技术
<strong>Jan-Hein Broeders</strong>
<strong>健康监护正在走向可穿戴设备</strong>
当我还是个小男孩的时候，妈妈总是不停地叮嘱我要带够零钱，以防在遇到紧急情况时需要打电话。二十年后，移动电话使我们能够随时随地拨打电话。又经过20 年的创新后，语音通话已不再是手机这款智能设备的主要功能，它不仅可以拍摄美丽的照片、播放音频和视频流文件，而且还提供各种各样的服务——现在还逐渐成为我们的私人教练。配备传感器或者连接到穿戴式传感器后，这些设备可用来监控日常活动和个人健康状况。在不断增强的健康意识推动下，人们开始关注测量生命体征参数——如心率、体温、血氧饱和度、血压、活动水平（运动量）和脂肪燃烧量——以及追踪这些参数的日常变化趋势。
<strong>Dave Frizelle 和 Frank Kearney</strong>
复数混频器、零中频架构和高级算法开发之间存在一种有趣的联 系。本文旨在明确以上三者各自的基本概念，即工作原理以及它们 给系统设计带来的价值，并阐述它们之间的相互依赖关系。
RF工程常被视为电子领域的黑魔法。它可能是数学和力学的某种 奇特组合，有时甚至仅仅是试错。它让许多优秀的工程师不得其解， 有些工程师仅了解结果而对细节毫无所知。现有的许多文献往往 不建立基本概念，而是直接跳跃到理论和数学解释。
<strong>复数RF混频器揭秘</strong>
电动汽车主要是由电机驱动系统、电池系统和整车控制系统三部分构成，其中的电机驱动系统是直接将电能转换为机械能的部分，决定了电动汽车的性能指标。因此，对于驱动电机的选择就尤为重要。
新能源汽车具有环保、节约、简单三大优势。在纯电动汽车上体现尤为明显：以电动机代替燃油机，由电机驱动而无需自动变速箱。相对于自动变速箱，电机结构简单、技术成熟、运行可靠，甚至被视为中国在新能源汽车行业实现汽车工业“弯道超车”的希望领域之一。新能源电动汽车主要是由电机驱动系统、电池系统和整车控制系统三部分构成，其中的电机驱动系统是直接将电能转换为机械能的部分，决定了电动汽车的性能指标。因此，对于驱动电机的选择就尤为重要。
电动汽车的驱动电机要求有以下几个特点：
用于生命体征监测 (VSM) 的可穿戴设备正在推动医疗行业的变革，使我们能够随时随地监测我们的生命体征和活动。通过测量人体阻抗，可以获得某些关键参数的最相关信息。
为了确保有效性，可穿戴设备必须小巧紧凑、成本便宜且功耗较低。此外，测量生物阻抗还带来了使用干式电极和安全要求方面的挑战。本文针对这些问题提供了一些解决方案。
<strong>电极半电池电位 </strong>
电极是使电子电路与非金属物体（如人类皮肤）接触的电气传感器。这种相互作用会产生电压，称为半电池电位，从而降低 ADC 的动态范围。半电池电位随电极材料而变化，如表 1 所示。
表 1. 常见材料的半电池电位
<strong>作者：Mary McCarthy and Aine McCarthy</strong>
有多种类型的温度传感器可以用于温度测量系统。具体使用何种温度传感器，取决于所测量的温度范围和所需的精度。温度测量系统的精度取决于传感器以及传感器所接口的模数转换器(ADC)的性能。许多情况下，来自传感器的信号幅度非常小，因而需要高分辨率ADC。Σ-Δ型ADC属于高分辨率器件，适合这些系统。其片内还嵌入了温度测量系统所需的其它电路，如激励电流和基准电压缓冲器等。本文介绍常用的3线和4线电阻温度检测器(RTD)，以及传感器与ADC接口所需的电路，并说明对ADC的性能要求。
<strong>RTD</strong>
<strong>作者：Ian Beavers | Electronic Design</strong>
在为高性能系统选择宽带模数转换器(ADC)时，需要考虑多种模拟输入参数，比如，ADC分辨率、采样速率、信噪比(SNR)、有效位数(ENOB)、输入带宽、无杂散动态范围(SFDR)以及微分或积分非线性度等。
对于GSPS ADC，最重要的一个交流性能参数可能就是SFDR。简单而言，该参数规定了ADC以及系统从其他噪声或者任何其他杂散频率中解读载波信号的能力。为了实现GSPS ADC中所使用的转换速率，可以采用以高采样速率捕获信号的多种架构。然而，使用其中一些架构时需要以牺牲全带宽SFDR性能为代价。
