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    高效同步升壓芯片TPS61288
    　　TI TPS61088，這在當年是一款非常普及的升壓IC，做快充不必可少;直到一體化SOC普及后，大部分快充移動電源為了兼顧成本都選擇了更高集成度的方案。高效率同步升壓市場依然存在，比如藍牙音箱、LCD顯示屏等。于是TI推出了一款全新的同步升壓芯片TPS61288，與TPS61088相比，其性能更強、功率更大，并且封裝更小?！　? 　　TPS61288采用11引腳 2.5*3mm QFN封裝，芯片尺寸大幅減小，功率密度提高。這是一顆全集成的同步升壓轉換器，芯片內置6.5mΩ主開關和8.5mΩ同步整流管，可在便攜設備中提供小尺寸高效率的解決方案?！　PS61288支持2.4-18V寬輸入電壓范圍，支持1或2串鋰電池，TPS61288具有15A開關電流能力，輸出電壓最高18V。支持輸出過壓保護，逐周期過電流保護和熱關斷?！　∠旅媸荰I William Zhang 分享的關于TPS61288作為無線音箱升壓變換器的方案介紹?！　? 　　一般地，非便攜式無線音箱直接由電源設配器供電，功率等級可達數十瓦至數百瓦不等，而便攜式無線音箱由電池供電，輸出功率通常只有數瓦至數十瓦，且常帶有一個4Ω或8Ω的喇叭?！　榱送瑫r滿足便攜性并為喇叭提供足夠的輸出功率，便攜式無線音箱通常配備2節可充電鋰離子電池，當輸出功率要求高于10W時，由于電池電壓不足以為后級的音頻功放提供足夠的功率，一般需要升壓電路將電池電壓升至12V~18V以滿足功率需求。上圖展示了典型的便攜式無線音箱供電系統示意圖?！　? 　　TPS61288延續了TPS61088的高度集成，芯片內部集成開關管和控制器，還采用TI專利的平滑開通/關斷時間控制，實現輕載時PWM模式到PFM模式的無縫過渡，實現全負載下無電壓漂移，滿足嚴苛的輸出電壓精度要求，并且能通過延長關斷時間大幅提升輕載效率?！　PS61288內置的15A輸入限流，可以在單節鋰電池供電下輸出40W功率，可用于藍牙揚聲器為功放IC升壓供電，提高輸出功率。也可用于LCD顯示和PD等升壓應用，TPS61288的管腳位置得到優化，簡潔器件布局。 
    2022-11-07 5次
    降低電路硬件壓力系統解決方案
    　　系統架構師和電路硬件設計人員針對最終應用(如測試和測量、工業自動化、醫療健康)需求，往往要耗費大量研發資源來開發高性能、分立式精密線性信號鏈模塊，以實現測量和保護、調節和采集或合成和驅動。本文將重點討論精密數據采集子系統，如圖1所示?！　? 　　圖1. 高級數據采集系統框圖　　隨著研發預算和上市時間的不可預測，電子產業發生了變化。(TTM)控制越來越嚴格，用于構建模擬電路和制作原始形狀來驗證其功能的時間越來越少。散熱性能和印刷電路板(PCB)在密度有限的情況下，硬件開發人員需要通過縮小尺寸的復雜設計提供先進的精密數據轉換性能和更高的魯棒性。通過系統級包裝(SiP)技術的異構集成繼續推動電子產業向更高密度、更多功能、更強的性能和更長的平均無故障時間發展。本文將介紹ADI公司如何利用異質集成改變競爭環境，提供對應用產生重大影響的解決方案?！　∠到y設計師面臨著許多挑戰，不僅需要為最終原型選擇設備和優化設計，還需要滿足驅動的要求ADC輸入，保護ADC輸入以避免壓力事件的影響，最大限度地降低系統功耗，并使用低功耗微處理器和/或數字隔離器來實現更高的系統吞吐量。OEM更加關注系統軟件和應用程序，以創建一個獨特的系統解決方案，并將更多的資源分配給軟件開發，而不是硬件開發。這增加了硬件開發的壓力，需要進一步減少設計迭代。開發數據采集信號鏈的系統設計人員通常需要高輸入阻抗才能與各種傳感器直接接口，這些傳感器可能具有變共模電壓、單極或雙極單端或差分輸入信號。通過圖2全面分析使用分立器件實現的典型信號鏈，了解系統設計人員的一些主要技術難點。圖為精密數據采集子系統的關鍵部分，其中20個Vp-p儀表放大器導出施加全差分放大器(FDA)同相輸入FDA提供必要的信號調理，包括電平轉換、信號衰減、0導出擺幅V和5V導出共模電壓為2.5V，相反，這樣做ADC輸入提供10Vp-p區分信號，以最大限度地擴大其動態范圍。選用儀表放大器?！?5V雙電源供電，而FDA由5V/–1V供電，ADC由5V電源供電。使用反饋電阻。(RF1=RF2)增益電阻(RG1=RG2)的比率，將FDA增益設置為0.5。FDA的噪聲增益(NG)定義為：　　  　　其中β1和β2為反饋系數：　　  　　  　　圖2. 典型數據采集信號鏈的簡化原理圖?！　”竟潓⑻接慒DA周圍的電路不平衡(即β1 ≠ β2)或反饋和增益電阻(R G1 、R G2 、R F1 、R F2 )的不匹配對SNR、失真、線性度、增益誤差、偏移和輸入共模抑制比等關鍵技術參數有何影響。FDA的差分輸出電壓取決于V OCM ，因此，當反饋系數β1和β2不相等時，輸出幅度或相位的任何不平衡都會在輸出端產生不良共模成分，這些共模成分以噪聲增益放大后，會導致FDA的差分輸出中存在冗余噪聲和失調。因此，增益/反饋電阻的比值必須匹配。換言之，輸入源阻抗和RG2 (RG1)的組合應匹配(即β1 = β2)，以避免信號失真和各輸出信號的共模電壓失配，并防止FDA的共模噪聲增加。要抵消差分失調并避免輸出失真，可添加一個與增益電阻(RG1)串聯的外部電阻。不僅如此，增益誤差偏移還受電阻類型的影響，例如薄膜、低溫度系數電阻等，而在成本和電路板空間受限的情況下尋找匹配的電阻并不容易?！　〈送?，由于額外成本和PCB上的空間有限，很多設計人員在創建單數雙極性電源時遇到不少麻煩。設計人員還需要仔細選擇合適的無源器件，包括RC低通濾波器(放在ADC驅動器輸出和ADC輸入之間)以及用于逐次逼近寄存器(SAR) ADC動態參考節點的去耦電容。RC濾波器有助于限制ADC輸入端噪聲，并減少來自SARADC輸入端容性DAC的反沖。應選擇C0G或NP0型電容和合理的串聯電阻值，使放大器保持穩定并限制其輸出電流。最后，PCB布局對于保持信號完整性以及實現信號鏈的預期性能至關重要?！　『喕蛻舻脑O計進程　　許多系統設計人員最終都是為相同的應用設計不同的信號鏈架構。然而，并非所有設計都適用同一種信號鏈，因此ADI公司提供具有先進性能的完整信號鏈μModule?解決方案，專注于信號鏈、信號調理和數字化的通用部分，以此彌補標準分立器件和高度集成的客戶特定IC之間的缺口，幫助解決主要難點。ADAQ4003是SiP解決方案，較好地兼顧了降低研發成本和縮減尺寸兩方面因素，同時加快了原型制作?！　DAQ4003 μModule精密數據采集解決方案采用ADI的先進SiP技術，將多個通用信號處理和調理模塊以及關鍵無源器件集成到單個設備中(見圖5)。ADAQ4003包括低噪聲、FDA、穩定的基準電壓源緩沖器和高分辨率18位、2 MSPS SAR ADC?！　DAQ4003通過將元件選擇、優化和布局從設計人員轉移到器件本身，簡化了信號鏈設計，縮短了精密測量系統的開發周期，并解決了上一節討論的所有主要問題。FDA周圍的精密電阻陣列使用ADI專有的 i Passives?技術構建，可解決電路不平衡問題，減少寄生效應，有助于實現高達0.005%的出色增益匹配，并優化漂移性能(1 ppm/°C)。與分立式無源器件相比，iPassives技術還具有尺寸優勢，從而最大限度地減少了與溫度相關的誤差源，并減少了系統級校準工作。FDA提供快速建立和寬共模輸入范圍以及精確的可配置增益選項(0.45、0.52、0.9、1或1.9)性能，允許進行增益或衰減調節，支持全差分或單端到差分?！　DAQ4003在ADC驅動器和ADC之間配置了一個單極點RC濾波器，旨在最大限度地減少建立時間，增加輸入信號帶寬。此外為基準電壓節點和電源提供了所有必要的去耦電容，以簡化物料清單(BOM)。ADAQ4003還內置一個配置為單位增益的基準電壓緩沖器，用于驅動SAR ADC基準電壓節點和相應去耦電容的動態輸入阻抗，實現優化性能。REF引腳上的10 μF是在位判斷過程中幫助補充內部電容DAC電荷的關鍵要求，對于實現峰值轉換性能至關重要。與許多傳統SAR ADC信號鏈相比，通過內置基準電壓緩沖器，由于基準電壓源驅動高阻抗節點，而不是SAR電容陣列的動態負載，因此用戶可以實現功耗更低的基準電壓源。而且可以靈活選擇與所需模擬輸入范圍匹配的基準電壓緩沖器輸入電壓?！　⌒〕叽绾喕薖CB布局并支持高通道密度　　與傳統分立式信號鏈相比(如圖3所示)，ADAQ4003的7 mm × 7 mmBGA封裝尺寸至少縮減了4倍，可在不犧牲性能的情況下實現小型儀器儀表?！　? 　　圖3. ADAQ4003 μModule器件與分立信號鏈解決方案的尺寸對比?！　∮∷㈦娐钒宀季謱τ诒３中盘柾暾砸约皩崿F信號鏈的預期性能至關重要。ADAQ4003的模擬信號位于左側，數字信號位于右側，這種引腳排列可以簡化布局。換言之，這樣設計人員就能夠將敏感的模擬部分和數字部分保持分離，并限制在電路板的一定區域內，避免數字和模擬信號交叉以減輕輻射噪聲。ADAQ4003集成了用于基準電壓源(REF)和電源(VS+、VS?、VDD和VIO)引腳的所有必要的(低等效串聯電阻(ESR)和低等效串聯電感(ESL))去耦陶瓷電容。這些電容在高頻時會提供低阻抗接地路徑，以便處理瞬態電流?！　o需外部去耦電容，沒有這些電容，也就不會產生已知的性能影響或任何EMI問題。通過移除用于形成板載供電軌 的基準電壓源和LDO穩壓器輸出端的外部去耦電容，在 (REF, VS+, VS?, VDD, 和 VIO)ADAQ4003評估板上可以驗證這一性能影響。圖4顯示了不論使用還是移除外部去耦電容，雜散噪聲都被隱藏在低于?120 dB的本底噪聲下。ADAQ4003采用小尺寸設計，可實現高通道密度PCB布局，同時減輕了散熱挑戰。但是，各器件的布局和PCB上各種信號的路由至關重要。輸入和輸出信號采用對稱路由，同時電源電路遠離單獨電源層上的模擬信號路徑，并采用盡可能寬的走線，對于提供低阻抗路徑、減小電源線路上的毛刺噪聲影響以及避免EMI問題尤其重要?！　? 　　圖4. 提供短路輸入ADAQ4003 FFT，在移除各個供電軌的外部去耦電容前后性能保持不變?！　∈褂酶咦杩筆GIA驅動ADAQ4003　　如前所述，通常需要高輸入阻抗前端才能直接與各種類型的傳感器連接。大多數儀器儀表和可編程增益儀表放大器(PGIA)具有單端輸出，無法直接驅動全差分數據采集信號鏈。但是， LTC6373 PGIA提供全差分輸出、低噪聲、低失真和高帶寬，可直接驅動ADAQ4003而不影響精密性能，因此適合許多信號鏈應用。