ADI

在医疗设备、汽车仪器仪表和工业控制等科技领域中，当设备设计涉及应变计、传感器接口和电流监控时，通常需要采用精密模拟前端放大器，以便提取并放大非常微弱的真实信号，并抑制共模电压和噪声等无用信号。首先，设计人员将集中精力确保器件级噪声、失调、增益和温度稳定性等精度参数符合应用要求。

然后，设计人员根据上述特性，选择符合总误差预算要求的前端模拟器件。不过，此类应用中存在一个经常被忽视的问题，即外部信号导致的高频干扰，也就是通常所说的“电磁干扰(EMI)”。EMI可以通过多种方式发生，主要受最终应用影响。例如，与直流电机接口的控制板中可能会用到仪表放大器，而电机的电流环路包含电源引线、电刷、换向器和线圈，通常就像天线一样可以发射高频信号，因而可能会干扰仪表放大器输入端的微小电压。

另一个例子是汽车电磁阀控制中的电流检测。电磁阀由车辆电池通过长导线来供电，这些导线就像天线一样。该导线路径中连接着一个串联分流电阻，然后通过电流检测放大器来测量该电阻上的电压。该线路中可能存在高频共模信号，而该放大器的输入端容易受到这类外部信号的影响。一旦受到外部高频干扰影响，就可能导致模拟器件的精度下降，甚至可能无法控制电磁阀电路。这种状态在放大器中的表现就是放大器输出精度超过误差预算和数据手册中的容差，甚至在某些情况下可能会达到限值，从而导致控制环路关断。

<strong>凌力尔特公司 (现隶属 ADI 公司)军用航空市场经理 Steve Munns</strong>

军用系统设计师需要面对多种挑战性设计目标，因为他们除了要提供更高的性能，还处于变化速度不断加快的环境之中。预算削减已经导致大规模企业重组、并行市场业务多样化以及国防工业全球化。这又给设计团队带来新的竞争对手和不可避免的商业压力。

在这种大背景下，设计团队不得不适应新的工作方式，例如跨职能部门、跨多个地点开展工作，同时电源、RF 等一些设计领域的专家也变得日益稀少，上市时间也在不断缩短。

幸运的是，可为设计团队提供帮助的是，每一代新的半导体产品都带来了技术改进，随着这种技术改进，创新从一个行业流入另一个行业。很显然地体现出这种技术改进的一个产品系列是凌力尔特公司的 µModule (微型模块)稳压器，这个系列的产品通过整合芯片和封装技术的进步，已经实现了电源解决方案的极大改进。

<strong>Stefano Gallinaro ADI公司</strong>

各种应用的功率转换器正从纯硅IGBT转向SiC/GaN MOSFET。一些市场（比如电机驱动逆变器市场）采用新技术的速度较慢，而另一些市场（比如太阳能逆变器、电动汽车牵引逆变器和充电器市场）在创新中发挥着关键作用。

预计未来五年太阳能市场将以10%的年复合增长率增长，非常乐观，而光伏系统价格预计将再下降20%。这很可能是光伏逆变器电子元件技术进步的结果。功率开关 (SiC/GaN MOSFET) 的新技术将提高开关频率，从而减小电感和电容尺寸，同时要求更精确、更快速、能效更高的检测、控制和驱动IC。到2021年，在全部电站级逆变器中，30 kW至100 kW的1500 VDC电站级串式逆变器将占有90%以上的市场份额。它们代表了采用创新多电平拓扑结构的新型高密度SiC/GaN功率开关的测试基准。

伺服系统广泛用于机床工具、纺织机械、印刷机械、激光雕刻机等传统OEM行业。机器人、机床、电子半导体以及风电太阳能等新能源对交流伺服的需求增长较快，不同细分领域的竞争格局差异较大。现代交流伺服系统最早被应用到宇航和军事领域，比如火炮、雷达控制等，后来逐渐进入到工业领域和民用领域。

1. 电子机械
由于中国逐渐发展为制造业大国，在电子行业尤其如此，中国已经成为各类消费电子产品如电视、手机、电脑等的世界制造工厂。因此产生了大量电子产品加工机械的需求。自动邦定机、固晶机是其中发展较快的两类产品。这两类机械通常一台机械配有3~6轴伺服，有些厂家一年就可生产上千套机器，因此对伺服产品需求量巨大。但这两类机械通常要求伺服快速、定位精度要求非常高，这就要求伺服产品具有小功率、小惯量、高精度的性能，适用伺服产品的功率范围一般在1KW以下，但精度通常要求达到17位编码器反馈。集成电路封装机、自动点胶机也是电子行业发展较快的分支产品，但对伺服精度要求较低，通常11位编码器反馈即可。目前此行业中松下伺服产品得到广泛应用。

Analog Devices, Inc. (ADI)今日推出高集成度有源天线波束成形芯片ADAR1000，其支持相控阵雷达和通信系统设计人员利用紧凑的固态解决方案快速取代庞大的机械转向天线平台。ADAR1000芯片可简化设计，显著缩减空中交通管制、监控、通信和天气监测所用相控阵雷达系统的尺寸、重量及功耗。对于航空电子设计人员而言，ADAR1000支持平板天线阵列，这可以缩小传统雷达系统的外形尺寸，有助于设计出更小更轻的飞机。新型ADAR1000是即插即用型芯片，使得没有或仅有很少射频经验的设计人员也能扩展雷达系统的性能并延长其工作寿命。

<strong>作者：Eric Gaalaas，ADI公司</strong>

通用串行总线(USB)是个人计算机(PC)通过电缆与外设实现通信的常用方法。某些应用中，需要隔离USB通信以满足安全要求，或中断接地环路。遗憾的是，隔离任务不易完成，因为USB电缆上有双向数据流。本文将讨论这个问题，并探讨实现易于使用的隔离式USB方案面临的其他挑战，最后对解决方案进行比较。一个理想的“透明”解决方案能将隔离对系统的影响降至最低，目前我们就可以提供这种解决方案。本文讨论的内容针对USB 2.0，支持三种数据速率： 1.5 Mbps(低速)、12 Mbps(全速)和480 Mbps(高速)。为简便起见，将详细探讨12 Mbps的情况，但示例中的很多原理同样适用于其他速度。

该自适应扬声器增强解决方案采用集成电流/电压检测功能的中级功率D类功放(SSM3525)和一个可最大限度利用高性能电流和电压检测功能的音频处理器。

<strong>作者：Matthew C. Kessler</strong>

DC-DC转换器设计人员需要多功能开关控制器和调节器，以便解决尽可能多的电源管理挑战。ADI公司的电源管理IC可提供这种多功能性，并能降低复杂度和系统成本，加快上市时间，提高设计鲁棒性。ADI公司的ADP2300和ADP2301(ADP230x)开关调节器可以提供从20 VIN降至0.8VOUT的异步降压功能，输出电流最高可达1.2 A，开关频率为700 kHz或1.4 MHz。降压拓扑结构的实现在ADP230x数据手册中已有详细说明，并获得ADI公司ADIsimPowerDC-DC电压调节器设计工具扩展版本ADP230xBuckDesigner Tool的支持。

虽然ADP230x系列是针对降压应用而设计，但其多功能性允许它在不增加成本、器件数量和尺寸的情况下，实现反相降压/升压拓扑结构。通常需要DC-DC电压反相器以从正的中间系统电压产生负电压，为放大器、模数和数模转换器、比较器以及其它模拟电路供电。本应用笔记讨论如何利用ADP230x实现异步反相降压/升压拓扑结构，以便从正电源产生负电压。