技术

<strong>Keith Szolusha ADI公司</strong>

红、绿、蓝(RGB)LED可用于建筑和舞台照明系统，用以形成明亮的投影色彩——有时会在RGB组合中添加白色LED，从色调、饱和度和亮度方面扩展色彩范围（图1）。无论色彩分量有多少，都必须精确控制每个色彩分量的亮度，以便对色彩进行预测或是补偿LED之间的色差。可用色彩的数量取决于每个组成色的可分辨亮度级的数量。一些系统提供分辨率低至全亮度1/256（8位）。也可能实现更高的分辨率，并产生更多的色彩（图2），形成更强的控制力。

<strong>作者：Aengus Murray</strong>

国际能源报告显示，2006年电子电机的能耗为全球电能消耗总量的46%，相当于6040 Mt CO2排放量1。这导致人们要求电机驱动器制造商新增高级控制功能和工具，以便优化系统能效。在工厂生产系统中优化能效的新电机驱动器生态系统已得到了全球范围内的广泛认可。对于欧洲来说，得益于节能政策，工业电能消耗量呈现出每年1%的下降趋势2。

<strong>Thomas Brand ADI公司</strong>

工业部门转向数字化已成趋势，其他任何领域都没有如此明显。生产环境不断变化——已经连成网络，不同公司部门之间甚至跨越公司边界的通信日益增加。无论是人还是机器，公司所涉及的所有各方都在活跃地进行不计其数的多样化数据交换。以前只有个别机器互连，而未来网络将无处不在——从单个传感器和执行器到机器和完整系统。

<strong>James Scanlon ADI公司</strong>

出于各种原因，电子系统需要实施隔离。它的作用是保护人员和设备不受高电压的影响，或者仅仅是消除PCB上不需要的接地回路。在各种各样的应用中，包括工厂和工业自动化、医疗设备、通信和消费类产品，它都是一个基本设计元素。

虽然隔离至关重要，但它的设计也极其复杂。控制功率和数据信号通过隔离栅时，会产生电磁干扰(EMI)。这些辐射发射(RE)会对其他电子系统和网络的性能产生负面影响。

<strong>简介</strong>

大型时钟树使用多种类型的传输线，跨越多块电路板和多条同轴电缆，通过多个时钟器件路由时钟信号的情况并不少见。即使采用最佳实践做法，这些介质中的任何一种都可能带来大于10ps的相位偏差。然而，在一些应用中，需要所有时钟信号实现小于1ps的偏差。其中一些应用包括相控阵、MIMO、雷达、电子战(EW)、毫米波成像、微波成像、仪表和软件定义无线电(SDR)。

本文指出了设计过程、制造过程和应用环境中可能导致1ps或以上相位偏差的几个关切问题。对于这些关切问题，本文将提供一些建议、示例和经验法则，帮助读者直观地了解相位偏差的根本原因和幅度。

<strong>传输线的延迟等式</strong>

现代SAR和∑-Δ型模数转换器(ADC)的主要优势之一是在设计中考虑了易用性，这是针对前几代设计的补充。不仅简化了系统设计人员的工作，而且在许多情况下，允许对多代各种应用重复使用单个参考设计。在很多情况下，您可以构建一个参考设计长时间用于不同的应用。精密测量系统的硬件保持不变，而软件实现可适应不同系统的需要。这就是可重用使用的美妙之处，但实际生活中没有万事如意—有利也有弊。多个应用采用单一设的主要缺点是，您放弃了实现dc、地震、音频和更高带宽应 用的绝对最高可能性能所需的自定义和优化。在急于重用和完 成设计的过程中，往往会牺牲精确性能。其容易忽略和忽视 的一个主要方面是时钟。在本文中，我们将讨论时钟的重要性， 并为正确设计高性能转换器提供指导。

<strong>ADC基础知识</strong>

抖动和信噪比之间的关系

<strong>Jian Li, Jeff Zhang, Ya Liu, and Marvin Macairan Analog Devices 公司</strong>

DC/DC 转换器的功率密度通常受到体积庞大的磁性元件的限制，特别是在输入和输出电压相对较高的应用中。通过提高开关频率可以减小电感/变压器的尺寸，但因开关切换引起的损耗也会造成转换器效率降低。更好的方法是采用无电感开关电容电源 (电荷泵) 拓扑完全消除磁性元件。与传统DC/C电源相比，电荷泵可在不牺牲效率的情况下将功率密度提高 10 倍之多。飞跨电容代替了电感存储能量并将其从输入端传递到输出端。尽管电荷泵设计具有优势，但由于启动、保护、MOS管门极驱动等方面存在挑战，开关电容电源历来局限于低功率应用。

