技术

通讯网络和地铁、高速公路是一样的，都是为了实现物理节点之间的相互连接和交互而构建起来的公共基础设施，它本身是一种共享服务。所不同的是，交通路网上运送的是人和物品，而通讯网络上传输的是数据信息。

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ADI公司RF集团应用工程师Ian Collins解释了如何使用集成电路芯片设计PLL和VCO。

集成锁相环和压控振荡器（VCO）集成电路（IC）现在已经很普遍，并且已经被采用在许多无线标准中，与独立的VCO相比，它提供更宽的频率范围，灵活性和功能。

本文概述了集成PLL和VCO器件在无线应用中所面临的一些技术挑战，以及如何解决这些挑战。

在过去的十年中，集成电路PLL的发展取得了巨大进步。这些进步通常简化了本地振荡器（LO）和时钟电路的设计，减少了元件数量，扩大了频率范围并提高了灵活性。

集成PLL和集成VCO器件的某些特性给RF工程师带来了新的挑战。参考ADI公司的ADF4350部分，我们将对这些内容进行更详细的介绍。

<strong>多频段VCO</strong>

在工业生产中，有不少行业或领域的应用是以气体、液体、粉体...等流程性物料为主要对象，并将改变其温度、压力、浓度...等状态和性质作为主要目标的，如：石油、天然气、炼油、化工、生物、化学、制药、食品、冶金、环保、能源、电力...等，我们将这些行业称为「过程工业」。

<strong>Frederik Dostal Analog Devices 公司</strong>

监控 IC 是小型监视模块，它们凭借自己的电压基准能够监视电子系统中的电压源。如果监测的电压高于或低于一个设定值，则发出一个报警信号，系统可按照某种既定模式动作。这些模块目前已经成功地使用许多年了。

当今的电子产品经常需要很多不同的电压，有些用于模拟电路，而其他的一些则用于数字电路。为了进行可靠的监视，必需采用若干个监控 IC。当存在多个不同的电压时，有关是否应进行电源排序（即：个别电压的有序上升和下降）的问题便随之而来了。与此对应的监视系统极其复杂且难以实现。为简化电压的监视，需借助综合全面的数字解决方案，这些解决方案可通过一个简单的图形用户界面 (GUI) 容易地进行操作。LTpowerPlay® 就是一个例子。

<strong>Zhongming Ye ADI公司</strong>

<strong>低噪声Silent Switcher架构简化了EMI设计</strong>

汽车、交通运输和工业应用对噪声敏感并且需要低EMI电源解决方案。传统方法通过减慢开关边沿或降低开关频率来控制EMI。这两种方法都会产生不良的影响，例如效率下降，最短接通和关断时间增加，以及需要采用大尺寸的解决方案。EMI滤波器或金属屏蔽等替代方案在所需的电路板空间、组件和装配方面增加了大量成本，并使热管理和测试复杂化。我们的低噪声μModule®技术给开关稳压器设计带来了突破。

<strong>作者：Bruce Haug</strong>

<strong>背景</strong>

汽车制造商一直宣传起停系统有助于节省燃料。顾名思义，起停系统在停车时会关闭引擎，而不是空转，然后在需要行驶时迅速重新起动引擎。如果驾驶中需要走走停停，通过避免引擎长时间空转可以减少排放并节省燃料。概念非常简单。例如，如果您在遇到红灯或火车经过时停车，引擎不应运转；如果引擎不运转，就不会浪费任何能源。与没配备这种系统的汽车相比，城市交通的燃料消耗降低幅度高达8%。

驾驶舒适性和安全性并不会受自动起停功能影响，因为该功能只在引擎达到理想的运转温度时才激活。如果空调尚未使座舱达到所需温度，电池尚未充分充电，或驾驶员还在转动方向盘，该功能也不会激活。

