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利用数字隔离器技术增强工业电机控制性能

<strong>作者:Dara O'Sullivan(系统工程师)和Maurice Moroney
(技术营销经理),ADI公司</strong>

<strong>隔离类型简介</strong>

隔离用户及敏感电子部件是电机控制系统的重要考虑事项。安全隔离用于保护用户免受有害电压影响,功能隔离则专门用来保护设备和器件。电机控制系统可能包含各种各样的隔离器件,例如:驱动电路中的隔离式栅极驱动器;检测电路中的隔离式ADC、放大器和传感器;以及通信电路中的隔离式SPI、RS-485、标准数字隔离器。无论是出于安全原因,还是为了优化性能,都要求精心选择这些器件。

嵌入式微控制器应用中的无线(OTA)更新:设计权衡与经验教训

<strong>作者:Benjamin Bucklin Brown</strong>

<strong>摘要</strong>

许多嵌入式系统部署在操作人员难以或无法接近的地方。物联网(IoT)应用尤其如此,这些应用通常大量部署并且电池寿命有限。实例包括监控人员或机器健康状况的嵌入式系统。这些挑战加上快速迭代的软件生命周期,导致许多系统需要支持无线(OTA)更新。OTA更新用新软件替换嵌入式系统的微控制器或微处理器上的软件。虽然很多人非常熟悉移动设备上的OTA更新,但在资源受限的系统上设计和实施会带来许多不同的挑战。本文将介绍针对OTA更新的若干不同软件设计,并讨论其优缺点。我们将了解OTA更新软件如何利用两款超低功耗微控制器的硬件特性。

新概念模拟电路 -《运放电路的频率特性和滤波器》

"所谓的频率特性,是指一个放大电路对不同频率的输入信号所表现出的不同性能。"——杨建国教授。 "新概念模拟电路"系列第三本《运放电路的频率特性和滤波器》中,详细研究并解释了运放电路性能随频率变化的规律。作者道,"滤波器就是利用这些规律,人为主动设计制作的一个能达到我们期望规律的放大电路。比如滤除低频量,保留高频量等。"

通过对本书所写的频率特性以及二十多种不同滤波器的深入研究与学习,您将能够很快设计出理想的滤波器!

LTM8071:60VIN、5A Silent Switcher µModule 稳压器

LTM®8071 是一款 60VIN,5A(连续)降压型Silent Switcher μModule®(功率模块)稳压器。Silent Switcher 架构可将 EMI 降至最低,同时在高达 2.2MHz 的频率下实现高效率运行。封装中包含开关控制器、电源开关、电感和所有支持元件。输入电压范围为 3.6V 至 60V,LTM8071 支持 0.97V 至 15V 的输出电压范围和200kHz 至 2.2MHz 的开关频率范围,各范围分别通过单个电阻进行设置。完成设计只需要输入和输出滤波电容。

LTM8071 采用紧凑的超模压球栅阵列 (BGA) 封装,适合由标准表面贴装设备自动装配。LTM8071 提供 SnPb (BGA) 或符合 RoHS 标准的引脚表面处理。

<strong>特点</strong>

LT3070-1:5A、低噪声、可编程输出、85mV 压差线性稳压器

LT®3070-1 是一款低电压、UltraFast™ 瞬态响应线性稳压器。该器件提供高达 5A 的输出电流,典型压差为 85mV。0.01μF 基准电压旁路电容将输出电压噪声降至 25μVRMS。LT3070-1 EN 引脚控制基准电压源软启动特性,而 LT3070 通过BIAS 引脚电源电压控制基准电压源软启动。

LT3070-1 的高带宽允许使用低 ESR 陶瓷电容,从而节省体电容和成本。LT3070-1 的特性使其成为高性能 FPGA、微处理器或敏感通信电源应用的理想选择。

精密旋变数字转换器测量角位置和速度

<strong>作者:Jakub Szymczak、Shane O’Meara、Johnny S. Gealon和Christopher Nelson De La Rama </strong>

旋变器和机电传感器可用来精确测量角位置,以可变耦合变压器的方式工作,其初级绕组和两个次级绕组之间的磁耦合量根据旋转部件(转子)位置而改变;转子通常安装在电机轴上。旋变器可部署在工业电机控制、伺服器、机器人、混合动力和全电动汽车中的动力系统单元以及要求提供精确轴旋转的其他许多应用中。旋变器在这些应用中可以长期耐受严苛条件,是恶劣环境下军用系统的完美选择。

ADI公司如何看待自由和开源软件

<strong>作者:Michael Hennerich, Robin Getz</strong>

系统设计师为什么应当关注“自由和开源软件”?