<strong>Aaron Schultz ADI公司</strong>

这里展示的远程检测实例具有高可靠性、易连通性和超低功耗的特性。这些电路主要面向需要稳定通信和最低限度的电池维护的工业环境。本解决方案结合了近年来低功耗、高精度放大方面的研究进展，兼具同等的低功耗、高可靠性无线Mesh网络功能。支持实现这些解决方案的是零漂移、低输入偏置放大器LTC2063和LTP5901-IPM，前者最高以2 µA电流运行，后者在睡眠模式下消耗电流不到1.5 µA。这些器件的功耗足够低，可以采用一块由铜和锌电极（每个四平方英寸），以及由柠檬内部物质形成的电解质组合而成的电池供电。

<strong>无线Mesh网络</strong>

<strong>Tony Armstrong ADI公司电源产品营销总监</strong>

许多通信系统通过48 V背板供电。此电压通常会降至较低的中间母线电压，通常降至12 V、5 V甚至更低，以便为系统内的电路板机架供电。但是，这些电路板上的大部分子电路或IC都需要在3.x V到低至0.5 V的电压范围内工作，且电流从几十毫安到几百安培不等。因此，要从这些较高的母线电压降至子电路或IC所需的较低电压，必须使用负载点(PoL) DC/DC转换器。除了这本身的难度外，这些电轨还有严格的时序、电压精度、裕量和监控要求也需要考虑！

<strong>Kevin Scott 和 Sam Nork ADI 公司</strong>

通过被动和主动电池均衡，电池组中的每个单元都得以被有效监控并保持健康的荷电状态 (SoC)。这样不仅可以增加电池循环工作次数，还能够提供额外的保护，防止电池单元由于过度充电/深度放电而产生损坏。被动均衡通过泄放电阻消耗多余的电荷，使所有电池单元都具有大致相当的 SoC，但是它并不能延长系统运行时间。

主动电池平衡是一种更复杂的平衡技术，由于在充电和放电循环期间，电池单元内的电荷得到重新分配，因此电池组中总的可用电荷也得到增加，从而延长了系统运行时间。与被动均衡相比，主动平衡能够缩短充电时间，并减少均衡时产生的热量。

主动电池均衡放电期间：

<strong>Aaron Schultz ADI公司</strong>

这里展示的远程检测实例具有高可靠性、易连通性和超低功耗的特性。这些电路主要面向需要稳定通信和最低限度的电池维护的工业环境。本解决方案结合了近年来低功耗、高精度放大方面的研究进展，兼具同等的低功耗、高可靠性无线Mesh网络功能。支持实现这些解决方案的是零漂移、低输入偏置放大器LTC2063和LTP5901-IPM，前者最高以2 µA电流运行，后者在睡眠模式下消耗电流不到1.5 µA。这些器件的功耗足够低，可以采用一块由铜和锌电极（每个四平方英寸），以及由柠檬内部物质形成的电解质组合而成的电池供电。

<strong>无线Mesh网络</strong>

<strong>作者：Volker Goller</strong>

工业以太网—实时以太网—在过去几年中经历了巨大的增长。虽然经典的现场总线仍大量存在，但它们已经过了巅峰期。流行的实时以太网协议扩展了以太网标准，可以满足实时功能的要求。现在，TSN为实时以太网提供了一条新的途径。

<strong>实时与通信</strong>

在工厂自动化和驱动技术的背景下，实时意味着周期时间要安全、可靠地达到10毫秒以下，最低至微秒。为了满足这些实时要求，以太网还必须获得实时功能。

以太网比现场总线快得多—那又怎样？

<strong>Erik Halthen ADI公司</strong>

<strong>工业4.0愿望和网络安全含义</strong>

涉及工厂数字化的工业4.0对工业市场领域的组织领导者来说有着不同的意义，随着工厂设备变得智能化和互联，数字化影响可能对网络安全产生广泛的影响。例如，这可能意味着对您的工厂进行转型以提高自主性和定制能力，从而提高运营总成本并为客户带来更高价值。这还可能意味着系统和子系统供应商正在使工厂设备变得更加智能，以实现更大型多单元系统内部和各企业系统之间制造单元的实时决策和自主交互。根据您希望利用工业4.0解决方案的方式，采用这些解决方案的策略将取决于它们将在价值链中的整合位置以及在工厂内的整合深度。