之前我们提到了伺服反馈协议数字化和单电缆的发展趋势，并且目前市面上已经有多种开放的单电缆伺服反馈解决方案供大家选择了。

本期，我们就先来简单了解下其中一种单电缆数字式伺服反馈协议：

HIPERFACE DSL。

什么是 HIPERFACE DSL？

HIPERFACE DSL 是一种数字式电机反馈协议，通过这种技术反馈电机信号仅需使用两根导线，并且可以将他们与电机动力线路集成到一根电缆中。

它具备以下功能和技术特点：
* 高度动态和高分辨率的位置控制
* 安全运动控制
* 状态监测
* 有助于提升驱动系统的紧凑性和集成度

前面我们说过，伺服是一种通过使用反馈来为所需的运行操作提供精确控制的动力传动技术，所以，在使用伺服技术时就必然会涉及到这样一些类型的产品部件：

动力源：
为伺服系统的运行提供所需的动力供给。

动力转换装置：
其作用是根据应用工艺，将输入侧的标准动力给定，经调节后转换成所需的驱动输出，为执行机构驱动机械负载提供相应的可变动力源。

传动执行机构：
将上述可变动力转换为物体运动所需的机械动力，并传递到目标对象的机械负载上，从而最终驱动其完成各种复杂的运行动作。

运控反馈元件：
为了能够让运控性能更加接近设备工艺所需要达到的应用指标，伺服系统需要借助反馈装置即时获取应用对象的位置、速度...等运动状态，并将其与预设目标值进行实时比对，然后依据偏差的大小快速调节其动力响应输出。

<strong><font color="#FF0000">作者：Daniel E. Fague</font> </strong>

能够直接合成无线电频率范围内信号的转换器（RF转换器）已经成熟，常规无线电设计将因此发生变革。由于能够数字化并合成高达2 GHz到3 GHz的瞬时信号带宽，RF 转换器现在可以兑现提供真正宽带无线电的承诺，无线电设计人员得以大幅简化硬件设计，并很好的支持软件可重复配置的能力，这对于常规无线电设计来说是不可能实现的。

今天的文章我们就探讨 RF 转换器技术的进步如何使得新型数据采集系统和宽带无线电成为可能，并讨论软件配置的可行性。

上一期我们简单谈了「变频器的整流单元」，而通常母线电压经过电容平滑之后就进入逆变环节了，在这里我们将遇到变频器最重要的部分：PWM 脉宽调制（Pulse Width Modulation）。

PWM 脉宽调制的基本原理，是对逆变电路开关器件的通断进行控制，使输出端得到一系列幅值相等的脉冲，用这些脉冲来代替正弦波或所需要的波形。

<strong>作者：Richard Anslow和Martin Murnane</strong>

新的政府政策与新的法规共同推动可再生能源发电，预计未来太阳能市场将有强劲增长。由于太阳能逆变器中功率密度的不断增加以及对储能平衡的需求，这一代太阳能发电要求对太阳能系统的所有元件进行大量监控。对于太阳能光伏应用，RS-485通信固有的抗扰性能使其得到应用。增加iCoupler®隔离式RS-485收发器可为太阳能光伏网络通信接口提供安全、可靠且EMC鲁棒的解决方案。RS-485有多种用途，主要用途是远程监控发电、功率点跟踪器和储能状态（电池储能）。

之前的文章中我们了解了“什么是变频器”以及与之相关的一些应用场景，接下来咱们聊聊变频器的工作原理。

我们经常会听到一个词，叫做“交直交变频器”。那么，为什么要在“变频器”前面加上“交直交”这个定义呢？原因在于，变频器对交流电源进行频率转换的处理过程，其实是先将交流电变换成直流电，也就是“整流”，然后再将直流电变换为可变频率的交流电的，即：“逆变”。

所以，交流变频器的第一级就是“整流单元”，交流电进入变频系统后，会先在这里被转换成直流电。

<strong>作者：Ken Marasco</strong>

DC-DC开关转换器的作用是将一个直流电压有效转换成另一个。高效率DC-DC转换器采用三项基本技术：降压、升压，以及降压/升压。降压转换器用于产生低直流输出电压，升压转换器用于产生高直流输出电压，降压/升压转换器则用于产生小于、大于或等于输入电压的输出电压。本文将重点介绍如何成功应用降压/升压DC-DC转换器。降压和升压转换器已在2011年6月和9月的《模拟对话》中单独介绍过，此处将不再赘述。

