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<strong>作者:Maurice O’Brien</strong>
随着通信、医疗和工业设备的总体尺寸不断缩小,电源管理设计变得越来越重要。本文讨论高度集成的全新电源管理解决方案的应用,这些新器件为 RF 系统、FPGA 和处理器供电所带来的优势,以及有助于设计人员快速实现新设计的设计工具。
<strong>作者:Witold Kaczurba</strong>
<strong>简介</strong>
视频系统,目前已经深入消费应用的各个方面,在汽车、机器人和工业领域日益普遍。其在非消费应用中的增长主要源于HDMI 标准以及更快、更高效的 DSP 和 FPGA 的出现。
本文将概要讨论利用模拟或 HDMI 摄像机实现立体视觉(3D视频)的各种要求。文章将描述一个基于 FPGA 的系统,它将两个视频流结合成一个 3D 视频流,通过 HDMI 1.4 发射器进行传输,同时还要介绍一个基于 DSP 的系统,与通常需从两台摄像机接收数据相比,该系统可以节省 DMA 带宽。另外,本文还将描述一种方法,该方法可以实现一种并排格式,可供 3D摄像机或要求 3D 视频的系统使用。
<strong>作者:Maurice O'Brien</strong>
<strong>简介</strong>
工业和仪器仪表(I&I)、电信以及医疗应用的一个关键要求是需要一个可靠接口来传输数据。I2C 总线是一种双线制双向总线,用于集成电路之间的低速、短距离通信。I2C 是由飞利浦公司于 20 世纪 80 年代早期为单个电路板上的 IC 开发,其应用依然在不断增长。电源管理总线(PMBus)是一种速度相对较慢的双线式通信协议,该协议基于 I2C,可针对电源进行数字管理。PMBus 协议定义了一种开放标准数字电源管理协议,能为电源转换器或连接的其他器件通信提供便利。
<strong>Eamon Nash RF检波器 应用总监 ADI公司</strong>
<strong>摘要</strong>
二极管因为具有整流特性而用来产生直流电压,并且只要存在二极管,其所产生的直流电压便与交流和RF信号电平成比例。本文将把基于二极管的RF和微波产品与集成电路替代产品相对比。本文讨论的话题包括传递函数线性度、温度稳定性和ADC接口。
<strong>基于二极管的分立式RF检波器</strong>
<strong>作者:Colm Slattery, Derrick Hartmann, Li Ke</strong>
<strong>引言</strong>
工业过程控制系统应用多种多样,范围覆盖从简单的流量控制到复杂的电网,从环境控制系统到炼油厂过程控制。这些自动化系统的智能性依赖于它们的测量和控制单元。可编程逻辑控制器1 (PLC)和分布式控制系统2 (DCS)是用于控制机器和过程、处理各种各样模拟和数字输入及输出的两个最常见计算机系统,这些系统包含电源、中央处理单元(CPU),以及多种模拟输入、模拟输出、数字输入和数字输出模块。
<strong>作者:Jonathan Pearson</strong>
<strong>简介</strong>
电流反馈放大器(CFA)历来都不是跨阻放大器(TIA)的首选,因为它们具有较高的反相输入电流和反相输入电流噪声,可能比同等级电压反馈放大器(VFA)至少高出一个数量级。另外,许多系统设计师对 CFA 并不熟悉,因为不大愿意使用它们。然而,事实上,CFA 使用起来非常简单,而且在要求高增益、低功耗、低噪声、宽带宽和高压摆率的应用中,其性能可能超过VFA。其主要优势之一是,一个理想 CFA 的环路增益独立于其闭环增益,为此,CFA 可以实现出色的谐波失真和带宽性能,而不受其闭环增益的影响。
<strong>仪表放大器的基本原理</strong>
<strong>前言</strong>
仪表放大器有时被错误地理解。不是所有用于仪器仪表的放大器都是仪表放大器,并且所有的仪表放大器决不只用于仪器仪表。仪表放大器用于许多领域,从电动机控制到数据采集以及汽车系统。
本书的目的是阐述什么是仪表放大器,它的工作原理怎样,如何使用它以及在何处使用它等基本问题。另外,本书还介绍几种不同类型的仪表放大器。
仪表放大器与运算放大器的区别是什么?