近年来，在消费电子产品用户体验、政府新的立法以及追求系统高效率的需求下，针对建筑安防系统或入侵检测系统解决方案的市场要求和功能设计目标明显升高。传统传感器类型、连接性、控制接口和供电都受到不同程度的影响，使这些普遍应用的外观和运行发生重大变革。传统的入侵检测系统大都是由一组简单的硬件连接而成，硬件包括控制面板、门/窗触点或者被动式运动传感器(或两个)，这种系统具有非常低的软件集成度和/或操作复杂性。但是，在过去十年里，居住和商业建筑客户需求已经不仅影响了分立组件的复杂性和实用性，而且还影响了这些系统解决方案的完整功能性。
在本文第一部分 《数字下变频器的发展和更新——第一部分》, 中，我们讨论了在更高频率的RF频段中进行频率采样的行业趋势以及数字下变频器(DDC)如何支持此类无线电架构。文中对AD9680系列产品所含DDC的几个技术方面进行了探讨。其中一个方面就是，更高的输入采样带宽允许无线电架构在更高的RF频率下直接采样，并将输入信号直接转换为基带。DDC可使RF采样ADC对此类信号进行数字化，而无需处理大量的数据吞吐量。DDC中的调谐和抽取滤波机制可以用来调整输入频带和滤除干扰频率。在本部分中我们将进一步分析抽取滤波，并将其应用于第一部分所讨论的示例。此外，我们将讨论Virtual Eval，该产品在改良的新型软件仿真工具中融入了ADIsimADC引擎技术。Virtual Eval将用于验证仿真结果与实测数据的匹配程度。
很多现代无线电架构包含下变频级，可将RF或微波频段向下 转换至中频，以便进行基带处理。无论最终应用是通信应 用、航空航天与国防应用，或是仪器仪表应用，目标频率都 越来越高，并进入了RF和微波频谱。应对这种情况的一种可 行解决方案是使用更多的下变频级，如图1所示。而另一种更 有效的解决方案是使用集成数字下变频器(DDC)的RF ADC， 如图2所示。
<strong>简介</strong>
从炼油厂到自动售货机等工业应用要求具有精确的温度、压力 和流量测量，以控制复杂以及简单过程。例如，在食品行业，产品装瓶和装罐的流量精确控制会直接影响利润，因此必须最大程度降低流量测量误差。类似地，封闭运输应用——比如石油工业中油罐和油罐车之间的原油和成品油交换——需要高精度测量。本文提供流量计技术概述，重点讨论液体流量测量中精度最高之一的电磁流量计。
<strong>作者：Mark Cantrell</strong>
利用序列光耦合器建立双隔离栅会存在一些问题，因为数据完整性很差，而且没有一种紧凑和廉价的方式为两个隔离栅之间的接口提供电源。随着iCoupler®等高性能数字隔离器以及isoPower®器件集成电源的问世，通过分层隔离器建立高压隔离栅现在已经成为一种可行解决方案。
由于新型电池和发电产业的快速扩张，我们需要具有很高工作电压的接口，还要求提供加强绝缘。例如，太阳能逆变器应用具有以下要求：
• 800 VDC的工作电压
• 2级污染等级
• 过压类别III
根据IEC 62109-1标准的有关加强绝缘的规定，这需要：
<strong>作者：Cosimo Carriero，ADI公司高级现场应用工程师 Michele Bissanti，Smart Metering总经理</strong>
<strong>简介</strong>
技术的进步使人们淘汰了机械和机电式的水、电、气表，取而代之的是具备高级功能的数字仪表。拥有这些新工具后，用户将摆脱被动消极的角色，变得更加积极主动，每个人都能控制自己的消费习惯并制定各自的资源节约策略。这里的关键词是“通信”二字。利用新的技术，公用事业公司和用户便能实现相互沟通，进而开创基础资源智能化利用的新局面。
<strong>智能仪表</strong>
Jose Carlos Conchell
<strong>简介</strong>
用于生命体征监测 (VSM) 的可穿戴设备正在推动医疗行业的变革，使我们能够随时随地监测我们的生命体征和活动。通过测量人体阻抗，可以获得某些关键参数的最相关信息。
为了确保有效性，可穿戴设备必须小巧紧凑、成本便宜且功耗较低。此外，测量生物阻抗还带来了使用干式电极和安全要求方面的挑战。本文针对这些问题提供了一些解决方案。
<strong>电极半电池电位 </strong>
电极是使电子电路与非金属物体（如人类皮肤）接触的电气传感器。这种相互作用会产生电压，称为半电池电位，从而降低 ADC 的动态范围。半电池电位随电极材料而变化，如表 1 所示。
<strong>作者：Walt Kester</strong>