<strong>作者：Jerad Lewis</strong>

灵敏度，即模拟输出电压或数字输出值与输入压力之比，对任何麦克风来说都是一项关键指标。在输入已知的情况下，从声域单元到电域单元的映射决定麦克风输出信号的幅度。

本文将探讨模拟麦克风与数字麦克风在灵敏度规格方面的差异，如何根据具体应用选择灵敏度最佳的麦克风，同时还会讨论为什么增加一位（或更多）数字增益可以增强麦克风信号。

<strong>模拟与数字</strong>

麦克风灵敏度一般在 94 dB 的声压级(SPL)（或者 1 帕(Pa)压力）下，用 1 kHz 正弦波进行测量。麦克风在该输入激励下的模拟或数字输出信号幅度即是衡量麦克风灵敏度。该基准点只是麦克风的特性之一，并不代表麦克风性能的全部。

<strong>作者：Glenn Morita</strong>

虽然人们普遍认为电容是解决噪声相关问题的灵丹妙药，但是电容的价值并不仅限于此。设计人员常常只想到添加几个电容就可以解决大多数噪声问题，但却很少去考虑电容和电压额定值之外的参数。然而，与所有电子器件一样，电容并不是十全十美的，相反，电容会带来寄生等效串联电阻(ESR)和电感(ESL)的问题，其电容值会随温度和电压而变化，而且电容对机械效应也非常敏感。

设计人员在选择旁路电容时，以及电容用于滤波器、积分器、时序电路和实际电容值非常重要的其它应用时，都必须考虑这些因素。若选择不当，则可能导致电路不稳定、噪声和功耗过大、产品生命周期缩短，以及产生不可预测的电路行为。

<strong>电容技术</strong>

<strong>作者：Duncan Bosworth</strong>

下一代航空航天等通信系统设计工程师正被推进到开发技术先进、高度可配置系统的阶段，需要整合各种不同的功能和需求，集成以前通过独立系统实现的功能。显然，这样做的好处是可以减少任务平台需要支持的子系统数量，降低整体尺寸、重量和功耗 (SWaP)，但由于还需要进一步支持认知和实时配置，其挑战可谓令人怯步。然而，新一代高性能、宽带器件为该挑战提供了潜在解决方案，不仅支持各系统要求的高性能水平，而且工作范围又非常宽，足以应对多功能挑战。

<strong>背景</strong>

去年对于 LED 的应用相当关键。目前，LED 已经成为很多模拟 IC 厂商的主流业务之一。在过去的12个月，LED 本身达到了几项重要指标，从而使 LED驱动器 IC 的需求显著增长，成为众多最终应用必不可少的器件。

通过观察促使 LED 驱动器 IC 需求从早期增长阶段逐步上升并进入加速增长阶段的几个推动因素，我们可以毫无疑问地断定 LED 将很快成为主流光源。其中背后的四大市场推动力为汽车照明系统、增长的 LED 光输出能力、LED 一直具有的性价比，以及 LED 作为白炽灯替代品的潜在用途。

<strong>作者：Bruce Haug，电源产品部高级产品市场工程师，凌力尔特公司</strong>

即使在恐怖主义威胁引起世人高度关注之前，许多公共和私有机构也已开始在重要的基础设施中安装视频安保系统了。视频安保提供了改善态势感知、防止恶意破坏、偷盗或其他犯罪、加快反应和管理决策速度以及提高全体人员和公共安全所必需的视觉图像。

机场到桥梁、从炼油厂到输油/输气管道、从港口到高速公路等等，将视频安保设备纳入其准备计划之中无不使它们获益良多。

机场安保的第一道防线是栅栏、关卡和围墙。特别是诸如油库、候机楼、甚至行李搬运场地等敏感区域其安全级别更高，设置有安保检查点。所有这些区域以及机场内部的大多数位置通常都是采用监控摄像机进行监视的。

<strong>作者：Tony Armstrong和Samuel Nork</strong>

<strong>Aengus Murray 应用经理 ADI公司<strong>

自动化精密制造推动了当今许多高科技设备的发展和广泛使用。时尚精美的手机仰赖复杂的金属加工工艺和精细表面处理能力来生产机械元件制造所需的芯片和模具。手机中微小但强大的电子器件的生产，则要依靠自动化IC晶圆处理和精密线焊设备。大型设备同样需要高精度和高质量表面处理。例如，现代喷气发动机依赖精细平衡和精密匹配的涡轮叶片来实现高燃油效率和安静工作。先进的电子控制和形状复杂的精密发动机部件可优化燃烧过程，提高汽车发动机的燃油效率。