技术

<strong>Bin Wu Analog Devices 公司</strong>

<strong>对输入纹波整流的快速响应</strong>

ISO 16750 或 LV124 等汽车标准规定，汽车电子控制单元 (ECU)可能面临一个具有高达 6 V p-p（在高达 30 kHz 频率下）AC 纹波之叠加的供电电源。用于控制外部 MOSFET 的诸如 LT8672 的门极驱动等器件足够强大，能处理高达 100 kHz 的纹波频率，从而最大限度减小了反向电流。图 1 所示为这种 AC 纹波整流的一个例子。

<strong>Ken Waurin 营销经理 ADI公司</strong>

汽车制造商致力于使其下一代汽车比以前更安全、更智能且更节油。为此，需要在汽车中部署更多的ECU（电子控制单元），以实现智能无线电连接、路噪主动降噪(RNC)、个人音区分区(PAZ)、车内通信(ICC)和自动驾驶等新特性和功能，这会导致电子系统的数量不断增加，也越来越复杂路噪主动降噪。随着ECU数量的不断增加，连接各种ECU所需的电缆的重量和成本也随之增加。增加的重量会反过来降低汽车的燃油效率，这一点让汽车制造商很苦恼。

汽车制造商必须在提供先进、功能丰富的信息娱乐系统和符合政府发布的燃油效率标准之间取得平衡。减轻现有电缆的重量可大幅提高燃油效率。

<strong>现状</strong>

锁相环(PLL)电路存在于各种高频应用中，从简单的时钟净化电路到用于高性能无线电通信链路的本振(LO)，以及矢量网络分析仪(VNA)中的超快开关频率合成器。
今天，我们就参考上述各种应用来介绍PLL电路的一些构建模块，以指导器件选择和每种不同应用内部的权衡考虑，这对新手和PLL专家均有帮助。

ps. 本文参考 ADI 的 ADF4xxx 和 HMCxxx 系列PLL和压控振荡器 (VCO)，并使用 ADIsimPLL（ADI 内部PLL电路仿真器）来演示不同电路性能参数。

<strong>基本配置：时钟净化电路</strong>

锁相环的最基本配置是将参考信号(FREF)的相位与可调反馈信号(RFIN)F0的相位进行比较，如图1所示。

之前我们提到了以太网在工业领域被广泛应用的驱动力，并简单描述了网络通讯协议的多层模型。

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即使是考虑到运放所有的已知及未知阻抗负载，运算放大器的输出中始终含有无法基于输入信号和完全已知的闭环传递函数进行预测的信号。这种不确定信号被称为噪声。

导致噪声产生的因素可能是放大器电路本身，可能是其反馈环路中使用的元件，也可能是电源；噪声也可能从附近（或较远的地方）的噪声源藕合或感应至输入、输出、地回路或测量电路之中的。

无疑，我们对噪声的关注程度取决于两点:
电路在目标频段所要达到的分辨率;
避免噪声转移至非直接相关频段。

由于运算放大器多用作前置放大器和高精度信号处理器，运算放大器电路的精度日益受到关注。所以今天我们就谈谈【噪声与运算放大器电路】。

从噪声角度来看，运算放大器具有独特的优势，完全适用于低压和高精度电路，因为:
可以选择特定的放大器传递函数，使其仅允许目标频段通过。

IGBT/功率 MOSFET 是一种电压控制型器件，可用作电源电路、电机驱动器和其它系统中的开关元件。
栅极是每个器件的电气隔离控制端。
MOSFET的另外两端是源极和漏极，而对于IGBT，它们被称为集电极和发射极。
为了操作MOSFET/IGBT，通常须将一个电压施加于栅极（相对于器件的源极/发射极而言）。使用专门驱动器向功率器件的栅极施加电压并提供驱动电流。
本文讨论栅极驱动器是什么，为何需要栅极驱动器，以及如何定义其基本参数，如时序、驱动强度和隔离度。

为什么需要栅极驱动器

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。