<strong>作者:Reza Moghimi</strong>
有时需要在有较大共模信号的情况下测量小信号。在这类应用中,通常使用两个或三个运算放大器的集成仪表放大器。尽管仪表放大器具有出色的共模抑制比(CMRR),但价格因素,有时还可能是性能指标阻碍了其在此类应用中的使用。仪表放大器可能不具备用户要求的带宽、直流精度或功耗。因而,在这种情况下,用户可通过一个单放大器和外部电阻自行构建差分放大器,以替代仪表放大器。不过,除非使用匹配良好的电阻,否则这种电路的共模抑制比将很差。本应用笔记将探讨构建分立的差动放大器并优化其性能的数种方法,同时还将推荐几款可使解决方案的整体性价比能与单片仪表放大器相媲美的运算放大器产品。
图1为采用一个典型的由单放大器构建的差动放大器,该放大器与一个传感器桥路相连。
<strong>作者:Charles Kitchin、Lew Counts和Moshe Gerstenhaber</strong>
<strong>简介</strong>
在实际应用中,必须处理日益增多的射频干扰(RFI),对于信号传输线路较长且信号强度较低的情况尤其如此,而仪表放大器的典型应用就是这种情况,因为其内在的共模抑制能力,它能从较强共模噪声和干扰中提取较弱的差分信号。
但有个潜在问题却往往被忽视,即仪表放大器中存在的射频整流问题。当存在强射频干扰时,集成电路可能对干扰进行整流,然后以直流输出失调误差表现出来。仪表放大器输入端的共模信号通常被其共模抑制的性能衰减了。
<strong>作者:Miguel Usach Merino</strong>
<strong>摘要</strong>
新的国际标准和法规加速了工业设备对安全系统的需求。功能安全的目标是保护人员和财产免受损害。这可以通过使用针对特定危险的安全功能来实现。安全功能由一系列子系统组成,包括传感器、逻辑和输出模块,因而需要系统层面和集成电路层面的专门技能来提供具有适当功能组合的IC。本文以AD7770 ∑-Δ ADC为例,探讨如何构思和设计高性能IC以提供模拟域和数字域中的先进特性组合,从而简化安全系统的设计。
<strong>简介</strong>
墨菲定律变体之一:“如果几件事都可能出错,首先出错的往往是会造成最大损失的那一件。”
<strong>作者:Barry Zhang 和 Alex Buda</strong>
<strong>简介</strong>
许多系统设计人员使用Σ-Δ型ADC和RTD(电阻式温度检测器)进行温度测量,但实现ADC数据手册中规定的高性能时有困难。例如,一些设计人员可能只能从16位至18位ADC获得12至13个无噪声位。本文介绍的前端技术能够使设计人员在其系统设计中获得16个以上的无噪声位。
在比率式测量中使用RTD有一定优势,因为它能消除激励电流源的精度和漂移等误差源。下面是4线RTD比率式测量的典型电路。4线式配置的优势是可消除由引脚电阻产生的误差。
<strong>保护仪表放大器不受过压影响</strong>
当仪表放大器的输入来自远程传感器时,则可能会受到过压影响。如果在电源开启时将连接线断开并重新连接,可能会产生较大的瞬态电压。感性耦合是导致电缆上产生无用电压的另一种因素,结果可能损害仪表放大器的输入级。
从保护角度来看,仪表放大器在许多方面与运算放大器相似。像运算放大器一样,共模(CM)和差模(DM)输入电压必须遵循其绝对最大额定值。本指南重点讨论与仪表放大器相关的问题,而指南MT-036更适用于运算放大器。
一些仪表放大器内置有串联电阻形式的过载保护电路。图1所示为AD620仪表放大器输入端的原理示意图,图中显示了输入差分晶体管及其相关保护器件。
<strong>运算放大器输出电压相位反转</strong>
本教程讨论两个与运算放大器相关的话题:输出相位反转和输入过压保护。
超过输入共模电压(CM)范围时,某些运算放大器会发生输出电压相位反转问题。其原因通常是运算放大器的一个内部级不再具有足够的偏置电压而关闭,导致输出电压摆动到相反电源轨,直到输入重新回到共模范围内为止。图1所示为电压跟随器的输出相位反转情况。注意,输入可能仍然在电源电压轨内,只不过高于或低于规定的共模限值之一。这通常发生在负范围,最常发生相位反转的是JFET和/或BiFET放大器,但某些双极性单电源放大器也有可能发生。
<strong>作者:Martin Murnane、Chris Augusta</strong>
<strong>上电考量</strong>