在上篇文章中，我们介绍了去耦的基础知识及其在实现集成电路(IC)期望性能方面的重要性。在本篇文章中，我们将详细探讨用于去耦的基本电路元件——电容。
<strong>实际电容及其寄生效应</strong>
图1所示为实际电容的模型。电阻RP代表绝缘电阻或泄漏，与标称电容(C)并联。第二个电阻RS（等效串联电阻或ESR）与电容串联，代表电容引脚和电容板的电阻。
在血液分析仪、体外诊断系统和其他很多化学分析应用中，液体必须从一个容器中转移到另一个，以便将样本从试管中、或者将试剂从瓶中吸取出来。 这些实验室系统经常需要处理大量样本，因此尽可能缩短处理时间很重要。 为了提高效率，用来吸取样本的探针必须快速移动，因此有必要精确地定位探针与所要吸取液体表面的相对位置。 本文演示了电容数字转换器(CDC)的一种新颖使用方法，使用该方法可信心十足地完成这项工作。
<strong>CDC技术</strong>
<strong>简介</strong>
任何高性能模数转换器(ADC)，尤其是射频采样ADC，输入或前端的设计对于实现所需的系统级性能而言很关键。很多情况下，射频采样ADC可以对几百MHz的信号带宽进行数字量化。前端可以是有源（使用放大器）也可以是无源（使用变压器或巴伦），具体取决于系统要求。无论哪种情况，都必须谨慎选择元器件，以便实现在目标频段的最优ADC性能。
射频采样ADC采用深亚微米CMOS工艺技术制造，并且半导体器件的物理特性表明较小的晶体管尺寸支持的最大电压也较低。因此，在数据手册中规定的出于可靠性原因而不应超出的绝对最大电压，将当前主流的射频采样ADC与之前的老器件相比，可以发现这个电压值是变小的。
<strong>Jeff Watson 和 Gustavo Castro</strong>
<strong>简介</strong>
许多行业都需要能够在极端高温等恶劣环境下可靠工作的电子设备。依照传统做法，在设计需要在常温范围之外工作的电子设备时，工程师必须采用主动或被动冷却技术，但某些应用可能无法进行冷却，或是电子设备在高温下工作时更为有利，可提升系统可靠性或降低成本。这便提出了影响电子系统方方面面的诸多挑战，包括硅、封装、认证方法和设计技术。
<strong>高温应用</strong>
<font color="#FD8900">作者：Robert Kiely</font>
<strong>简介</strong>
本文阐释1/f噪声是什么，以及在精密测量应用中如何降低或消除该噪声。1/f噪声无法被滤除，在精密测量应用中它可能是妨碍实现最佳性能的一个限制因素。
<strong>什么是1/f噪声？</strong>
1/f噪声是一种低频噪声，其噪声功率与频率成反比。人们不仅在电子装置中观测到1/f噪声，在音乐、生物学乃至经济学中也观察到这种噪声1。关于1/f噪声的来源仍存在很大争议，人们就此仍在开展研究2。
<strong>作者：Stephen Nugent</strong>
<strong>摘要</strong>
设计一个要求高通道密度的系统时，例如在测试仪器仪表中，电路板上通常需要包括大量开关。当使用并行接口控制的开关时，控制开关所需的逻辑线路以及用于生成GPIO控制信号的串行转并行转换器会占用很大比例的板空间。本文讨论旨在解决这种设计挑战的ADI公司新一代SPI控制开关及其架构，以及相对于并行控制开关，它在提高通道密度上有何优势。ADI公司创新的多芯片封装工艺使得新型SPI转并行转换器芯片可以与现有高性能模拟开关芯片结合在同一封装中。这样既可节省空间，又不会影响精密开关性能。
杨金鹏，梁 东，杨 涛，张志新中国航天空气动力技术研究院 测控事业部，北京100074）
摘 要： 双余度舵控系统的基本思想是通过不同余度之间的切换来保证舵控系统的可靠性。针对无人机双余度电动舵机角度传感器故障检测技术提出了基于辨识参考模型的方法。首先介绍了电动舵机的双余度方案，然后通过机理分析和理论推导相结合的方式建立了舵系统的输入输出模型，利用系统辨识的方法确定了模型的参数。最终利用辨识的参考模型对双余度角度传感器进行故障检测，并通过实验，验证了方法的有效性。
<strong>引言</strong>
随着无人机技术的发展，无人机的应用范围越来越广，续航时间和任务半径越来越大，并且在执行任务的过程中携带的任务载荷和侦察打击设备越来越多，因此保证无人机在飞行过程中的安全性和可靠性就显得特别重要。