LTC6373通過可編程增益設置(使用A2、A1和A0引腳)在輸入端和輸出端實現直流耦合?！　≡趫D5中，LTC6373采用差分輸入至差分輸出配置和±15 V雙電源。根據需要，LTC6373也可采用單端輸入至差分輸出配置。LTC6373直接驅動ADAQ4003，其增益設置為0.454。LTC6373的V OCM 引腳接地，其輸出擺幅在?5.5 V和+5.5 V之間(相位相反)。ADAQ4003的FDA對LTC6373的輸出進行電平轉換以匹配ADAQ4003所需的輸入共模，并提供利用ADAQ4003 μModule器件內ADC最大2倍V REF 峰值差分信號范圍所需的信號幅度。圖6和圖7顯示使用LTC6373的各種增益設置的SNR和THD性能，而圖8顯示圖5所示電路配置的±0.65 LSB/±0.25 LSB的INL/DNL性能?！　? 　　圖5. LTC6373驅動ADAQ4003(增益 = 0.454，2 MSPS)?！　? 　　圖6. SNR與LTC6373增益設置，LTC6373驅動ADAQ4003(增益 = 0.454，2 MSPS)?！　? 　　圖7. THD與LTC6373增益設置，LTC6373驅動ADAQ4003(增益 = 0.454，2 MSPS)?！　? 　　圖8. INL/DNL性能，LTC6373(增益 = 1)驅動ADAQ4003(增益 = 0.454)?！　DAQ4003 μModule應用案例：ATE　　本節將重點介紹ADAQ4003如何適用于ATE的源表(SMU)和設備電源。這些模塊化儀器儀表用于測試快速增長的智能手機、5G、汽車和物聯網市場的各種芯片類型。這些精密儀器儀表具有拉電流/灌電流功能，每個處理程控電壓電流調節的通道都需要一個控制環路，并且它們需要高精度(特別是良好的線性度)、速度、寬動態范圍(用于測量μA/μV信號電平)、單調性和小尺寸，以容納同時增加的通道數。ADAQ4003提供出色的精密性能，可減少終端系統的器件數量，并允許在電路板空間受限的情況下提高通道密度，同時減輕了此類直流測量可擴展測試儀器儀表的校準工作和散熱挑戰。ADAQ4003的高精度與快速采樣速率相結合，可降低噪聲，并且無延遲，因此非常適合控制環路應用，可提供出色的階躍響應和快速建立時間，從而提高測試效率。ADAQ4003通過消除因自身漂移和電路板空間限制而需要在儀器儀表上分配基準電壓的緩沖區，幫助減輕了設計負擔。此外，漂移性能和元件老化決定測試儀器儀表的精度，因此ADAQ4003的確定性漂移降低了重新校準的成本，縮短了儀器儀表的停機時間。ADAQ4003滿足這些要求，使儀器儀表能夠測量較低的電壓和電流范圍，有助于針對各種負載條件優化控制環路，從而明顯改善儀器儀表的工作特性、測試效率、吞吐量和成本。這些儀器儀表的高測試吞吐量和較短的測試時間將幫助最終用戶降低測試成本。SMU高級框圖如圖9所示，相應的信號鏈如圖5所示?！　? 　　圖9. 源表簡化框圖?！　「咄掏滤俾手С諥DAQ4003的過采樣，從而實現較低的有效值噪聲并可在寬帶寬范圍內檢測到小振幅信號。對ADAQ4003進行4倍過采樣可額外提供1位分辨率(這是因為ADAQ4003提供了足夠的線性度，如圖8所示)，或增加6 dB的動態范圍，換言之，由于此過采樣而實現的動態范圍改進定義為：ΔDR = 10 × log10 (OSR)，單位dB。ADAQ4003的典型動態范圍在2 MSPS時為100 dB，對于5 V基準電壓源，其輸入對地短路。因此，ADAQ4003在1.953 kSPS輸出數據速率下進行1024倍過采樣時，它提供約130 dB的出色動態范圍，增益為0.454和0.9，可以精確地檢測出幅度極小的μV信號。圖10顯示了ADAQ4003在各種過采樣速率和1 kHz及10 kHz輸入頻率下的動態范圍和SNR?！　? 　　圖10. ADAQ4003各種輸入頻率下的動態范圍以及SNR與過采樣速率(OSR)?！　? 　　圖11. 使用信號鏈μModule技術降低總擁有成本?！　〗Y論　　本文介紹了與設計精密數據采集系統相關的一些重要方面和技術挑戰，以及ADI公司如何利用其線性和轉換器領域知識開發高度差異化的ADAQ4003信號鏈μModule解決方案，來解決一些棘手的工程設計問題。ADAQ4003能夠減輕工程設計工作，如器件選擇和構建可投入量產的原型，使系統設計人員能夠更快地為最終客戶提供出色的系統解決方案?！　DAQ4003 μModule器件出色的精度性能和小尺寸對各種精密數據轉換應用頗具實用價值，具體應用包括自動化測試設備(SMU、DPS)、電子測試和測量(阻抗測量)、醫療健康(生命體征監測、診斷、成像)等，以及一些工業用途(機器自動化輸入/輸出模塊)。ADAQ4003等μModule解決方案可顯著降低系統設計人員的總擁有成本(如圖11所示的各項)，降低PCB組裝成本，通過提高批次產量增強生產支持，支持可擴展/模塊化平臺的設計重用，還簡化了最終應用的校準工作，同時加快了上市時間。 
    2022-11-07 5次
    德州儀器|雙TDA4VM NOA行泊一體化解決方案
    　　在日常生活中，代駕這個詞被越來越頻繁地使用。除了真正的司機，汽車本身也變得越來越智能，越來越成為司機的有效副駕駛。開發一個動態系統，可以幫助汽車感知，了解周圍的世界，并快速響應，汽車本身可以成為司機的有效駕駛。這樣的系統需要數據和結合計算機視覺和高效深入學習神經網絡實時處理數據的能力。我們今天介紹的雙重TDA4VMNavigateonAutopilot(NOA)泊泊一體化方案就是這樣一個系統。   　　NOA領航輔助駕駛實現了城市環線、高速公路、高速公路等高頻場景的點對點自動駕駛。NOA新升級的輔助駕駛ADAS在功能感受的同時，增強了自動并線、自動超車、自動上下匝道、自動路網轉換等，促進了人機共駕的到來，給用戶帶來了非凡的駕駛體驗。 　　當前的汽車智能化的進程中，更多的汽車配備了強大的 ADAS 功能，在以場景為核心的自動駕駛技術向無人駕駛階段過渡的過程中，NOA 領航輔助駕駛是從高級駕駛輔助 (ADAS) 到全自動駕駛 (FSD) 之間的一個重要里程，NOA 開啟了一個人機共駕的時代，創造了在典型場景下沉浸式的駕駛體驗。如何設計一個成本低廉、功能完整、靈活的硬件配置方案，是 NOA 大規模應用所面臨的挑戰?；?TI 的雙 TDA4VM 的 NOA 行泊一體化的方案平衡了算力、成本和能耗。下面跟大家具體介紹雙 TDA4VM NOA 行泊一體化解決方案該方案： 　　ADAS 應用　　ADAS 解決方案需要從不同的傳感器集中提取數據，并將數據轉換為車輛的行駛情報。這些傳感器至少需要配備不同類型的攝像頭、雷達和超聲波等；本文展示的方案采用了兩顆 TDA4VM，接入了 11 個攝像頭、5 個毫米波雷達 12 個超聲波雷達，既 11V5R12USS 行泊一體化解決方案。其系統框圖如下圖所示，TDA4VM_A 接入了四個全景攝像頭和兩個前向攝像頭。TDA4VM_B 接入了四個側視攝像頭和一個前向攝像頭。 　　1、行車方面，可實現盲區檢測 (BSD)、開門預警 (DOW)、車道偏離預警 (LCW)、前向碰撞預警 (FCW)、只能遠光燈控制 (IHC)、前方穿行預警 (FCTA)、后方穿行預警 (RCTA)、后方碰撞預警 (RCW)、自適應巡航 (ACC)、車道保持輔助 (LKA)、手動變道 (PLC)、交通擁堵輔助 (TJA)、高速輔助駕駛 (HWA)、自動緊急制動 (AEB)、交互時高速公路自動駕駛 (HWP)、交互式高速公路擁堵自動駕駛 (TJP)、自動輔助導航駕駛 (NOA) 等功能； 　　2、泊車方面，可實現全景功能 (AVM)、自動泊車輔助 (APA)、遙控泊車輔助 (RPA)、家庭區域記憶泊車 (HAVP) 等功能； 　　3、安全方面，TI Jacinto? 7 處理器有 GP 和 HS (high security) 芯片，內部集成了 ASIL D 的 MCU，High security 的芯片可支持安全啟動和安全關鍵功能，從而使用戶的產品能夠滿足汽車的質量和可靠性目標。 　　TI 安全框架　　4、可擴展性，TDA4VM 處理器屬于異構多核的架構，除了 ARM A72、數字信號處理 C7x/C66、MCU R5F 等計算核，內部 VPAC、DMPAC 等加速器有效降低了主核的負載，從而使得應用可以靈活部署，推動持續的功能定制、優化、擴展。 　　5、算力方面，本方案采用了雙 TDA4VM 芯片，單芯片 C7x/MMA 可以實現 8TOPS 算力，總算力 16TOPS 算力，即可實現所介紹感知功能。TDA4VM_A 芯片的 AI 算力主要用于全景攝像頭、前向攝像頭 1、前向攝像頭 2 的感知。TDA4VM_B 芯片的算力 AI 主要應用于側視攝像頭和前向攝像頭 3 的感知。 　　系統的開發必須具有較高性價比，才能實現廣泛而有效的利用。采用雙 TDA4VM 的 NOA 行泊一體的方案，平衡了算力、成本、和功耗，豐富的行車、泊車功能及高安全的系統，給用戶帶來了厘米級的控制精度，安全舒適的沉浸式的駕乘體驗。 　　TI 最新一代 Jacinto? 7 ADAS TDA4VM 處理器在芯片上集成了關鍵的功能安全特性，高性能片上系統 (SoC) 的重要性在于它可以進行并行處理。 Jacinto7 TDA4 處理器可以從簡單的情況（更少的傳感器，更低的分辨率）擴展到最復雜的情況，并有助于降低系統成本，從而實現 ADAS 技術大眾化和普及化。雙 TDA4VM NOA 行泊一體化方案是實現計算能力、成本和能耗平衡的完美答案。TDA4x 以領先的集成度和豐富的 ADAS 功能引領汽車智能駕駛的新時代。 
    2022-11-04 17次
    亞德諾AD4000 ADC系列簡化驅動方案