使用自由和开源软件 (FOSS) 群体的迅速扩增,进一步体现了从 1980 年以来,嵌入式行业最重要的全面长期发展趋势。

获得 FOSS 软件许可,就可以使用源代码,同时还赋予开发人员研究、变更、改进软件设计的权利。在每一类主要软件的生命周期中,FOSS 已经或者必将发挥一定的作用,影响从 64服务器到 8 位微控制器的一切平台。FOSS 将从根本上改变所有用户和开发人员对于软件价值主张的看法。因此,大部分嵌入式开发人员或早或晚都会在设计中使用FOSS。

<strong>什么是 FOSS?</strong>

了解高速DAC测试和评估

<strong>作者:Justin Munson</strong>

<strong>范围</strong>

本应用笔记介绍ADI公司高速转换器组表征高速数模转换器(DAC)的性能时所用的测试方法。评估高速DAC时,应当参考本应用笔记和相应的器件数据手册。更多信息,请联系高速转换器组。

<strong>动态测试硬件设置</strong>

半桥配置隔离端的供电

<strong>作者:Ryan Schnell,ADI公司应用工程师</strong>

为半桥配置的高端栅极供电起初似乎是一项棘手的任务,因为大部分系统都有较高的电平转换和驱动强度要求。本文论述让设计人员能够实现这一目标的可行解决方案。

<strong>简介</strong>

半桥拓扑广泛用于电源转换器和电机驱动器中。这在很大程度上是因为半桥可通过总线电压,为脉宽调制(PWM)信号提供高效同步控制。然而,在控制器和功率器件之间通常需要使用栅极驱动器,以获得更短的开关时间并出于安全性和/或功能性目的提供隔离。对于总线电压高于功率开关的栅极到源极电压最大限值的系统,必须采用不同于系统总线的电压驱动栅极。

多电源系统的监控和时序控制

<strong>作者:Rich Ghiorse</strong>

<strong>引言</strong>

当今的现今,电子系统往往具有许多不同的电源轨。在采用模拟电路和微处理器、DSP、ASIC、FPGA的系统中,尤其如此。为实现可靠、可重复的操作,必须监控各电源电压的开关时序、上升和下降速率、加电顺序以及幅度。既定的电源系统设计可能包括电源时序控制、电源跟踪、电源电压/电流监控和控制。有各种各样的电源管理IC可以执行时序控制、跟踪、上电和关断监控等功能。

运算放大器输入、输出、单电源和轨到轨问题

<strong>单电源运算放大器问题</strong>

由于市场需求,单电源供电已成为一项日益重要的要求。汽车、机顶盒、照相机/摄像机、PC和笔记本电脑应用要求IC供应商提供各种采用单电源轨供电,而性能则与双电源器件相同的线性器件。功耗现已成为线路或电池供电系统的关键参数,某些情况下甚至比成本还重要。因此,器件以低电压/低电源电流工作至关重要。与此同时,精度和精密性要求则迫使IC制造商要在放大器设计中做到“事半功倍”。

6本2018年最火的电子书,打包带走吧

(一)技术文章合集

ADI技术文章合集主要介绍了仪器仪表和测量、电机控制系统设计、过程控制和工业自动化、医疗健康、能源、通讯等技术基础和概述及解决方案。

(二)ADI应用笔记合集

应用笔记是由ADI工程师亲自参与设计、调试并验证的放大器应用笔记。通过这些应用笔记,为许多通用应用提供解决方案。每款放大器电路包含详细的设计文档。电路功能和性能已经过硬件验证。

(三)ADI参考电路合集(第4册)

参考电路可以说是广大工程师的心头好了,其主要介绍由ADI工程师亲自参与设计、调试并验证的参考电路。通过这些参考电路,可以将这些产品迅速和放心地组合起来。这些电路为许多通用应用提供解决方案。每款电路包含详细的设计文档,常见电路变化以及更多信息。电路功能和性能已经过硬件验证。

按照IEC 61000-4-x和CISPR 11标准测试、采用AD4111、 适合工业自动化应用的模拟输入设计

<strong>作者:李可 Li Ke</strong>

<strong>简介</strong>

AD4111集成了低噪声、快速建立、24位Σ-Δ型模数转换器(ADC)和模拟前端,支持全差分或单端、双极性±10 V电压输入和单端20 mA输入。AD4111设计用于工业自动化应用的可编程逻辑控制器(PLC)和分布式控制系统(DCS)模块。

本应用笔记详细介绍了AD4111电磁兼容性(EMC)印刷电路板(PCB)的功能,该电路板可与AD4111一起使用,支持典型的±10 V电压和0 mA至20 mA电流输入。电路板设计展示了一种针对工业自动化应用的验证EMC的解决方案。IEC61000-4-x系列标准在系统层面讨论电气和电子设备抗扰度的评估。

缓冲ADC系列消除了信号调理的复杂性

<strong>Joe Sousa、Andrew Thomas、Clement Wagner、Mark Thoren</strong>

工程师常常认为模数转换器输入端为高阻抗。在不进行转换时,直接采样SAR ADC输入端通常为高阻抗,但在采样开始时会产生电流的“尖峰”。平均而言,这种行为可以建模为一个粗略的非线性电阻,它与样本电容大小和采样率成反比,但必须能够在采集结束和转换开始之前立即完全建立信号链以响应这种误用。将信号链耦合到ADC是一种惯例,通常需要将理论和实验相结合。相比之下,LTC2358系列多通道缓冲高压SAR ADC提供真正的高阻抗输入,在许多情况下简化或消除了信号调理的需要。当需要信号调理时,可以直接连接到LTC2358输入端,无需考虑其驱动开关电容的能力。下面的电路展示了一些利用LTC2358输入的特性的应用。

