极高的集成度并显著减少系统中频率相关组件的数量。如图1中的AD9371功能框图所示,主接收信号路径和主发送信号路径使用一个复数混频器级,在以本振 (LO) 频率为中心的射频 (RF) 和以直流为中心的基带之间进行转换。
Q、是否需要专门的栅极驱动器来提供正负电压?
A、不需要。可以调整单极性栅极驱动器,改用双极性方式驱动。
如果一个特殊的功率器件需要正负栅极驱动,电路设计人员无需特别寻找可进行双极性操作的特殊栅极驱动器。使用一个简单的技巧,就可以使单极性栅极驱动器提供双极性电压!
当驱动中/高功率MOSFET和IGBT时,一旦功率器件上的电压变化速率较高,就会存在密勒效应导通风险。电流通过栅极-漏极电容或栅极-集电极电容注入到功率器件的栅极。如果电流注入足够大,使栅极电压高于器件的阈值电压,则可以观察到寄生导通效应,从而导致效率降低,甚至出现器件故障。
设计电池充电器的第一步是从众多可用解决方案中选择电池充电器IC。为了做出明智的决定,设计团队首先必须明确定义电池参数(化学组成、电池单元数量等)和输入参数(太阳能、USB等)。然后,团队必须搜索符合输入和输出参数的充电器,比较大量的数据手册,以确定最佳解决方案。
方案选择的过程应允许团队为应用选择最佳解决方案,当然一旦设计参数发生改变,则需重新回到数据手册比较。如果可以完全跳过此步骤会怎么样呢? 如果设计人员能够专注于应用解决方案,将电池充电器 IC 视为一个黑匣子,在真正需要生成一个可行的解决方案时才放入实际的IC,那该多好啊。到那时,无论基本设计参数如何,设计人员只需要从现成产品中选取一个通用电池充电器 IC 即可。即使应用参数发生变化(输入切换、电池类型改变等),现成的电池充电器 IC 仍然适用。无需重新额外搜索数据手册。
首先向大家提出第一个参数,测量范围。它是传感器可以支持的输出加速度范围,通常用±g表示。这就是加速度传感器可以测量并准确输出的最大加速。例如,一个测量范围是±3g加速度计的输出一直到加速度达到±3g时是线性的。
灵敏度表示传感器输出随加速度(输入)变化的比例,它定义理想情况下加速度和传感器输出的直线关系,如下图中的灰线。对于模拟输出的加速度传感器,灵敏度是在指定的供电下给出的,通常用mV/g表示。数字输出的传感器的灵敏度通常使用LSB/g或mg/LSB表示。
生活处处不物理,留心洞察皆学问。本篇即将讲解的MEMS加速度计工作原理就与我们的生活现象息息相关。毕竟能将基于生活中的加速度现象引申到理论层面实在是一种了不起的智慧。可作为智慧的化身,大家都了解MEMS加速度计是如何工作的吗?
从现象引申至理论
现在我们远出时都会选择乘坐公交车或火车,当车加速离开车站时,我们的身体会向后仰,而当车减速时我们又会向前倾。(如下图)这是因为惯性导致了我们个体与车发生相对运动或有相对运动的趋势。(如果我们的芯片也要实现这样的工作,就可以借助生活中这样的实例。)
<strong>作者: Doug Mercer 和 Antoniu Miclaus</strong>
在2017年12月的模拟对话文章中介绍SMU ADALM1000之后,我们希望继续我们系列的第七部分,并进行一些小的基本测量。您可以在此处找到以前的ADALM1000文章。
<strong>作者: Doug Mercer 和 Antoniu Miclaus</strong>
在 2017年12月的模拟对话文章中介绍SMU ADALM1000之后,我们希望继续我们系列的第六部分,并进行一些小的基本测量。您可以在此处找到第一篇ADALM1000文章。
<strong>作者: Doug Mercer 和 Antoniu Miclaus</strong>
在 2017年12月的模拟对话文章中介绍SMU ADALM1000之后,我们希望继续我们的系列中的一些小型基本测量。您可以在此处找到以前的ADALM1000文章。
<strong>作者: Doug Mercer 和 Antoniu Miclaus</strong>
在2017年12月的模拟对话文章中介绍SMU ADALM1000之后,我们希望继续我们系列的第四部分,并进行一些小的基本测量。您可以在此处找到第一篇ADALM1000文章。
<strong>应用简介</strong>
针对电机控制解决方案,ADI公司提供了门类齐全的产品组 合,其中包括了模数/数模转换器、放大器、嵌入式处理器、 iCoupler®数字隔离器、电源管理器件和实时以太网解决方案; 这些高性能的器件和增加系统集成度有助于实现更新型的拓扑 结构设计,为客户实现系统的差异化设计带来价值,比如,更 快主频的处理器可以运行更加复杂的算法,高性能的ADC可以 支持更高性能的电流环控制等等。伺服驱动系统的性能同用户 最终所构建的运动控制系统的性能和所能提供的精度密切相 关,多数情况下,最终的用途可以是一个高精度数控机床系 统、网络化运动控制系统或机器人系统,这些系统要求能够精 确控制位置及电机的扭矩;ADI公司能够提供涵盖信号链中所有 重要器件的完整解决方案。
<strong>作者:Ryan Schnell</strong>
是否需要专门的栅极驱动器来提供正负电压?