    　　自動測試設備、機器自動化、工業和醫療儀器設備等應用需要精確的數據采集系統，以便準確地分析和數字物理或模擬信息。系統設計師為了實現高分辨率精度逐步接近型(SAR)ADC數據手冊中列出的高性能往往不得不使用特殊的大功率和高速放大器來驅動其精確使用中的傳統開關電容器SARADC輸入。這是設計精密數據收集信號鏈時常見的難點。本文介紹的引腳兼容性AD4000ADC這個系列可以解決這個問題。本系列16/18/20精密SARADC選用ADI先進的技術和先進的架構模型，集成了各種簡單易用的特性，提供了許多系統級的優勢，有利于降低信號鏈的功耗和復雜性，提高通道密度，但性能沒有顯著降低。高電阻模式、低輸入電流和長采集期的獨特結合減少了ADC驅動挑戰難度與對ADC驅動器的施工要求。所以，驅動ADC精密放大器可以加寬到較低的功率/帶寬，包括直流或低頻(kHz)應用所用的JFET和儀器放大器。本文將介紹各種較低的產品RC精密放大器可以直接驅動濾波器的截止頻率ADC，同時實現更好的性能，不需要特殊性能ADC驅動器級，系統功耗大大降低，電路板面積和BOM成本。 　　驅動傳統SAR ADC輸入　　圖1顯示了構建精密數據采集系統時使用的典型信號鏈。受開關電容輸入結構影響，高分辨率精密SAR ADC的驅動一直是系統設計人員的主要痛點和棘手問題?！　? 圖1. 典型的精密數據采集信號鏈 　　系統設計師需要密切關注ADC驅動器數據手冊，了解噪聲、失真、輸入/輸出電壓上裕量/下裕量、帶寬和建立時間等技術規格。一般地，采用的高速ADC驅動器需要具備寬帶寬、低噪聲和高功率等特征，以便在可用采集時間內建立SAR ADC輸入的開關電容反沖。這項要求會大幅減少可用于驅動ADC的放大器選擇，不得不在性能/功率/面積方面進行大幅妥協。另外，選擇一款合適的RC濾波器置于驅動器與ADC輸入之間，這項要求又對放大器選擇和性能構成了進一步的限制。ADC驅動器輸出與SAR ADC輸入之間需要用RC濾波器來限制寬帶噪聲，減少電荷反沖的影響。一般情況下，系統設計師需要花費大量時間去評估信號鏈，確保所選ADC驅動器和RC濾波器能切實驅動ADC，以實現所需性能?！　∪鐖D2中的時序圖所示，SAR ADC吞吐速率(1/周期時間)包括轉換和采集兩個階段，ADC產生的數據可利用串行SPI接口在采集階段輸出。在傳統SAR架構中，轉換階段通常較長而采集階段較短。在轉換階段，ADC電容DAC與ADC輸入斷開，以執行SAR轉換。輸入在采集階段重新連接，ADC驅動器必須在下一個轉換階段開始之前將非線性輸入反沖建立至正確的電壓。由于較低截止頻率的RC濾波器，ADC驅動器無法在可用采集時間內消除傳統SAR ADC反沖，ADC失真/線性度性能因而下降?！　? 圖2. 傳統SAR ADC時序圖 　　  圖3. AD4000 ADC系列時序圖，包括輸入反沖 　　較長采集階段AD4000 ADC系列的轉換時間非常短(290 ns)，ADC會在當前轉換過程結束前100 ns返回采集階段，因而采集階段較長，如圖3所示。即使高輸入阻抗(Z)模式禁用，從該ADC系列輸入端看到的非線性反沖也顯著降低;當高阻態模式使能時，非線性反沖降至幾乎可忽略不計的程度。這可以降低ADC驅動器的建立時間負擔，并且支持較低的RC截止頻率和較大R值，因此噪聲較高且/或功耗/帶寬較低的放大器也可以使用。這樣便可基于目標信號帶寬，而非基于開關電容輸入的建立要求來選擇ADC之前的放大器和RC濾波器。RC濾波器可以使用較大的R值和較小的對應C值，減少放大器穩定性問題，同時也不會大幅影響失真性能。較大的R值有助于在過壓情況下保護ADC輸入，并降低放大器的動態功耗。較長采集階段的另一個好處是它支持低SPI時鐘速率，從而可以降低輸入/輸出功耗，拓寬處理器/FPGA選擇范圍，簡化數字隔離要求，而ADC吞吐速率不受影響。 　　高阻態模式　　AD4000 ADC系列集成了一個高阻態模式，在采集開始時，該模式可以在電容DAC切換回輸入時減少非線性電荷反沖。使能高阻態模式時，電容DAC在轉換結束時充電，以保持上次采樣的電壓。這一過程可以減少轉換過程的任何非線性電荷效應，該效應會影響到下次采樣前在ADC輸入端采集的電壓。高阻態模式的好處是無需專用高速ADC驅動器，可以選擇較低功率/帶寬的精密放大器，包括針對低頻(<10 kHz)或直流信號的JFET和儀表放大器?！　D4所示為 AD4003/AD4007/AD4011 在高阻態模式使能/禁用時的輸入電流。低輸入電流使ADC比市場上現有的傳統SAR ADC更易驅動，即便是在高阻態模式禁用的情況下。如果將圖4中高阻態模式禁用時的輸入電流與上一代 AD7982 ADC的輸入電流進行比較，會發現AD4007在1 MSPS條件下的輸入電流降低了4倍。高阻態模式使能時，輸入電流進一步降至亞微安級?！　〈薃DC系列較低的輸入電流，使得我們能以比傳統SAR高得多的源阻抗來驅動它。這意味著，RC濾波器中的電阻值可以比傳統SAR設計大10倍?！　? 圖4. 高阻態使能/禁用條件下AD4003/AD4007/AD4011 ADC輸入電流與輸入差分電壓的關系 　　精密放大器直接驅動亞德諾AD4000 ADC系列　　對于多數系統，前端(非ADC本身)通常會限制信號鏈可以實現的整體交流/直流性能。從圖5和圖6所選的精密放大器數據手冊中可以看出，精密放大器自身的噪聲和失真性在某個輸入頻率下決定了SNR和THD規格。然而，這種帶高阻態模式的ADC系列極大地拓寬了驅動放大器的選擇范圍，包括信號調理級中使用的精密放大器，同時提高了RC濾波器選擇的靈活性，而且對于選定放大器，仍能實現較優性能?！　D5和圖6顯示了AD4003/AD4020 ADC的SNR和THD性能，采用低功耗 ADA4692-2 (IQUIESCENT = 180 μA/放大器)、低輸入偏置JFET ADA4610-1 (IQUIESCENT = 1.5 mA/放大器)和零交越失真 ADA4500-2 (IQUIESCENT = 1.55 mA/放大器)精密放大器，使用1 kHz輸入音驅動ADC輸入，基準電壓為5 V，以最高吞吐速率運行，高阻態模式使能和禁用兩種情況，并使用不同的RC濾波器值。使能高阻態模式時，對于260 kHz和498kHz的較低RC帶寬，ADA4692-2和ADA4610-1放大器可實現98 dB以上的典型SNR，這有助于在目標信號寬帶較低時，消除來自上游信號鏈組件的寬帶噪聲。根據應用要求，設計人員可以選擇合適的精密放大器來驅動ADC輸入。例如，ADA4692-2軌到軌放大器更適合便攜式、功耗敏感型應用，能夠直接驅動該ADC系列，同時仍能實現較優性能?！　≡诟咦钁B模式使能的情況下使用此類放大器時，即便RC帶寬低于1.3 MHz，R值大于390 Ω，AD4003/AD4020 SNR也會提高至少10dB;RC濾波器截止頻率為4.42 MHz時，THD保持在–104 dB以上。注意，該ADC系列可利用最高吞吐速率來進行過采樣，從而以較低RC濾波器截止頻率實現更好的SNR性能?！　? 圖5. AD4003/AD4020 SNR與RC帶寬的關系，使用ADA4692-2、ADA4610-1和ADA4500-2精密放大器， fIN = 1 kHz, REF = 5 V　　  圖6. AD4003/AD4020 THD與RC帶寬的關系，使用ADA4692-2、ADA4610-1和ADA4500-2精密放大器， fIN = 1 kHz, REF = 5 V 使能高阻態模式時，AD4003/AD4020通常會消耗2 mW/MSPS至2.5mW/MSPS的額外功耗，但這仍然顯著低于使用 ADA4807-1之類專用ADC驅動器時的功耗，而且這還能節省PCB面積和物料成本。系統設計師可以使用功耗低5.5倍的ADC驅動器ADA4692-2(相比ADA4807);當高阻態模式禁用時，對于2.27 MHz和4.47 MHz RC帶寬，此ADC仍能實現約96 dB的典型SINAD。高阻態模式使能時，使用ADC驅動器驅動ADC，SNR/THD性能更好;高阻態模式禁用時，需要權衡ADC SNR/THD性能與RC濾波器截止頻率。 　　儀表放大器直接驅動AD4000 ADC系列　　儀表放大器提供出色的精密性能、共模抑制和高輸入阻抗，可與傳感器直接接口，但小信號帶寬一般較低(<10 MHz)。利用SAR ADC和儀表放大器設計精密信號鏈(如ATE和醫療設備)的客戶，在將信號送至ADC輸入端之前，通常會使用信號調理或驅動器級，以便轉換電平和消除反沖?！　D7所示為AD8422 直接驅動AD4000的簡化框圖，高阻態模式使能，消除了驅動器級，節省了電路板空間?；谀繕藥掃x擇優化的RC濾波器值600 Ω和25 nF，消除10 kHz以上的寬帶噪聲。AD8422的REF引腳偏置到VREF/2，并利用ADA4805進行緩沖以實現優質性能。對于100 Hz和1 kHz輸入信號，在增益(通過RG設置)為1(無RG)和10 (RG = 2.2 kΩ)時，此信號鏈提供最優SNR和THD性能。圖8和圖9顯示，當高阻態模式使能，增益為1和10，對于100 Hz輸入信號和最高2 MSPS的每種吞吐速率，ADC實現了91 dB以上的SNR和–96dB以上的THD。從圖8和圖9可看出，隨著ADC吞吐速率降低，采集時間更長，有利于消除輸入反沖，因此SNR和THD性能略有提高?！　? 圖7. 儀表放大器AD8422 (G = 1)直接驅動AD4000精密SAR ADC的簡化框圖 　　  圖8. AD4000 SNR與吞吐速率的關系，AD8422配置增益為1和10，高阻態模式使能 　　  圖9. AD4000 THD與吞吐速率的關系，AD8422配置增益為1和10，高阻態模式使能 　　總結：　　表1顯示了不同速度和輸入類型的AD4000系列引腳兼容、低功耗16/18/20位精密SAR ADC，這些器件集易用特性和精密性能于一體，有助于設計人員解決系統級技術難題?！　? 表1. AD4000系列引腳兼容精密SAR ADC 　　ADI亞德諾AD4000 ADC系列的高阻態模式、低輸入電流和較長采集階段的獨特組合，簡化了驅動要求，消除了專用高速ADC驅動器級，有助于節省PCB面積、功耗和BOM成本，同時拓寬了ADC驅動器選擇范圍。此外，這些特點使得設計人員可根據目標帶寬優化RC濾波器值，減輕對寬帶噪聲、放大器穩定性、ADC輸入保護和動態功耗的擔心。本文說明了精密放大器的各種使用情形，包括儀表放大器直接驅動該ADC系列輸入，并解釋了該系列產品如何有助于解決常見系統級問題，而不會顯著影響精密性能。 
    2022-11-04 15次
    ADI電動汽車系統應用方案
