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技术

如何设计滤波器堵住开关电源的噪声

开关电源几乎用于所有电子设备中。它们由于尺寸小、成本低和效率高而具有极高的价值,但是,它们最大的缺点就是高开关瞬态导致高输出噪声。这个缺点使它们无法用于以线性稳压器供电为主的高性能模拟电路中。

实践证明,在很多应用中,经过适当滤波的开关转换器可以代替线性稳压器从而产生低噪声电源。哪怕在要求极低噪声电源的苛刻应用中,上游电源树的某个地方也有可能存在开关电路。因此,有必要设计经过优化和阻尼处理的多级滤波器,来消除开关电源转换器的输出噪声。此外,了解滤波器设计如何影响开关电源转换器的补偿也很重要。

本文示例电路将采用升压转换器,但结果可以直接应用于任意DC-DC转换器。图1所示为升压转换器在恒定电流模式(CCM)下的基本波形。

实验室电路系列:深入分析“时间交错技术”

时间交错技术可使用多个相同的 ADC(文中虽然仅讨论了 ADC,但所有原理同样适用于 DAC 的时间交错特性),并以比每一个单独数据转换器工作采样速率更高的速率来处理常规采样数据序列。简单说来,时间交错(IL)由时间多路复用 M 个相同的 ADC 并联阵列组成。

动态针分割线如图 1 所示。这样可以得到更高的净采样速率 fs(采样周期 Ts = 1/fs),哪怕阵列中的每一个 ADC 实际上以较低的速率进行采样(和转换),即 fs/M。因此,举例而言,通过交错四个 10 位/100 MSPS ADC,理论上可以实现 10 位/400 MSPS ADC。

屏蔽电缆的作用是什么

工业应用现场的电磁噪声环境往往十分复杂,电磁噪声的辐射或传导(EMI)可能会严重干扰机电设备的正常工作。而在这个过程中,电磁噪声传播的一类重要载体,就是产线设备中使用的各种电缆。它们中有些是噪声源,有些则是受扰对象。作为噪声源,电缆会像无线电发射天线那样,将噪声传播到周边的线路和设备;作为受扰对象,电缆会像接收天线一样,吸收来自其他辐射源的噪声干扰。

实验室电路系列:500 V共模电压电流监控器

<strong>电路功能与优势</strong>

图1所示电路监控系统中的电流,可在高达+500 V的正高共模直流电压下工作,且误差小于0.2%。负载电流通过一个电路外部的分流电阻。分流电阻值应适当选择,使得在最大负载电流时分流电压约为500 mV。

实验室电路系列:利用电流检测放大器AD8210和差动放大器AD8274实现高电压、高精度电流检测和输出电平转换

<strong>电路功能与优势</strong>

电流监控功能在电源管理、电磁阀控制和电机控制等许多应用中非常关键。在负载的高端监控电流,就可以实现精确的电流检测和诊断保护,防止对地(GND)短路。

AD8210 等集成器件可提供高电压接口,并能够在分流电阻上进行双向电流监控,从而简化高端电流监控。它具有高共模抑制(CMR)特性和出色的温度性能,可在应用中实现最佳精度。该器件放大经分流电阻流至负载的电流,并提供以地为参考、与负载电流成比例的输出电压。

实验室电路系列:高性能、10位至16位旋变数字转换器

<strong>电路功能与优势</strong>

图1所示电路是一款完整的高性能旋变数字(RDC)电路,该电路可在汽车、航空电子和关键工业应用等要求宽温度范围内具有高稳定性应用的场合精确测量角度位置和速度。

实验室电路系列:用于10位至16位旋变数字转换器的集成高电流驱动器

<strong>电路功能与优势</strong>

图1所示电路是一款高性能旋变数字转换器(RDC)电路,可在汽车、航空电子和关键工业等要求宽温度范围内具有高稳定性的应用中精确测量角度位置和速度。高电流驱动器 AD8397 可将310 mA电流驱动到32 Ω负载,从而无需分立式推挽缓冲器解决方案。