<strong>Frederik Dostal ADI公司</strong>

用于电压转换的每个开关模式稳压器都会引起干扰。在电压转换器的输入端和输出端，有一部分是通过线传输的，但也有一部分是辐射的。这些干扰主要是由快速开关的边缘引起的。对于现代开关模式稳压器，它们只有几纳秒长。采用新开关技术（例如SiC或GaN）之后，这些开关转换的时间特别短。图1所示为大约1纳秒长的开关转换时间。基础频率不能与降压型稳压器的开关频率混淆。但是，有一些方法可以克服干扰问题。如图1所示，应该尽可能快地开关边缘，以便尽可能减少开关损失。

<strong>作者：Glenn Morita</strobg>

<strong>简介</strong>

低压差稳压器(LDO)可用来为高速时钟、模数转换器、数模转换器、压控振荡器和锁相环这些电路供电。噪声对于高性能模拟电路的设计人员而言极为重要。降低噪声的关键是保持LDO噪声增益接近单位增益，且不影响交流性能或直流闭环增益。本文描述简单的RC网络如何降低可调节输出低压差稳压器的输出噪声。本文通过实验数据来演示这一简单方法的有效性。虽然RC网络的主要目的是降噪，但它也能改善电源抑制和负载瞬态响应。

<strong>Leo Liu ADI公司</strong>

<strong>摘要</strong>

本文将介绍开关稳压器的几种不同类型的固有噪声：开关纹波、宽带噪声和高频尖峰。本文还将讨论和分析与输入噪声抑制相关的开关稳压器PSRR。设计低噪声开关稳压器时，为了消除LDO后置稳压器以提高功率转换器效率、减小解决方案尺寸并降低设计成本，全面了解开关稳压器噪声非常重要。

<strong>简介</strong>

<strong>作者：Bruce Haug</strong>

<strong>背景知识</strong>

种种迹象表明，自动驾驶汽车的革命性发展即将全面来临。汽车公司正在与Google和Uber等科技巨头以及知名创业公司合作开发新一代自动驾驶汽车，这些汽车技术将改变我们的城市道路和高速公路，为未来的智慧城市奠定基础。他们将利用机器学习、物联网 (IoT) 和云技术等加速这一发展。

更重要的是，自动驾驶汽车将继续推动已经由Uber和Lyft等共享出行服务商发起的行业变革。各类技术汇集在一起，将创造一个由智能无人驾驶车辆组成未来交通的世界。

<strong>Victor Khasiev ADI公司</strong>

<strong>简介</strong>

LT8711是一款直流-直流控制器，支持同步降压、升压、SEPIC、ZETA和非同步降压-升压等拓扑。ADI公司有多款同步降压、升压变换器和控制器，但支持同步SEPIC拓扑的并不多。SEPIC拓扑其实非常实用，因为无论输入电压远低于或远高于输出电压，它都能提供稳定的电平输出。这一特性在有些场合是非常关键的，尤其是汽车应用中电子产品在冷启动和抛负载时，以及工业应用中工厂的供电线路较长或者突然掉电时。油气设备可以通过SEPIC变换器将多个不同的电源连接至负载来提高系统可靠性，如果其中一个电源出现故障，即使输入电压不同，SEPIC变换器可以通过另一个电源来为负载供电。

<strong>Frederik Dostal 现场应用工程师，ADI 公司</strong>

所有作为开关模式电源的电源转换器都会引起干扰。这种干扰主要是由开关频率和开关转换的高频率引起的。在开关稳压器环境中，有三条干扰传输路径：辐射发射、以及开关稳压器输出侧和输入侧上的传导发射。

辐射发射在很大程度上取决于寄生元件，并可通过优化的电路板布局降低。有种高度创新的方法是采用 Analog Devices 的开关稳压器，可使辐射发射降低达 40 dB (即 10,000 倍)，此类稳压器的运行依据是“silent switcher”原理。这里，脉冲输入电流是非常对称的，因此产生的电场在很大程度上相互抵消。

<strong>Aaron Schultz ADI公司</strong>

这里展示的远程检测实例具有高可靠性、易连通性和超低功耗的特性。这些电路主要面向需要稳定通信和最低限度的电池维护的工业环境。本解决方案结合了近年来低功耗、高精度放大方面的研究进展，兼具同等的低功耗、高可靠性无线Mesh网络功能。支持实现这些解决方案的是零漂移、低输入偏置放大器LTC2063和LTP5901-IPM，前者最高以2 µA电流运行，后者在睡眠模式下消耗电流不到1.5 µA。这些器件的功耗足够低，可以采用一块由铜和锌电极（每个四平方英寸），以及由柠檬内部物质形成的电解质组合而成的电池供电。

<strong>无线Mesh网络</strong>