    　　汽車在電動化、智能化浪潮的席卷之下，電動汽車正在風靡全球。Canalys的數據顯示2021年全球電動汽車(EV)的銷量達650萬輛，同比增長109%。區別于傳統汽車，具有更多電子設備的電動汽車對安全性能的要求更高，車載充電、車內通信、ADAS系統、電子動力轉向和懸架、逆變器、牽引電機、電池、模塊和電池組……大量系統必須經過徹底測試才能視為可以安全駕駛?！　? 電動汽車關鍵子系統示意圖 對此，測試設備制造商和測試工程師需要能夠快速開發新測試解決方案以應對汽車行業的變化。ADI作為半導體行業優秀的解決方案提供商，能夠提供豐富齊全的高性能產品組合，為汽車測試行業帶來高水平的性能和穩健性。 　　一、硬件在環　　電控單元作為新能源汽車的核心之一，其測試更是重中之重。然而面對各式子系統和不斷迭代的需求，直接上整車臺架進行測試，必然不符合成本邏輯，那么一種用于測試復雜實時系統且可以量身定制的測試技術就是絕佳選擇——硬件在環(HIL)?！　∪缃?，隨著ECU功能越來越強，對HIL也更具挑戰性。需要更復雜的模型來滿足效率等新的市場要求，因為它們必須復制高功率開關行為。隨著模型日益復雜，計算時間也會增加，因此需要更快地采集和激發模擬輸入和輸出?！　DI廣泛的信號調理、數據采集、信號生成和隔離產品組合為HIL仿真器提供優化的解決方案，關鍵是能夠以電壓或電流的形式測量或生成廣泛的輸入信號，同時保持非常低的延遲。無論系統設計要求低功耗、低噪聲、高密度還是高精度，ADI都能提供完整的信號鏈解決方案?！　　?nbsp;電流和電壓測量　　通常應用中會要求測量寬帶寬上的電壓或電流信號。信號鏈通常包括保護電路、模擬前端、信號調理、單通道或多通道ADC、基準電壓源、電源管理和隔離。以下鏈接提供的信號鏈選項，用于測量高達1 MHz的寬帶寬，針對噪聲性能進行了優化，以支持AC和/或DC分析?！　? 電流和電壓測量　　● 電流和電壓驅動　　模擬輸出電路必須能夠產生具有快速更新速率的動態信號。電壓范圍、分辨率和輸出驅動強度。這些信號鏈通常包括精密DAC、隔離、電源管理、基準電壓源、放大/信號調理和輸出保護?！　? 電流和電壓驅動　　 　　二、硬件在環關鍵產品　　  　　超快速16位精度電壓輸出DAC AD3542R設計用于生成多個輸出范圍，采用2.5 V固定基準電壓源。AD3542R可以配置為實現多種電壓范圍，如2.5V、3V、10V或±5 V?！　? 　　支持信號擴展的集成式全差分ADC驅動器 ADAQ23878是一款高精度、高速μModule數據采集解決方案，通過將設計人員選擇、優化和布局器件的重任移交給器件來縮短高精度測量系統的開發周期。  三、高壓傳動系統測試測試電動汽車的高壓(HV)傳動系統涉及仿真和測量逆變器、電池組、牽引電機和充電系統的高功率輸入、高功率輸出和控制信號。這些測試系統必須能夠提供峰值功率水平并仿真最壞情況，需要動態電源或電子負載等技術來進行高穩健測試。此外，測試系統必須是雙向的或可再生的，以提高效率。測量和控制必須實現隔離，以確保在數百至數千伏的高壓水平下安全可靠地運行?！　? 電動汽車傳動系統子系統 　　高功率隔離信號鏈可實現測試電動汽車傳動系統組件(如逆變器、電機、充電器和充電器連接)所需的效率和穩健性。需要精確的測量和控制，以便測試系統在所有條件下都能高效可靠地運行，并在需要時精確地提供所需的功率。這些解決方案共同提供了在汽車測試場景中準確測量電壓和電流所需的混合信號電路?！　? ADI逆變器測試用動態電源信號鏈  　　ADI特色產品　　  　　AD7606C-18是一款18位、同步采樣、模數轉換數據采集系統(DAS)，具有八個通道。每個通道均包含模擬輸入箝位保護、可編程增益放大器(PGA)、低通濾波器(LPF)和18位逐次逼近寄存器(SAR)模數轉換器(ADC)?！　? 　　ADN4620/ADN4621均為雙通道、信號隔離式、低壓差模信號(LVDS)緩沖器，數據速率高達2.5 Gbps，并且具有非常低的抖動。這些器件集成了ADI公司的iCoupler?技術，已針對高速運行進行了增強，可提供LVDS信號鏈的插入式電氣隔離。 　　四、協議分析工具　　協議分析工具或數據記錄器是監控和記錄數字和模擬信號(例如溫度、電壓、電流或數字通信)的設備，用于診斷、維修或優化車輛?，F代汽車(尤其是電動汽車)需要支持更快的信號速率和不斷發展的標準，同時遵循小尺寸、低功耗和高耐用性要求，以提高在車輛中的使用效率。這些要求給汽車技術開發商帶來了新的挑戰：　　●更多傳感器、控件和接口：更高的信號帶寬，復雜性增加　　●現場運行：低功耗、小尺寸和穩健運行，適用于惡劣環境或主動路測　　●不斷發展的標準和要求：確保支持各種有線和無線協議　　● 耐用性和多功能性：性能穩健，具有容錯能力　　  現代汽車中使用了各種車內協議 　　協議分析工具需要支持多種接口，ADI的產品組合包括CAN、LIN、SENT、GMSL、RS-485/RS-232或多協議、USB、汽車以太網、A2B、C2B、E2B等。由數據記錄器監測的常見信號(例如溫度、電壓或電流)適用于窄帶過采樣ADC，而Σ-Δ ADC提供高信號鏈集成度，并且多通道選項可用于同時監測多個信號。ADI為便攜式應用提供緊湊型集成隔離式通信、多通道ADC以及低功耗MCU和ADC選項?！　? 數據記錄儀和協議分析儀  　　特色產品  ADuM4165/ADuM4166是 USB 2.0 端口隔離器，利用 ADI 公司的 iCouple? 技術，可根據需要，來動態支持所有 USB 2.0 數據速率，包括低速 (1.5 Mbps)、全速 (12 Mbps) 或高速 (480 Mbps)。這些套件支持具有自動速度協商的主機隔離以及外設隔離。 　　  　　AD4116是一款低功耗、低噪聲24位Σ-Δ型模數轉換器(ADC)，它集成了一個模擬前端(AFE)，支持6個全差分或11個單端高阻抗(≥10 MΩ)雙極性±10 V電壓輸入。額外的2個差分或4個單端/偽差分直接ADC輸入在較低的輸入范圍內提供出色的性能?！　≡胍?、振動和粗糙度 (NVH)　　在開發電機或動力轉向等新技術時，了解設備將如何響應現實世界的變量(如道路振動和其他惡劣條件)至關重要。電子信號中不必要的聲音或中斷會產生聽覺干擾，從而對消費者的駕駛體驗產生負面影響。更糟糕的是，未得到控制的振動會隨著時間的推移損壞電氣和機械部件，從而導致潛在的災難性故障?！　≤囕v駕駛測試有助于應對研發階段的這些挑戰，從而可以實施和驗證降噪技術。相比之下，基于狀態的監測 (CbM) 旨在發現電機和機械的類似低效問題，通常用于在部署后進行持續監測。NVH測試主要用于研發認證階段，而CbM則用于監控現有運行中機器或進行預測性維護?！　? MEMS連接DAQ信號鏈　　特色產品 　　ADXL1001/ADXL1002 在具有兩個滿度范圍選項的拓展頻率范圍內提供超低的噪聲密度，并且提供優化的工業條件監測能力。ADXL1001 (±100 g) 和 ADXL1002 (±50 g) 分別具有 30 μg/√Hz 和 25 μg/√Hz 的典型噪聲密度。兩款加速度計器件均具有穩定、可重復的靈敏度，并且可以承受高達 10,000 g 的外部沖擊?！　? 　　ADAQ7768-1是一款 24 位精密數據采集μModule?解決方案，將信號調節、轉換和處理模塊封裝到一個系統級封裝(SIP) 設計中，從而能夠快速開發高度緊湊、高性能的精密DAQ系統。 
    2022-11-02 18次
    極海半導體丨雙模加持GW3323智能藍牙手環應用方案
    　　在健康觀念深入人心及消費升級的雙重影響下，智能可穿戴設備的市場需求持續增長，智能藍牙手環便是其中熱門方向之一。根據Canalys數據顯示，2022年Q2全球可穿戴腕帶的出貨量達到4170萬臺，其中中國市場銷量全球第一?！　?　　智能藍牙手環具有血壓、血糖、心率等方面的健康檢測功能，迎合當前的健康管理需求，幫助用戶記錄日常生活中的鍛煉、睡眠、飲食等實時數據，并通過數據分析合理指導健康生活。制造商在設計和開發智能藍牙手環時會綜合考慮便攜性、易用性、測量精度、穩定性、成本、續航等因素?！　♂槍ι鲜鍪袌鲂枨?，極海半導體推出GW3323智能藍牙手環應用方案，實現一顆芯片搞定“無線連接”與“算法處理”雙重需求，助力產品應用創新，提升市場競爭力?！　W3323智能藍牙手環方案介紹　　該方案支持低功耗藍牙5.2和經典藍牙SPP雙模通訊協議，可實現更大程度的兼容性與更多藍牙設備的互通互聯;內置高性能2.4GHz射頻收發機，恒流充電電流達0.2A，具有更高集成度、更強連接性、更低功耗，有助于降低智能藍牙手環生產成本，提升傳輸性能，拓展更多應用功能?！　、?采用GW3323雙模藍牙5.2無線MCU;　?、?外接高精度 6軸傳感器，支持精確計步和運動算法，支持久坐提醒功能;　?、?支持手機信息提醒和抬手顯示功能;　?、?外接 AFE 可以采集心率和睡眠監測功能;　?、?超低功耗，支持14天超長待機;　?、?SPI彩屏顯示UI?！　?　　雙模藍牙5.2無線MCU GW3323性能優勢　?、?基于32位高性能RISC-V內核　?、?工作主頻160 MHz、1MB Flash 、256KB SRAM;　?、?支持OTA、DSP指令及TWS通信　?、?在 2Mbit/s EDR 下接收靈敏度-94dBm，最大發射功率+9dBm;　?、?支持AAC、mSBC高質量解碼　?、?內置帶有Charger/Buck/LDO 在內的電源管理單元 PMU;　?、?內置全速 USB 2.0 主機/設備控制器;　?、?集成USART*3、SPI*2、I2C、 PWM*9、SDIO等通信外設?！　? 　　智能可穿戴市場正在向設備新型化、產品形態多樣化及商業普及化方向發展，消費需求升級也進一步推動智能可穿戴設備的加速升級迭代，相信智能手環也將迎來一輪新的市場需求。
    2022-11-01 19次
    鋰電擴產熱潮下，AD8452的集成化解決方案