ADF7030-1与ETSI 1类社会报警装置的要求

<strong>作者:Edwin Umali</strong>

<strong>简介</strong>

欧洲电信标准协会(ETSI)已将社会报警装置定义为能使受限区域内遇险的人发起呼叫以获得帮助的,可靠的无线电通信系统。社会报警装置的目标用户是老人和残疾人。本应用笔记将结合1类社会报警装置的要求,讨论ADF7030-1的工作原理和性能。在灵敏度、阻塞和邻道选择性(ACP)之间进行优化和平衡,以满足1类装置要求,而不使用额外的表面声波(SAW)滤波器。

ADI任意波形发生器方案

相信多数工程师在工作中都使用过示波器和信号发生器,前者作为信号的捕获设备,后者作为信号的产生设备,它们是工程师手中的一对非常实用的工具。这里介绍的就是其中的信号发生器完整解决方案。在模拟信号或者模拟数字混合信号应用领域,任意波形发生器(AWG)有着非常普遍和广范的应用。比如产生激励信号来模拟某种传感器,例如汽车碰撞实验的复现,或者产生高速模拟信号来测试某种芯片的功能。从简单的正弦波产生到复杂一点的AM/FM调制信号,再到更加复杂的QAM调制信号等都有着任意波形发生器的应用。下面介绍的ADI任意波形发生器解决方案侧重于带宽300MHz以下的应用场合。里面用到了ADI先进的DAC技术,能提供较低的杂散和噪声指标。在信号调理上有一些不错的高速运放推荐给大家,另外在低速精密应用场合也有一些高精度的ADC和DAC推荐。有些容易被忽视的电路,比如电源设计和芯片选型上也仔细地做了斟酌。

射频收发器在数字波束合成相控阵中实现强制杂散去相关性

<strong>Peter Delos、Michael Jones和Mark Robertson ADI 公司</strong>

<strong>简介</strong>

在大型数字波束合成天线中,人们非常希望通过组合来自分布式波形发生器和接收器的信号这一波束合成过程改善动态范围。如果关联误差项不相关,则可以在噪声和杂散性能方面使动态范围提升10logN。这里的N是波形发生器或接收器通道的数量。噪声在本质上是一个非常随机的过程,因此非常适合跟踪相关和不相关的噪声源。然而,杂散信号的存在增加了强制杂散去相关的难度。因此,可以强制杂散信号去相关的任何设计方法对相控阵系统架构都是有价值的。

物联网智能温室系统

物联网智能温室是一种监测和控制多个重要参数以促进植物以最佳状态生长的应用。数据在本地处理并通过 Wi-Fi发送到本地网关,然后到达云连接平台。

光是植物生长和光合作用中最重要的一个因素。大多数植物通常吸收红色、橙色波长和蓝色、紫色波长的光。绿色和黄色波长的光通常会被反射,对生长或开花没有多大贡献。

植物在其生命周期中甚至需要不同强度的不同光谱。例如,植物在发芽和幼苗期间往往需要更多的蓝光,而在后期生长阶段以及开花或结果期间,红光似乎更重要。

通过控制植物在生命各阶段中接触到的光谱和光强度,可以更有效地促进植物生长,最终增加作物产量。

土壤湿度、pH 值和温度测量有助于确保植物拥有适量的水和养分,以获得最佳生长条件。

交通运输应用中高压电池监控的隔离

<strong>作者:John Wynne</strong>

电动汽车逐渐成为近年来的一个热门话题。这种“绿色”汽车依靠串联电池组来获得足够高的电压,从而有效驱动电机。全电动汽车 (EV) 和混合动力汽车 (HEV) 均采用这种高压 (HV)电池组。HEV 依靠内燃机 (ICE) 充电,而且在许多情况下,内燃机也会提供动力。EV 则必须插入电源中充电,有些新型混合动力设计称为“插电式混合动力汽车”(PHEV),它基本上可视为一种 EV,但配有内燃机以延长行驶里程。

使用MEMS加速度计和自适应参考 (基准)准确捕捉车载DVR系统中的真实加速度数据

<strong>王一兵 应用工程师 ADI公司</strong>

现代车载数字视频记录系统(DVR)或OBD均使用加速度计(重力传
感器)测量车辆加速度。因此,在发生车辆紧急刹车或碰撞等
预定义事件时,DVR可以对记录视频添加日期/时间/加速度等
信息。将视频保存至硬盘或SD卡等系统存储器时,这些信息非
常有用。例如,可以借助这些信息方便识别和回放目标事件视
频。此外,仅保留这些有用视频并删除其他视频可显著节约系
统存储空间。但是,由于地球引力偏置和车辆振动等对加速度
计的共同影响,因此在车辆行驶时准确测量加速度是一个很大
的挑战。本文介绍了一种简单有效的方法来解决此问题。