人们常常想当然地为印刷电路板上的电路上电,殊不知这可能造成破坏以及有损或无损闩锁状况。这些问题可能并不突出,直到量产开始,器件和设计的容差接受检验时才被发现,但为时已晚,项目和产品的时间及交货将会受到极大影响,成本大幅攀升。为了解决这一阶段中发现的错误,将需要进行大量修改,包括PCB布局变更、设计更改和额外的异常现象等。
随着集成电路(IC)时代的到来,许多功能模块被集成到一个IC中,因而需要利用多个电源为这些模块供电。这些电源的电压有时候相同,但更多时候是不同的。市场上的片上系统(SoC) IC越来越多,这就产生了对电源进行时序控制和管理的需求
<strong>Eric Modica 和 Michael Arkin</strong>
当运算放大器的输入电压超过额定输入电压范围,或者在极端情况下,超过放大器的电源电压时,放大器可能发生故障甚至受损。本文讨论过压状况的一些常见原因和影响,为无保护的放大器增加过压保护是如何的麻烦,以及集成过压保护的新型放大器如何能为设计工程师提供紧凑、鲁棒、透明、高性价比的解决方案。
所有电子器件的可耐受电压都有一个上限,超过上限就会产生影响,轻则导致工作暂时中断或系统闩锁,重则造成永久性损害。特定器件能够耐受的过压量取决于多个因素,包括是否安装或意外接触器件、过压事件的幅度和持续时间、器件的鲁棒性等。
在汽车电子中,信号处理在实现新功能和更出色性能方面极其重要。为了创造更安全、更环保和更舒适的未来汽车,设计师们开始采用基于ADI丰富技术的数据转换器、放大器、MEMS、传感器、传感器接口、数字隔离器、处理器以及使用RF技术实现系统级IC,进而开发出更经济、更高性能的设计。
<strong>我们的目标:让汽车变得更环保、更安全、更舒适</strong>
<strong>作者:Eamon Nash和Eberhard Brunner</strong>
定向耦合器用于检测R F功率,应用广泛,可以出现在信号链中的多个位置。本文探讨ADI公司的新器件ADL5920,其将基于宽带定向耦合器与两个RMS响应检测器集成在一个5 mm×5 mm表贴封装中。相比于要在尺寸和带宽之间艰难取舍的传统分立式定向耦合器,该器件具有明显的优势,尤其是在1 GHz以下的频率。
在线RF功率和回波损耗测量通常利用定向耦合器和RF功率检波器来实现。
图1中,双向耦合器用于无线电或测试测量应用中,以监测发射和反射的R F功率。有时也希望将R F功率监测嵌入电路中,一个很好的例子是将两个或更多信号源切换到发射路径(使用RF开关或外部电缆)。
<strong>作者:Aaron Schultz</strong>
问: 为了稳定性,必须在MOSFET栅极前面放一个100 Ω电阻吗?
答: 简介:只要问任何经验丰富的电气工程师——如我们故事里的教授Gureux——在MOSFET栅极前要放什么,你很可能会听到“一个约100 Ω的电阻。”虽然我们对这个问题的答案非常肯定,但人们仍然会问为什么,并且想 知道具体的作用和电阻值。为了满足人们的这种好奇心,我们接下来将通过一个例子探讨这些问题。年轻的 应用工程师Neubean想通过实验证明,为了获得稳定性,是不是真的必须把一个100 Ω的电阻放在MOSFET 栅极前。拥有30年经验的应用工程师Gureux对他的实验进行了监督,并全程提供专家指导。
电力公司正在使用智能电表分析用电模式,但是未完全采用诊断数据来对电表进行运维。
ADI 在线研讨会【用诊断数据掌管智能电表】讨论了新的电表健康监测趋势并介绍了ADI 的全新监控技术 mSure®。
观看研讨会,请点击: http://www.eet-china.com/webinar/ADI_20180509
mSure®支持电力公司远程访问、监测和诊断机器健康状况,防患于未然,从而节省总运营成本,保护收益。 附件是此次在线研讨会的讲义,供大家学习or参考。
<strong>作者:Eric Carty</strong>
<strong>简介</strong>
本应用笔记探讨ADGM1304和ADGM1004微机电系统(MEMS)开关,以及这些开关在测试设备应用中发挥的积极作用,特别是在自动测试设备(ATE)应用领域。与RF继电器相比,MEMS开关具有小尺寸优势、高宽带射频(RF)性能、dc/0 Hz精密性能以及机械寿命优势,因而在ATE应用中非常重要。
典型信号链和方框图显示了MEMS开关可在哪些应用中使用,与常用的RF继电器相比,MEMS开关可在哪些方面实现增值,包括减少电路板占用面积和改进性能。本应用笔记还讨论在测试设备中使用的常见继电器,并将其性能与MEMS开关进行了比较。