      在全球“碳中和”的大背景下，隨著新能源汽車帶來的動力電池需求爆發，以及風電與光電擴產帶來的儲能需求激增，世界各地掀起了大規模的電動化浪潮，鋰電池作為新能源汽車和儲能的主要能量儲備載體，可以說掌握了新能源行業發展的“命脈”。   自今年以來，全球鋰電池產業鏈的投資熱度持續高漲。據國際能源網/儲能頭條不完全統計，僅國內2022年前三季度各個鋰電池企業投資擴產項目多達97個，投資金額累計超4609.07億元，新增裝機規模超726GWh!   產業擴產熱潮背后，是鋰電制造設備行業的大好機遇。隨著產業鏈走向高精度化，高效率、低能耗的設備備受歡迎，制造工藝鏈末端的兩大重要工序尤其是重中之重——電池分容與化成設備。        “畫龍點睛”的關鍵兩個步驟，避免耗時費力的分容化成很關鍵   分容化成是鋰電池制造過程的關鍵，二者都是通過對電池進行精密控制的充放電過程來達到目的。前者起到的是一個“激活”的作用，使得電池開始具有儲存和釋放電能的能力;后者是把具有相似特性的電池進行分選，這樣才可以提高成品電池的一致性。電池的性能一致性對于車用動力電池包的性能至關重要。        鋰電池分容與化成占到了鋰電池生產制造過程成本的20~30%。電池化成和測試是一個耗時的過程，涉及多次充電和放電以激活電池的化學性質，時間可長達兩天。這個必要的過程使得電池可以被投入實際使用，且對于確保電池的可靠性和質量至關重要。這個過程極其緩慢，因此是阻礙電池制造提高產量從而降低電池生產總成本的重要瓶頸之一。為了降低電池成本，制造商需要統籌兼顧，首先利用供應商的系統級專業知識來減少整體電池測試電路面積大小，同時增加通道的數量。需要注意的是，兩者必須同時保持電池化成和測試測量的準確性、精確性、可靠性和速度，確保滿足安全、性能和可靠性要求。這并不容易做到。      鋰離子電池制造環境一角      ADI 創新為電池化成和測試設備制造商帶來可度量的結果     基于AD8452的集成化解決方案   高精度、小尺寸、低成本ADI將模擬前端、功率控制和監控電路集成在單個IC AD8452中，允許電池制造商將更多的功能整合到測試系統中，提高了通道密度，比一些市場的離散解決方案尺寸小四倍，更有效地利用工廠的空間。AD8452可以提供包括電池反向電流預防功能、過壓保護開關和防止電池充電過度的智能控制功能，減少50%的系統占用空間。這套功能允許電池制造商將更多的功能整合到測試系統中，同時更有效地利用工廠的空間。此外，它們還允許制造商設計具有更多功能和更可靠測試過程的系統。   ADI擁有業界先進的儀表放大器技術，通過把高性能儀表放大器/差分放大器與增益設置電阻網絡一起集成到芯片中，AD8452提供了高水準的電流電壓測量精度(依據具體設計方法，最多可達0.01%精度)，高可靠性，高效率的單芯片方案，同時減少了所需器件數量和電路板布板面積。每片AD8452既可以單獨控制最多30A的充放電流，也可以多片并聯，來控制更大的輸出電流。   此外，充放電過程中的電流電壓控制精度很大程度上決定了對于鋰電池一致性控制的可靠性。與此同時，ADI也擁有獨特的電流檢流器標定和校準技術。從多個維度來全面改善鋰電池一致性控制能力的水準。對于與ADI在AD8452上達成戰略性合作意向的客戶，ADI會分享這一類技術，共同提高系統的精度和可靠性。        AD8452電池分容化成解決方案   高精度、檢測與監測功能，延長電池壽命與提高制造安全很關鍵。無論是使用中還是制造中，電池的安全可靠性至關重要。電池的化成和測試需要密切監測電池循環期間使用的電流和電壓分布，以防止充電過度和充電不足。這既確保了測試期間的安全性，又較大限度地延長了電池使用壽命，從而大幅降低最終用戶的總擁有成本。此外，AD8452所采用的開關技術可在放電時回收電池的能量，精度高達傳統開關解決方案的10倍。更高的精度意味著電池包內可以放更多的電芯，這有助于延長電動汽車等應用的電池壽命。值得一提的是，AD8452還兼具更為出色的檢測和監控功能，能夠有效防止可能導致電池故障的過度充電和充電不足行為，從而提高制造過程的安全性。      雙AD8452錯相并聯60A解決方案如上文提到，鋰電池分容與化成占到了鋰電池生產制造過程成本的20~30%，鋰電池生產者迫切期待能夠在這一領域降在保證安全的前提下低成本提高能效。降低電池成本的難點在于它涉及整個制造過程?；诟呔鹊膯涡酒珹D8452解決方案可以在多個維度降低制造成本：更高的精度可以減少校準周期時間和次數，進一步增加正常運行時間;更高的開關頻率簡化了設計并使用小體積的電子元件，所以能進一步降低系統成本;這個方案還可以把通道并聯使用以輸出更大的電流，且操作非常簡便;控制操作均可在模擬域中完成，無需開發復雜的算法，因而該方法還可最大程度降低軟件開發成本;最后，能量回收功能，加上超高的系統效率，有利于大幅降低持續運營成本。AD8452為充電/放電板節省高達50%的物料清單(BoM)成本，系統成本可節約20%左右。     高功效比電池化成   解決新能源先鋒的低碳焦慮長時間、大批量的電池充放電，本身產生巨大的能耗，通過使用先進的開關電源架構，測試系統可以通過與電網進行雙向能量交換來較大限度地減少功耗。高效的功率轉換也減少了對熱管理設備的需求，熱管理設備會增加系統的總體成本和功耗。最終的結果就是減少了能源的浪費和制造成本。與電池放電至阻性負載的傳統架構相比，基于AD8452構建的分容化成系統可以在每個電池通道都可能處于充電模式，從直流總線吸收能量，或者處于放電狀態，將能量推回直流總線。(為解決推進直流總線的電能超過充電通道消耗的電流，導致總線電壓增加有可能損壞部分組件，基于雙向AC-DC轉換器通過將電能推回交流電網解決了上述難題，見下圖)。在運行過程中，設備功效比可達92%，可有效降低電池制造成本，節省設備運行時間。      帶電池芯間能量回收功能的電池測試系統     帶交流市電能量回收功能的電池測試系統     壓縮設計周期   從五六個月到四五周基于AD8452的系統解決方案有效地減少了所需使用的器件數量，簡化了設計過程與生產測試流程，這極大地減少了客戶從開始設計到完成產品推向市場的時間。同時因為繼承了高性能放大器和增益電阻網絡，使得達成高測量精度變得簡單易行。對電流和電壓測量，ADI可以提供極度精密的性能，我們提供了可以立即投產的參考解決方案，幫助解決了許多系統級設計挑戰，客戶可以用無論是線性組件、電源組件還是ASSP，以及我們參考設計中系統設計的專業知識，獲得一個完整的系統設計，只需要四到五周就可以投產，而過去可能需要六個月的時間。  
    2022-10-31 19次
    極海半導體APM32 MCU助力新型工業4.0發展方案
    　　工業4.0作為一場制造、產品及服務趨于智能化的技術革命，正在深刻改變傳統工業形態。越來越多的高度集成器件參與到工業設備運行中?，F代工業離不開具有計算、處理與控制能力的MCU，因其可在有限的空間及電力條件下應用于多種場景，如顯示控制、動作控制、實時決策、能量轉換等操作都需要MCU來實現。工業級MCU應用場景范圍十分廣泛，并對使用壽命、溫度、濕度、電磁輻射等有著嚴格的品質要求。極海半導體長期深耕中高端工控市場，本期就以絕對值編碼器、高性能伺服驅動器及變頻器方案為例，詳細介紹極海半導體32位APM32位工業級MCU在工控領域的出色表現。 智能型絕對值編碼器前景可期　　隨著工業自動化的快速發展，國產編碼器技術也不斷成熟，絕對值編碼器作為運動控制反饋位置回路的關鍵裝置，能將機械運動轉換為電信號，提供位置、旋轉軸速度、加速度、距離和運動方向等數據，已廣泛應用于工業自動化設備、過程控制、工業機器人、醫療設備、精密檢測設備等領域中?！　碗s的工作環境要求絕對值編碼器性能表現優良、長期穩定可靠且耐用，使用MCU開發編碼器可靈活設置絕對值編碼器分辨率，提高位置精度，大大提升編碼器的智能化水平。 根據應用需求、使用環境及成本考量，極海半導體可提供2種絕對值編碼器方案：　　1. 主要應用于光電式和磁電式絕對值編碼器　　在該方案中，APM32F103工業級MCU主要用于讀取單圈位置、監測電壓、計算圈數、實現編碼器協議等功能，需要配合編碼器單圈芯片使用?！　? 方案1：MCU不做位置解算 　　2. 主要應用于光電式絕對值編碼器　　在該方案中，APM32F103工業級MCU主要負責采集光/磁傳感器輸出的正余弦模擬信號、監測電壓、計算圈數、實現編碼器協議等功能?！　? 方案2：MCU做位置解算　　APM32絕對值編碼器方案　　? 采用APM32F103工業級主流型MCU，基于Arm? Cortex?-M3內核　　? 主頻96MHz，Flash 16~512KB，SRAM 6~128KB　　? 2個12位高精度ADC，支持16個輸入通道，實現高精度動態實時采樣　　? 2個SPI(最大通信速度18Mbit/s)，可快速讀寫編碼器單圈芯片數據　　? 3 個USART，其中USART1通信速率4.5Mbit/s，可實現高速可靠的編碼器通信協議　　? Flash頁(1KB)擦除時間≤1.51ms，可替代片外EEPROM讀寫編碼器寄存數據　　? 已通過IEC 61508 SIL3功能安全認證，符合工業高可靠性標準　　兼具高功率密度、低成本的　　一體化高性能伺服驅動器平臺　　伺服驅動器是現代運動控制的重要組成部分，主要通過位置、速度和力矩三種方式對伺服電機進行控制，實現高精度的傳動系統定位，是傳動技術的高端產品，被廣泛應用于工業機器人、數控機床等自動化設備中?！　O海半導體高性能伺服驅動器平臺，支持多種先進算法，包括諧振抑制、機械參數辨識、自適應陷波器、分數階控制、PWM更新等;具備優異的業內性能表現，電流環帶寬高達4KHz，速度環帶寬大于800Hz;內置百兆EtherCAT，支持高同步周期、低時鐘抖動;采用APM32F407+FPGA+IPM 架構，具有強大的二次開發和靈活的拓展空間;支持不同功能的程序分層，明確清晰，易于封裝、協同開發和維護?！　PM32高性能伺服驅動器方案　　? 采用APM32F407工業級高性能MCU，基于Arm? Cortex?-M4內核　　? 主頻168MHz，Flash 1MB，SRAM 192+4KB，SDRAM 2MB(可選)　　? 采用CAN總線實現電機控制指令傳輸　　? 配套上位機調參軟件，方便調節參數　　? 內置EMMC接口滿足與外圍FPGA高效通信應用　　? 豐富外圍器件，支持電機/驅動器/減速機一體化設計，功率密度高? 采用磁性編碼器實現位置反饋，更具抗震、耐腐蝕、高可靠性，結構更簡單 　　APM32F407　　在伺服驅動器平臺中作為主站MCU的作用　　? 開關檢測，作為人機交互接口，控制伺服電機啟?！　? 計算生成伺服驅動器的位置給定，如低速/高速、正轉/反轉的正弦波和斜坡位置　　? 擔任EtherCAT通信主站，檢測從站數量、生成數據幀并通過網口傳輸出去? 作為串口通信，在調試時發送部分過程數據，方便數據分析及輔助調試 　　助力電機降耗節能的變頻器　　變頻器是應用變頻技術與微電子技術，通過改變電機工作電源頻率方式來控制交流電動機的電力控制設備。在風機、水泵、中央空調等負載設備上使用變頻調速裝置有助于降低轉速、減少能耗;同時變頻器還可應用于傳送、起重、擠壓和機床等各種機械設備控制領域，有利于提高工藝水平和產品質量，減少設備的沖擊和噪聲，延長設備的使用壽命。隨著工業自動化程度的不斷提高，變頻器也得到廣泛應用，極海半導體變頻器方案可根據電機實際情況提供所需電源電壓，進而達到節能、調速的目的。 　　APM32變頻器應用方案　　? 采用APM32F407工業級高性能MCU，基于Arm? Cortex?-M4內核　　? 主頻168MHz，可超頻至240MHz，高效運算處理能力　　? 支持外部存儲器擴展EMMC　　? 支持PWM輸出和死區保護　　? 支持矢量控制、V/F控制　　? 高速GPIO處理響應速度　　? 3個12位高精度ADC，提高變頻器響應速度，精準控制轉矩　　? 3個12位高精度ADC快速的轉換速率，提高變頻器響應速度　　隨著工業智能化、數字化發展，工業應用場景越來越復雜化，這就要求工業設備系統設計更具高效性、穩定性、安全性。極海半導體長期聚焦于工業領域，逐步形成了市場與技術的自身優勢，并與合作伙伴在工業應用方案及驗證方面實現了充分合作?！　∧壳皹O海半導體32位APM32工業級MCU已在智能電網、光伏逆變器、充電樁、電梯控制、儀器儀表、工業打印機等領域得到了廣泛應用并保持快速增長態勢。 