不需要。可以调整单极性栅极驱动器,改用双极性方式驱动。如果一个特殊的功率器件需要正负栅极驱动,电路设计人员无需特别寻找可进行双极性操作的特殊栅极驱动器。使用一个简单的技巧,就可以使单极性栅极驱动器提供双极性电压!
当驱动中/高功率MOSFET和IGBT时,一旦功率器件上的电压变化速率较高,就会存在密勒效应导通风险。电流通过栅极-漏极电容或栅极-集电极电容注入到功率器件的栅极。如果电流注入足够大,使栅极电压高于器件的阈值电压,则可以观察到寄生导通效应,从而导致效率降低,甚至出现器件故障。
加速度计能够测量加速度、倾斜、振动或冲击,因此适用于从可穿戴健身装置到工业平台稳定系统的广泛应用。市场上有成百上千的加速度计器件可供选择,其成本和性能各不相同。最新MEMS电容式加速度计应用于传统上由压电加速度计和其他传感器主导的应用领域。新一代MEMS加速度计可为CBM、结构健康监控(SHM)、资产健康监控(AHM)、生命体征监测(VSM)和物联网无线传感器网络等应用提供解决方案。然而,在有如此多加速度计和如此多应用的情况下,选择合适的加速度计并非易事。
尚无行业标准界定加速度计属于何种类别。加速度计的一般分类及相应的应用如表1所示。所示的带宽和g值范围是加速度计用在所列终端应用中的典型值。
表1.加速度计等级和典型应用领域
集成无源器件在我们的行业中并不是什么新事物——它们由来已久且众所周知。实际上,ADI公司过去曾为市场生产过这类元件。当芯片组将独立的分立无源器件或者是集成无源网络作为其一部分包含在内时,需要对走线寄生效应、器件兼容性和电路板组装等考虑因素进行仔细的设计管理。虽然集成无源器件继续在业界占据重要地位,但只有当它们被集成到系统级封装应用中时才能实现其最重要的价值。
几年前,ADI开始推出新的集成无源技术计划 (iPassives™)。ADI 旨在通过这项计划提供二极管、电阻、电感和电容等无源元件,从而能够更广泛地涵盖信号链设计,同时克服现有采用无源元件方法的局限性和复杂性。ADI 的客户群对具有高效空间尺寸的更完整解决方案的需求,也推动了这项计划的发展。
<strong>作者: Antoniu Miclaus 和 Doug Mercer</strong>
在 2017年12月的模拟对话文章中介绍SMU ADALM1000后,我们希望继续使用ADALM1000系列的第三部分进行一些小型基本测量。您可以在此处找到第一篇ADALM1000文章。
<strong>作者 Doug Mercer</strong>
在2017年12月的模拟对话文章中介绍SMU ADALM1000之后,我们希望从一些小型基本测量开始。您可以在此处找到以前的ADALM1000文章。
在物联网和云计算成为生活一部分,在行业媒体大肆宣扬之际,通过采用最先进的技术和优化设计,老式电子元件并未停止前进的步伐。其中一个例子是模数转换器,该器件现在可以超过每秒一兆次采样(MSPS)的速率实现32位分辨率,轻松通过传统的计量基准测试。
这些高精度转换器可以显示高于16位的分辨率,规定可比静态和动态特性,并且在仪表仪器和大型通用采集系统(测试、设备认证)、专业系统(医疗应用和光谱学数字成像)等专用领域以外,它们已经进入许多过程控制应用、可编程控制器、大型电机控制以及电能输配等领域。目前,几种ADC架构在精度方面不相上下;根据不同需求,具体的选择视模数转换原理、逐次逼近寄存器(SAR)以及∑-Δ而定,在数MSPS速率下,这些架构分别支持最高24位或以上的分辨率,为24位或更多,在几百kSPS速率下支持32位分辨率。
<strong>首先请思考:电流流向何处?</strong>
表面来看,这是一个显而易见的问题。但提到电流时,人们一般都会想到电流从某个地方“流出”,然后“流过”其他地方,却忽视了电流如何流回源点的问题。在实际操作中,人们似乎认为所有“接地”或“电源电压”点都是相等的。但忽略了一个事实 :这些点构成电流在其中流动并产生有限电压,它们是导体网络的一部分。
如果要进行前瞻性规划,我们必须得考虑电流的起点及返回点,必须确定结果产生的电压降的作用。而这又要求对去耦及接地电路的原理有一定的了解。然而在设计采用了集成电路时,这样的信息往往无从获取与难以理解。