RDC常被用于汽车和工业市场,用来提供电机轴位置和/或速度反馈信息。

实验室电路系列:采用隔离式Σ-Δ型调制器、隔离式DC/DC转换器和有源滤波器的新型模拟/模拟隔离器

<strong>电路功能与优势</strong>

图1所示电路是一种完整的低成本模拟/模拟隔离器解决方案,它提供2500 V rms的隔离值(1分钟,符合UL 1577标准)。

该电路基于 AD7400A——一款二阶Σ-Δ型调制器,提供数字隔离的1位数据流输出。隔离模拟信号利用一个基于双通道、低噪声、轨到轨运算放大器 AD8646 的四阶有源滤波器恢复。 ADuM5000 用作隔离端的电源,两端完全隔离,系统仅使用一个电源。该电路具有0.05%的线性度,并能获益于调制器AD7400A和模拟滤波器提供的噪声整形。该电路的应用包括电机控制和电流监控,同时它还能有效替代基于光隔离器的隔离系统。

开发超低功耗系统时选择合适微控制器的策略

<strong>作者:Monica Redon</strong>

在物联网(IoT)的推动下,业界对各种电池供电设备产生了巨大需求。这反过来又使业界对微控制器和其他系统级器件的能源效率要求不断提高。因此,超低功耗(ULP)已成为一个过度使用的营销术语,特别是用于描述微控制器时。作为理解ULP背后真正意义的第一步,应考虑其各种含义。在某些情况下,当电源严重受限时(例如能量收集),应用要求最低工作电流。或者,当系统大部分时间处于待机或睡眠模式,不常醒来(定期或异步)处理任务时,应用要求最低睡眠模式电流。此外,ULP也意味着能源效率,大多数工作是在有限时间内进行的。总体而言,电池供电设备基于一组权衡考虑,综合使用这些要求。

利用采样保持放大器和RF ADC从根本上扩展带宽以突破X波段频率

<strong>摘要</strong>

模拟带宽的重要性高于其他一切在越来越多的应用中得到体现。随着GSPS或RF ADC的出现,奈奎斯特域在短短几年内增长了10倍,达到多GHz范围。这帮助上述应用进一步拓宽了视野,但为了达到X波段(12 GHz频率),仍然需要更多带宽。在信号链中运用采样保持放大器 (THA),可以从根本上扩展带宽,使其远远超出ADC采样带宽,满足苛刻高带宽的应用的需求。本文将证明,针对RF市场开发的最新转换器前增加一个THA,便可实现超过10 GHz带宽。

<strong>简介</strong>

为安全起见,平衡隔离器的主要元件

多年来,工业,医疗和其他隔离系统的设计人员在实施安全隔离方面的选择有限:唯一合理的选择是光耦合器。如今,数字隔离器在性能,尺寸,成本,功效和集成方面具有优势。了解数字隔离器三个关键元件的性质和相互依赖性对于选择正确的数字隔离器非常重要。这些元素是绝缘材料,它们的结构和数据传输方法。

由于安全规定,设计人员采用隔离措施,或者减少接地环路等的噪声。电隔离确保数据传输,而无需电气连接或泄漏路径,否则可能会造成安全隐患。然而,隔离带来诸如延迟,功耗,成本和尺寸的限制。数字隔离器的目标是在满足安全要求的同时尽量减少招致的处罚。

光耦合器,传统的隔离器,将受到最大的惩罚。它们消耗高水平的功率,并将数据速率限制在1 Mbps以下。更高的功率效率和更高速度的光电耦合器可用,但施加更高的成本损失。

利用数字隔离器技术增强工业电机控制性能

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。

虽然隔离是很重要的系统考虑,但它也存在缺点:会提高功耗,跨过隔离栅传输数据会产生延迟,而且会增加系统成本。系统设计师传统上求助于光隔离方案,多年来,它是系统隔离的当然选择。最近十年来,基于磁性(变压器传输)方法的数字隔离器提供了一种可行且在很多时候更优越的替代方案;从系统角度考虑,它还具备系统设计师可能尚未认识到的优点。

高性能惯性传感器助力运动物联网

在激增的高质量传感器、可靠连接和数据分析的共同推动下,工业效率迈上了新的台阶,而不断提高这些智能节点的自动化和移动化程度也能带来好处。在这些情况下,对传感器节点进行精密运动捕捉和位置跟踪成为事关应用成败的核心。这样,智能农场就可以基于丰富的地理位置、传感器内容以及分析学习结果来联合利用自动化地面车辆和航空器更加有效地指导地面作业。智能手术室将经典的导引技术带到手术台上,供精密制导机械臂使用,其运用传感器融合技术来确保各种条件下的精准导引。在多个领域,基于运动的传感器成为移动应用的价值倍增器。