    2022-10-29 22次
    安森美AR0147AT系列Hayabusa傳感器，為摩托車騎行者提供先進的安全方案
    　　領先于智能電源和智能感知技術的安森美(onsemi，美國納斯達克股票代號：ON)，宣布與以色列的Ride Vision合作，為摩托車騎行者開發先進的安全方案。Ride Vision面向摩托車的領先行業的避撞技術(以下簡稱“CAT”)把機器視覺與人工智能(AI)相結合，并基于安森美的AR0147AT車規級圖像傳感器捕獲的高動態范圍數據而工作。CAT及時警告騎行者關于道路上即將發生的危險，避免了很高比例的交通事故，有助于挽救生命?！　? 　　每個系統中都使用了兩個含AR0147AT圖像傳感器的攝像頭，分別裝在摩托車的前部和后部。攝像頭捕獲高質量的圖像，并將其傳輸到一個小的車載處理單元，該處理單元使用Ride Vision針對雙輪和三輪車專有的、獨特的算法，為騎行者實時提供360度無盲區的碰撞警告?！　ide Vision創始人兼首席執行官(CEO)Uri Lavi說：“　　我們對這合作成果將有助于提高所有騎行者的道路交通安全感到興奮。我們把安森美的高動態范圍傳感器系列與我們自己的技術相結合，可為摩托車騎行者提供最高的安全水平?！　　爆F代先進駕駛輔助系統(ADAS)已在汽車上使用了幾十年，世界各地的各個監管機構已出臺法規，強制使用以安全為導向的技術，旨在減少汽車駕駛員的死亡。但這些法規并沒有對摩托車用戶實施，而摩托車用戶每年的死亡人數比駕車者多。安森美汽車感知業務副總裁兼總經理Chris Adams說：“　　摩托車和騎行者與其他駕車者在同樣的交通和天氣條件下行駛，但是一直以來并未有同等水平的安全機制為其提供保護。我們與Ride Vision公司合作開發這先進的安全方案，改變了這種狀況，為摩托車提供了與乘用車相同的高性能、高動態范圍的圖像傳感器。保持所有道路行駛者的安全是最終實現 ‘零事故愿景’最重要的事情?！　　盧ide Vision的用戶可以在個人應用程序中自定義他們希望收到的警告級別，并可訪問他們所有騎行的三小時連續循環視頻，從而有利于保險索賠和休閑。Ride Vision是目前唯一為雙輪和三輪車設計的商用先進騎士輔助系統(ARAS)，并已在全球特定市場掀起熱潮，包括以色列、澳大利亞、德國、瑞士、奧地利，且即將進入美國。AR0147AT是安森美的Hayabusa傳感器系列的成員之一，具有可擴展的分辨率和高動態范圍，帶有減少LED閃爍(LFM)功能，已量產。 
    2022-10-28 32次
    亞德諾MAX25608賦能高亮度矩陣式LED
    　　 　　對于汽車制造商來說，照明是一個越來越重要的差異化設計元素，作為汽車“長相”與主動安全直接相關的前照燈是最重要的。近年來，前照燈也從最初的鹵素燈發展到氙氣前照燈，然后到現在LED大燈和矩陣式LED特別是大燈LED光源燈的大規模普及，顯著提高了汽車的整體照明效果。曾經只配備了頂級豪華車的矩陣LED燈，也逐漸進入普通人的家用車型。  　　矩陣式LED取代傳統汽車前燈實現智能照明　　開夜車的朋友大概都有過被遠光晃到懷疑人生的經歷。LED從整車設計來看，前燈的出現。LED前燈有多個獨立LED照明元件支持單獨切換和調整亮度。當遇到車輛或遇到行人時，燈會根據傳感器的信息獨立決定自動關閉燈體的哪一部分，以防止對方眼花繚亂，顯著提高主動安全性能。此外，矩陣LED前照燈設計也為智能功能帶來了條件，如隨動轉向和自來水前照燈。它可以與其他智能系統配合，準確照亮前方道路，完成對照明區域的精確控制?！　∷^矩陣LED前燈，就是把LED矩陣分區管理光源。每個矩陣都由車載計算機控制LED光源亮度、開/關等。LED與車燈相比，矩陣LED燈光對燈源的控制可以細化到指定的燈珠上，而普通燈源對燈源的控制可以細化到指定的燈珠上LED前燈只能對整組LED控制燈珠，功能和擴展性不如矩陣LED前燈。 　　12開關高亮度LED矩陣管理器讓照明升級　　●簡化設計，靈活控制　　LED前燈設計中的常見挑戰是矩陣照明和動畫照明需要額外的組件，具有軟件復雜和缺乏靈活性的問題。MAX25608是ADI推出用于汽車照明應用的12開關矩陣管理器IC，高達1.6A的LED電流，配置靈活的發光二極管，具有可編程的 12 位PWM調光功能，可以滿足各種靈活的照明場景設置，可擴展的配置允許以菊花鏈方式連接多個器件?！　? 　　亞德諾MAX25608賦能高亮度矩陣式LED，MAX25608內部集成了12個開關陣列，采用12個獨立控制的n溝道 MOSFET開關，額定電壓為14V，導通電阻為0.06Ω。單個電流源可用于為所有串聯的 LED供電，通過打開和關閉每個 LED上的旁路開關，可以對各個LED進行調光。這些器件還可以在雙串LED應用中進行配置，每串串聯六個開關，每個開關可以串聯在一個、兩個或三個 LED 上。MAX25608還包括一個內部電荷泵，為 LED 旁路開關的柵極驅動供電?！　?）串行接口(UART)，實現靈活通信　　MAX25608支持多路串行接口(UART)用于串行通信，可用于全雙工應用或半雙工應用，如CAN收發器，支持多達16個器件的尋址。每個開關都可以通過串行接口完全打開、完全關閉或調光?！　　窀呖煽啃?，更強EMC特性　　作為車用方案，可靠性特別重要，MAX25608通過了AEC-Q100認證，同時多個關鍵特性進一步提高可靠性，包括不僅可以通過打開內部電荷泵時鐘振蕩器來獲得更低的EMI，也可實現可編程壓擺率控制，用于降低電磁干擾NTC溫度監測。MAX25608還提供LED開路保護功能，每個開關上都可以進行開路和短路檢測，通過串行接口對開路和短路 LED故障進行報告等等?！　? MAX25608可用于矩陣照明、自適應駕駛，光束和動畫照明 　　靈活管理的動畫照明令汽車別具風格　　MAX25608可用于矩陣照明、自適應駕駛，光束和動畫照明。當今越來越多的汽車采用了動畫照明，令新車別具風格，彰顯個性特色。動畫照明炫目的光效相當復雜，需要使用更多個LED，且每個LED都需要單獨控制。MAX25608為汽車LED矩陣動畫照明管理提供了便捷的方案?！　? 　　靈活、高效、可靠、藝術性……　　多維發展的現代汽車照明設計趨勢　　權威部門的市場研究表明，提高安全性和品牌效應LED接受汽車燈平臺的兩個主要因素。作為其獨特品牌標識的一部分，OEM廠商正在為LED矩陣照明設計引入了先進的安全管理技術，如無眩光遠光?，F在汽車越來越大，功能越來越先進，駕駛速度越來越快，所以我們需要選擇更時尚、優雅、清潔、安全可靠LED為了減少照明方案，CO在排放的同時，10倍于傳統照明的反應速度，并保證10000小時的使用壽命?！　‰S著汽車電氣化，智能化的趨勢越來越明顯，照明已經成為當今和未來汽車設計中越來越重要的一個特征。LED照明的特點是靈活、高效、可靠，更考慮個性化、藝術效果，在汽車中應用了許多不同的方式，如遠光燈和近光燈、日間驅動燈、顯示燈、制動燈、儀表板顯示和其他類型的內外照明。在這些設計中，它們應該是準確、高效和可靠的LED矩陣的LED管理器。 
    2022-10-28 21次
    LT8636實現高效率、高開關頻率和低EMI的緊湊型高性能電源
    　　嚴苛的汽車和工業環境中的噪聲敏感型應用需要適用于狹小空間的低噪聲、高效率降壓穩壓器。通常會選擇內置MOSFET功率開關的單片式降壓穩壓器，與傳統控制器IC和外部MOSFET相比，這種整體解決方案的尺寸相對較小?？稍诟哳l率(遠高于AM頻段的2 MHz范圍內)下工作的單片式穩壓器也有助于減小外部元件的尺寸?！　〈送?，如果穩壓器的最小導通時間 (TON)較低，則無需中間穩壓，可直接在較高的電壓軌上工作，從而節約空間并降低復雜性。減少最小導通時間需要快速開關邊沿和最小死區時間控制，以有效減少開關損耗并支持高開關頻率操作?！　×硪环N節約空間的方式是減少所需的組件數，以滿足電磁干擾(EMI)標準和散熱要求。遺憾的是，在很多情況下，簡單地縮減轉換器尺寸難以滿足這些需求。本文介紹的先進解決方案可節約空間，同時可實現低EMI和出色的散熱性能?！　∵x擇開關模式電源轉換器是由于其效率高，尤其是在高降壓比下，但需要權衡開關操作產生的EMI因素。在降壓轉換器中，開關中的快速電流變化(高di/dt)和熱回路中寄生電感導致的開關振鈴會產生EMI。EMI只是系統設計工程師在嘗試設計緊湊型高性能電源時必須考慮的參數之一。許多關鍵設計約束通常相互沖突，需要在設計限制和上市時間方面做出重大妥協。 　　提高EMI性能　　要減少降壓轉換器中的EMI，必須盡量減少熱回路的輻射效應，并使源極信號最小。有多種方式可減少輻射EMI，但其中很多也會同時降低穩壓器的性能?！　±?，在典型的分立式FET降壓穩壓器中，通過外部柵極電阻、升壓電阻或緩沖器來降低開關邊沿的速度，以減少EMI，這也是符合汽車工業嚴格的輻射排放標準的最后一種解救方法。這樣快速解決EMI問題均以損失性能為代價;例如效率降低、組件數目增多，解決方案尺寸加大。開關邊沿速度慢則會增加開關損耗和占空比損失。轉換器必須在較低的頻率下工作(例如，400 kHz)才能獲得令人滿意的效率，并通過強制性電磁輻射EMI測試。圖1顯示了分別具有快開關邊沿和慢開關邊沿的典型開關節點電壓波形。如圖所示，開關邊沿速度明顯變慢，導致開關損耗增加，最小占空比或降壓比顯著增加，更不用說對性能產生的其他負面影響?！　〗档烷_關頻率也會增加轉換器電感、輸出電容和輸入電容的物理尺寸。同時，需要使用一個大尺寸π濾波器以通過傳導輻射測試。隨著開關頻率降低，濾波器中的電感L和電容C需相應增大。在低壓線路滿載條件下，電感電流額定值應大于最大輸入電流。因此，前端需要使用一個大尺寸電感和多個電容以符合嚴格的EMI標準?！　±?，在400 kHz(而不是2 MHz)開關頻率下，除了增加電感和電容的尺寸外，EMI濾波器中的電感和電容也必須相對較大，才能達到汽車應用中的傳導EMI標準要求。其中一個原因是它們不僅必須衰減400 kHz的開關基頻，還必須衰減高達1.8 MHz的所有諧波。工作頻率為2 MHz的穩壓器就沒有這個問題。圖2為2 MHz解決方案和400 kHz解決方案的尺寸對比?！　∑帘慰赡苁菧p少電磁輻射的最后一種補救方式，但屏蔽需要占用空間，而應用可能無法提供，并且需要進行額外的機械設計和測試迭代?！　楸荛_AM頻率帶寬并保持較小的解決方案尺寸，汽車應用首選2 MHz或更高的開關頻率。避免AM頻段后，就只有確保將高頻噪聲(也稱為諧波)和開關振鈴降至最低的問題。遺憾的是，高頻開關通常 會導致電磁輻射從30 MHz增加到1 GHz?！　∮行╅_關穩壓器具有快速干凈的開關邊沿，可減少EMI，如ADI Power 系列中的Silent Switcher?器件。我們先來看看其他一些有用的功能?！　? 圖1.慢開關邊沿意味著除了占空比損耗之外，還存在大量開關損耗　　  圖2.2 MHz解決方案與400 kHz解決方案尺寸對比　　展頻(SSFM)是一項在已知范圍內使系統時鐘抖動的技術，由此將EMI能量分布在頻域上。雖然普通開關電源所選的開關頻率通常會在AM頻段之外(530 kHz至1.8 MHz)，但在AM頻段內，未經調制的開關諧波仍可能不符合嚴格的汽車EMI要求。添加SSFM功能可明顯減少AM頻段內及其他區域中的EMI?！　? 圖3.展頻模式下的超低EMI LT8636 5 V/5 A降壓轉換器，峰值電流為7 A，工作電壓5.7 V至42 V　　圖3顯示了一個超低EMI且高效率的12 V至5 V/5 A轉換器，其使用LT8636Silent Switcher單片式降壓穩壓器在2 MHz開關頻率下工作。圖4顯示了測試演示電路在14 V輸入和5 V、5 A輸出時的傳導和輻射EMI性能。在前端，小電感和陶瓷電容有助于濾除傳導噪聲，而鐵氧體磁珠和陶瓷電容有助于減少輻射噪聲。兩個小陶瓷電容放在輸入和接地引腳上，將熱回路面積減至最小，同時分離熱回路，幫助消除高頻噪聲?！　楦倪MEMI性能，電路設置為在展頻模式下工作：SYNC/MODE = INTVCC。使用三角頻率調制來調節開關頻率，調節范圍為RT設置的值到比該值約高20%，即LT8636設為2 MHz時，在3 kHz速率下，頻率將在2 MHz至2.4 MHz之間變化?！　膫鲗MI頻譜可以明顯看出，峰值諧波能量被分散開來，從而降低了任何特定頻率的峰值幅度—由于擴頻功能，噪聲至少減少了20 dBμV/m。從輻射EMI頻譜也可以明顯看出，展頻模式也可以減少輻射EMI。該電路符合嚴苛的汽車級CISPR 25 Class 5輻射EMI要求，僅需在輸入側使用簡單的EMI濾波器?！　? 圖4.具有和沒有展頻模式的CISPR 25電磁輻射EMI　　整個負載范圍內的高效率　　汽車應用中的電子器件數量只增不減，大多數器件的每次設計迭代都需要更多的電源電流。有源負載電流如此高，重載效率和適當的熱管理就成為首要考慮因素，可靠的運行取決于散熱管理，不受控制產生熱量可能會導致代價高昂的設計問題?！　∠到y設計人員也關注輕載效率，由于電池使用壽命主要取決于輕載或空載時的靜態電流，因此輕載效率和重載效率一樣重要。必須在硅芯片和系統級設計中權衡滿載效率、空載靜態電流和輕載效率?！　榱嗽跐M載時達到高效率，應最小化FET(特別是底部FET)的RDS(ON)，這看起來很簡單。但是，具有低RDS(ON) 的晶體管的電容通常相對較高，開關和柵極驅動損耗隨之增加，也會增加裸片尺寸和成本。相反，LT8636單片式穩壓器具有很低的MOSFET傳導電阻，在滿載條件下的效率很高。LT8636在靜止空氣中的最大輸出電流為5 A連續電流和7 A峰值電流，沒有任何額外的散熱器，從而簡化了可靠的設計?！　榱颂岣咻p載效率，在低紋波Burst Mode?(突發工作模式)下工作的穩壓器將輸入電容充電至所需的輸出電壓，同時最小化輸入靜態電流和輸出電壓紋波。在突發工作模式下，電流以短脈沖的形式傳遞到輸出電容，然后進入相對較長的休眠期，在此期間，大多數控制(邏輯)電路關閉?！　榱颂岣咻p載效率，可選用更大值的電感，因為在短脈沖期間可向輸出傳遞更多能量，降壓穩壓器也可在每個脈沖之間的休眠模式下保持更長時間。通過盡可能延長脈沖之間的時間，盡量減少每個短脈沖的開關損耗，單片式降壓轉換器靜態電流可在單片式穩壓器(如LT8636)中達到2.5 μA。而市場上的典型部件為幾十甚至幾百μA?！　D5顯示使用LT8636的汽車應用由12 V輸入提供3.8 V/5 A輸出的高效率解決方案。電路在400 kHz下運行可達到高效率，并使用XAL7050-103 10 μH電感。在低至4 mA和高至5 A的負載下，可保持90%以上的效率。峰值效率在1 A時為96%?！　? 圖5.采用XAL7050-103電感的12 V至3.8 V/5 A解決方案的效率(fSW = 400 kHz)　　圖6顯示該解決方案1 μA至5 A時的效率。內部穩壓器由5 V輸出通過BIAS引腳供電，以盡可能降低功耗。峰值效率達到95%;由13.5 V輸入提供5 V輸出的滿載效率為92%。對于5 V應用低至30 mA的負載，輕載效率保持在89%或以上。轉換器在2 MHz下運行，測試用電感為XEL6060-222，以優化相對緊湊型解決方案中的重載和輕載效率。使用更大的電感，可將輕載效率進一步提高到90%以上。反饋電阻分壓器中的電流以負載電流形式出現在輸出端時降至最低。.　　  圖6.使用XEL6060-222電感和LT8636的13.5 V至5 V和3.3 V解決方案的效率(fSW= 2 MHz)　　圖7顯示該解決方案在4 A恒定負載和4 A脈沖負載(共8 A脈沖負載)以及10%占空比(2.5 ms)下的熱性能 — 靜止空氣環境室溫下，13.5 V輸入。即使在40 W脈沖功率和2 MHz開關頻率下，LT8636外殼溫度都保持低于40°C，使得電路在沒有風扇或散熱器的情況下也能短時間內以高達8 A電流安全運行。由于采用增強散熱型封裝技術，并且LT8636在高頻率下具有高效率，因此采用3 mm × 4 mm LQFN封裝可實現這一目標?！　? 　　  圖7.3 mm × 4 mm LT8636在13.5 V至5 V/4 A恒定負載加4 A脈沖負載(10%占空比)下的熱圖顯示溫度上升 　　通過高頻操作縮小解決方案尺寸　　汽車應用中的空間越來越寶貴，因此必須縮小電源尺寸以便置入電路板中。提高電源開關頻率可使用電容和電感等較小的外部組件。此外，如前所述，在汽車應用中，高于2 MHz(或低于400 kHz)的開關頻率可將基頻保持在AM無線電頻段之外。我們來比較一下常用的400 kHz設計和2 MHz設計。在這種情況下，增加五倍開關頻率達到2 MHz會將所需電感和輸出電容減少到400 kHz設計的五分之一。似乎很容易。然而，由于使用高頻解決方案本身就需要進行一些權衡考量，因此即使支持高頻的IC也可能無法在許多應用中使用?！　±?，在高降壓比應用中的高頻操作需要較低的最小導通時間。根據方程VOUT = TON × fSW × VIN，在2 MHz操作頻率下，需要約50 ns的最小開關導通時間(TON)才能通過24 V輸入電壓產生3.3 V輸出電壓。如果電源IC無法實現此低導通時間，則必須跳過脈沖以保持低穩壓輸出 — 實質上無法達到高開關頻率的目的。換言之，等效開關頻率(由于脈沖跳躍)可能在AM頻段。由于最小開關導通時間為30 ns，LT8636允許在2 MHz下直接從高VIN轉換為低VIN to 低 VOUT 。與之相比，許多器件限制為最小>75 ns，這就需要它們在低頻率(400 kHz)下操作，從而實現更高的降壓比以避免跳躍脈沖?！　「唛_關頻率的另一個常見問題是開關損耗趨于增加。與開關相關的損耗包括開關導通損耗、關斷損耗和柵極驅動損耗 — 都與開關頻率近似線性相關?？s短開關導通和關斷時間可改善這些損耗特性。LT8636開關導通和關斷時間很短，不到5 V/ns，可實現最小死區時間和最小二極管時間，從而降低了高頻下的開關損耗。本解決方案中使用的LT8636采用3 mm × 4 mm QFN封裝以及具有集成電源開關的單片式結構，同時提供所有必需的電路功能，共同構成PCB占用空間最小的解決方案。IC下方的大面積裸露接地焊盤通過極低的熱阻(26°C/W)路徑將熱量引導到PCB，從而減少了額外的熱管理需求。此封裝采用FMEA兼容設計。Silent Switcher技術減少了熱回路的PCB面積，因此使用簡單的濾波器即可輕松解決這種高開關頻率下的輻射EMI問題，如圖3所示。 　　結論　　只要精心選擇IC，無需反復權衡考量，就可以生產出適合汽車應用的緊湊型高性能電源。就是說，可以同時實現高效率、高開關頻率和低EMI。為了舉證說明可實現的緊湊型設計，本文中的解決方案選擇使用LT8636，這是一款采用3 mm × 4 mm LQFN封裝的42 V、5 A連續/7 A峰值單片式降壓Silent Switcher穩壓器。在此IC中，VIN引腳分離并對稱放置在IC上，從而分離了高頻熱回路，使磁場相互抵消，以抑制電磁輻射EMI。此外，同步設計和快速開關邊沿可提高重載效率，而低紋波突發工作模式對輕載效率有利?！　T8636的3.4 V到42 V輸入范圍和低壓差也適用于汽車應用，使其能夠在汽車啟動或負載突降情況下工作。在汽車應用中，系統設計人員在嘗試縮小電源解決方案尺寸時往往會面對很多權衡考量，但采用本文中的設計，設計人員無需權衡即可實現所有性能目標。 
    2022-10-13 14次
    使用低靜態電流血糖監測儀準確測量