手机中普遍存在的消费类惯性传感器使人们对其精度普遍感到失望,因此,在推动运动物联网(IoMT)的概念方面,迄今都没有什么成效。然而,新型高性能工业传感器能支持精确的角度指向和精确的地理定位性能,同时还能达到必要的尺寸和成本效率要求,故而现在又做好了推动运动物联网发展的准备。

引线框芯片级封装(LFCSP)的建议返修程序

<strong>作者:Ramon Navarro</strong>

<strong>简介</strong>

本应用笔记说明用于从印刷电路板(PCB)移除引线框芯片级封装(LFCSP)的建议程序。LFCSP符合JEDEC MO-220和MO-229外形要求。本应用笔记是对AN-772应用笔记——“引线框芯片级封装(LFCSP)设计与制造指南”的补充。

<strong>封装描述</strong>

LFCSP是一种基于引线框的塑封封装,其尺寸接近芯片的大小,因而被称为“芯片级”(参见图1)。 封装内部的互连通常是由线焊实现。

什么是源测量单元或SMU?

源测量单元(SMU)是在同一引脚或连接器上结合了源功能和测量功能的仪器。它可以输出电压或电流,同时测量电压和/或电流。它将电源或函数发生器,数字万用表(DMM)或示波器,电流源和电子负载的功能集成到一个紧密同步的仪器中。

轻松使用HDMI:HDMI-VGA和VGA-HDMI转换器

在消费电子市场,电视、投影仪和其它多媒体设备纷纷采用高清多媒体接口(HDMI®)技术,使得HDMI成为全球公认的接口。相信不久之后,所有多媒体设备都需要配备该接口。HDMI接口在家庭娱乐中已经广为流行,近来在便携式设备和汽车信息娱乐系统中,它也日渐风行。

实现标准化多媒体接口是竞争高度激烈的消费电子市场的必然要求,上市时间对于该市场而言至关重要。除了提高市场认可度以外,采用标准接口还能大大改善投影仪、DVD播放机、高清电视以及不同制造商生产的其它设备之间的兼容性。

无人飞行器应用中基于SDR的高分辨率、低延迟视频传输

<strong>摘要</strong>

集成式射频 (RF) 捷变收发器不仅广泛用于蜂窝电话基站的软件定义无线电 (SDR)1架构,如多业务分布式接入系统 (MDAS) 和小基 站单元等,也适用于工业、商业以及军事应用中的无线高清视频传输,如无人飞行器 (UAV) 应用。本文将剖析使用AD9361/AD93642,3集成式收发器IC实现宽带无线视频信号链的过程,以及传输的数据量、相应的RF占用信号带宽、传输距离和发射功率。文中还将描述OFDM物理层的实现,并列出用于避免射频干扰的跳频时间测 试结果。最后,我们将讨论Wi-Fi和RF捷变收发器在宽带无线应用方面的优缺点。

<strong>信号链</strong>

两种简单、精确、灵活的热电偶温度测量方法

<sgtrong>简介</strong>

热电偶是一种广泛用于温度测量的简单元件。本文简单概述了热电偶,介绍了利用热电偶进行设计的过程中常见的挑战,并提出两种信号调理解决方案。第一种方案将参考接合点补偿和信号调理集成在一个模拟IC内,使用更简便;第二种方案将参考接合点补偿和信号调理独立开来,使数字输出温度感应更灵活、更精确。

<strong>热电偶原理</strong>

如图1所示,热电偶由在一头相连的两根不同金属线组成,相连端称为测量 ("热") 接合点。金属线不相连的另一头接到信号调理电路走线,它一般由铜制成。在热电偶金属和铜走线之间的这一个接合点叫做 参考 ("冷") 接合点。*

利用3轴数字加速度计 实现功能全面的计步器设计

<strong>简介</strong>

计步器是一种颇受欢迎的日常锻炼进度监控器,可以激励人们挑战自己,增强体质,帮助瘦身。早期设计利用加重的机械开关检测步伐,并带有一个简单的计数器。晃动这些装置时,可以听到有一个金属球来回滑动,或者一个摆锤左右摆动敲击挡块。

如今,先进的计步器利用MEMS(微机电系统)惯性传感器和复杂的软件来精确检测真实的步伐。MEMS惯性传感器可以更准确地检测步伐,误检率更低。MEMS惯性传感器具有低成本、小尺寸和低功耗的特点,因此越来越多的便携式消费电子设备开始集成计步器功能,如音乐播放器和手机等。ADI公司的3轴加速度计ADXL335, ADXL345和 ADXL346 小巧纤薄,功耗极低,非常适合这种应用。