    　　現在不需要去看醫生就可以檢查生命體征，一方面是因為血糖監測儀等設備的尺寸越來越小，可以放在掌心上，而且功耗越來越低。為了給用戶提供反應靈敏的生命體征測量設備，血糖監測儀不斷向功耗更低且電池壽命更長的趨勢發展?！　? 　　血糖監測儀是一種功耗超低的設備，并試圖將靜態電流 (Iq) 降到盡可能低的限值，因為它們必須能夠使用同一塊電池(通常是輕巧的 3V 紐扣電池)進行至少 1,000 次測試。由于血糖監測儀開始需要更多的 Bluetooth? 以及其他無線連接(如圖 1 所示)，要實現電池壽命足以支持 1,000 次測試已然成為一個問題。這是因為無線連接數量的增加反過來又增加了功耗、降低了電池壽命，因此需要多塊紐扣電池 (220mAh) 甚至 AAA 電池 (1,000mAh)，這導致設備的尺寸和重量都有所增加?！　? 圖 1：血糖檢測儀系統圖 　　解鎖更高精度隨著系統功耗降低，保持高精度可能成為一項挑戰，必須確保系統精度保持在較高水平;提高精度的一種方法是使用外部電壓基準。外部電壓基準通常是實用的，因為有多項技術(例如模數轉換器的過采樣技術)對基準電壓的要求遠高于典型內部電壓基準所能達到的水平，包括提高初始精度、降低溫度系數、降低噪聲，甚至是不同的電壓基準電平。此類要求通常難以在低功耗應用中實現，但 REF35 電壓基準在低功耗方面具有出色的規格。它在 μA 以下的基準電平下具有高精度 (0.05%)、低溫度系數 (12ppm/°C) 和 3.3ppm 峰峰值最低噪聲。 　　低 Iq 電壓基準　　REF35 是一種具有超低功耗的精密電壓基準。REF35 系列的最大優勢在于其典型值 650nA 的低電源電流規格，以及在運行狀態時可為 ADC 或數模轉換器 (DAC) 拉出和灌入分別高達 10mA 和 5mA 的電流。這樣一來，REF35 在系統采樣時對整體系統功耗的影響就微乎其微了，如圖 2 所示?！　? 圖 2：總功耗開銷示例(估計百分百) REF35 系列還提供在 1.024V 和5V 之間的寬電壓范圍選項，對采用紐扣電池的應用大有裨益。由于輸出電壓范圍寬，您可選擇適當的電壓基準來更好地利用完整的滿量程信號，從而靈活使用 ADC。更高的輸出電壓也支持您靈活地為超低功耗 ADC 供電，如使用 AVDD 作為電壓基準的 ADS7042。 　　實現低靜態電流的方式不止一種　　除 REF35 系列外，TI 品類豐富的低功耗電壓基準產品系列還包括多種選項，提供更多降低功耗的方法，其中一個方法是利用 REF3425 的使能功能，限制器件處于運行狀態時的功耗。這是 TI REF3425 的一個特性，該器件是一個高精度電壓基準，可在關斷模式下實現 2.5μA 的 Iq。也可以使用負載開關關閉系統的各個部分來降低 Iq，從而進一步降低血糖監測儀的待機電流。圖 3 顯示了幾種常見的低功耗電壓基準的功耗?！　? 圖 3：幾種 TI 電壓基準的典型 Iq 　　2.90mm×1.5mm SOT23-3 電壓基準　　REF35 也常用于連續采樣的低功耗監測儀，如氣體分析儀、個人輻射檢測儀和煙霧探測器。此類低功耗應用在實現每分鐘連續采樣(多達數百次)的同時，仍能保持較小的電池外形尺寸。例如，由于輻射探測器的工作溫度條件惡劣，REF35 在 –40°C 至 105°C 的溫度范圍內具有 12ppm/°C 的低溫漂，可確保在整個溫度范圍內提供精密基準。此外，REF35 采用小尺寸 2.90mm × 1.5mm DBV 封裝，如圖 4 所示。由于外形尺寸小，您還可以靈活地添加無源器件進行額外噪聲濾除，而且比典型的 SOT23-3 封裝仍要小?！　? 圖 4：采用 SOT-23 6 引腳封裝的 REF35 　　結語：　　通過添加像 REF35 這樣的低功耗電壓基準，就可以提高 ADC 和 DAC 的精度，因此再也不用對低系統功耗和高系統精度進行取舍。無論您面向何種應用進行設計，TI 品類豐富的電壓基準產品系列都能幫助您提高系統精度。 
    2022-10-10 10次
    亞德諾PD42-1243-IOLINK步進電機
    　　亞德諾PD42-1243-IOLINK步進電機，隨著工廠努力提高生產率和降低運營成本，對能夠提高邊緣智能的新技術的需求也在增加。你可能會想，邊緣是什么意思?ADI將邊緣定義為機器與現實世界的融合或互動!　　例如，在工廠自動化領域，提高邊緣智能意味著在一年內降低工廠的生產率。造成這一問題的最大原因是工廠關閉時間或生產線關閉，導致公司虧損。事實上，根據麥肯錫2018年10月發表的一篇文章，工廠生產線每年平均關閉時間為800小時，或每周平均關閉時間為15小時。這對公司的收入和利潤產生了重大影響。例如，當工廠停止生產時，汽車制造商每分鐘損失近2.2萬美元。這意味著每小時損失130萬美元，或每周損失近2000萬美元。增強邊緣智能對生產線有積極影響，提高生產率10%，節約維護成本20%。因此，在工廠環境中，通過防止生產線高成本停工，可以保持邊緣智能的正常運行。雖然增強邊緣智能顯然可以提高生產力，降低運營成本，但真正的問題是什么?作為半導體供應商，我們需要提供支持智能傳感器和執行器的解決方案，配置IO并提供先進的診斷功能。讓我們來看看這四個關鍵要素的重要性，以及它們在增強邊緣智能方面的重要功能。 　　智能傳感器技術　　傳感器無處不在!傳感器廣泛應用于我們的日常生活中。在制造環境中，所有成品都需要一系列傳感器來幫助機器檢測物體，確定與物體的距離，配置物體的顏色和組成，并監測物體或液體的溫度和壓力?！　≌{試新的傳感器來更換損壞的傳感器或改裝設備來制造不同的產品需要大量的人力，而且由于生產率的損失，成本負擔很大。派技術人員到工廠車間更換傳感器，重新校準正確的制造參數，影響工廠吞吐量。如果工廠內的每個傳感器都有相同的維護水平，那么所有生產線的最大成本是更換或重新配置傳感器?！　OLink是一項令人興奮的新技術，允許工廠車間的所有機器進行智能檢測。這種新技術有助于實現靈活的制造，從而提高工廠的吞吐量和運行效率。傳統的數字或模擬傳感器通過與傳感器的雙向信息交換轉換為智能傳感器。該技術提高了遠程調試傳感器的智能性和功能水平，并能隨時調整傳感器參數進行實時響應。目前，工廠自動化機械具有新的智能水平，可根據工廠車間傳感器網絡的運行狀態和狀態動態響應實時運行條件。通過使用智能傳感器網絡提供的大量端到端信息，工廠可以創建工廠車間的映射，為整體人工智能監控解決方案提供更好的實時信息，快速識別制造瓶頸和故障點，提供新思路，優化整個工廠車間的運行效率?！　O-Link技術通過使用協議棧和IO設備描述(IODD)文件的一般物理接口支持傳感器交換，簡化了調試過程，增加了工廠的吞吐量。這樣，技術人員就可以快速調試傳感器，從而減少工廠的停機時間，允許生產線隨時重新配置。隨著公司意識到使用通用接口的好處，即壓力、近距離、溫度等傳感器即插即用，更換非常簡單，IOLink傳感器的利用率不斷提高。Researchandmarkets表示，IO-Link市場可持續發展，預計到2023年，CAGR將從2018年的30億美元增長到120億美元。 　　IOLinkHub和軟件可以配置　　顯然，IOLink技術是一系列新型智能傳感器的驅動因素。此外，IOLink還可以通過IOLinkHub解決方案賦予邊緣智能。這些新的IOLinkHub提供了添加模擬和數字IO擴展通道的簡單方法，并集成電磁閥和電機驅動器等智能執行器?！　OLinkHub以簡單的方式擴展所需的渠道類型和數量，并以簡單的方式擴展所需的渠道類型和數量，以支持事故生產線的重新配置。這些IO擴展中心的解決方案充分利用了IOLink技術的所有優勢，并簡化了添加數字和模擬IO端口的任務。這些新產品允許IOLinkHub調試傳感器，從而減少工廠停機時間。在omronNXR系列IOLink集線器系列中可以看到這些解決方案的例子，聲稱設置和調試時間可以減少90%?！　⊥ㄟ^軟件配置數字和模擬IO解決方案，自動化工程師和技術人員可以輕松調試通用IO端口。這些新軟件可以配置的數字和模擬IO產品可以與IOLink提供的優勢相媲美。它們不僅簡化了工廠的布線工作，而且靈活地將任何數字或模擬IO傳感器或執行器連接到任何未分配的數字和模擬IO端口。該軟件可配置技術，提高工廠車間的成本效益和通道密度。 　　智能執行器　　執行器用于影響和控制工廠車間產品的移動方向和速度。由于所有應用程序都需要一組獨特的運動控制和電機驅動特性，這些智能執行器需要根據其環境進行動態調整，以形成一個完美的機電網絡物理系統。目前，智能執行器可以自動調整其性能參數，以滿足操作環境的需要。這是第一步，使執行器能夠建立對環境的自我意識，并允許系統優化其性能，以最大限度地提高吞吐量或執行器的長期可靠性和運行性能。無論如何，它都會降低運營成本，提高效率?！　∫獙崿F這種智能運動組合，需要整合兩個關鍵要素?！　〉谝粋€關鍵因素是高效模擬驅動技術，實現高壓運行，提供當地環境的運行狀態和狀態，優化電機，實現高效率和更快吞吐量的平衡?！　〉诙€關鍵因素是提供運動控制算法，以支持穩定的運動范圍。這包括在運行過程中檢測電機負載，避免生產線故障，降低功耗?！　∵\動控制算法提供穩定準確的運動，而截斷算法則側重于提高電機的能效。此外，檢測電樞的位置對于了解電機是否移動到正確的位置非常重要。通常，這可以通過磁性檢測霍爾傳感器或一些光學編碼解決方案來完成。以下兩個新示例顯示了下一代智能執行器的價值：PD42-1-1243-IOLINK和最近發布的機械手終端工具(EOAT)夾具參考TMCM-1617-GRIP-REF的設計。這兩種解決方案展示了ADI與Trinamic智能運動、驅動器與IOLink通信技術相結合帶來的強大性能。這些新的智能執行器允許工業自動化工程師通過IOLink通信接口訪問50%以上的配置和性能參數，簡化調試，提高工廠生產力。最后，為了適應運行環境的變化和人工智能技術，可以動態調整這些智能執行器，實現先進的生產力解決方案。根據操作環境塑造執行器性能的能力是智能運動控制的未來。 智能執行器-122-123-IOLINK步進電機和EOAT夾具(TMCM-16-GRIPREF) 　　診斷和實時決　　為了提高基于邊緣的實時決策，提高工廠車間的生產力和運營完整性，不斷提供更豐富的數據集。根據2019年1月發布的一份名為制造市場人工智能的報告，預計到2025年，這些制造業強大的人工智能算法平臺的收入將從2018年的10億美元增加到170億美元以上，或者近50%的CAGR。在此期間，由于智能工廠的快速投資，機器學習有望成為人工智能領域增長最快的部分。該增長背后的驅動力來自機器視覺攝像頭，支持設備網絡生成的大量運行狀態和狀態信息，提供預測分析算法，監控產品質量，評估機器狀態和運行狀態?！　≡絹碓蕉嗟男畔⑼ㄟ^SPI總線和微處理器進行監控和收集。由于攜帶設備溫度狀態、過壓、過流、開路檢測、短路檢測、高溫警告、熱切斷、CRC等關鍵信息，這些IC數據信息的數量繼續翻倍?，F在，如果我們退一步，在工廠車間的各種設備中顯著增加半導體芯片的數量，那么很明顯，工廠車間的診斷地圖可以用來預測、識別和診斷生產線故障?！　≈悄芄S可以利用這些新功能來提高吞吐量和生產力。隨著這些新技術的成熟，下一代人工智能算法將利用這些解決方案生成更高質量的實時數據。因此，這些具有自我意識的新機器將自動實現人工智能生成的解決方案，以保持生產線的正常運行，直到技術人員需要維護或維護。機器時代的自我意識將刺激工業自動化領域的下一個重大事件。 
    2022-09-14 10次
    LT8652S雙通道同步單片式降壓型穩壓器
      LT8652S雙通道同步單片降壓穩壓器EMI，輸入范圍為3V至18V。兩個通道可以同時提供高達8.5A的連續電流，每個通道支持高達12A的負載。它具有峰值電流模式控制功能，最小接通時間僅為20ns，即使在高開關頻率下也能實現高壓降比。在高開關頻率下，快速、清潔、低過沖開關邊緣也能實現高效工作，從而縮小整體解決方案的尺寸。   LT8652S具有低EMI和小解決方案尺寸，很少有解決方案能夠同時滿足這兩點。它采用專有的Silentswitcher，可以最大限度地降低EMI，在高開關頻率下提供高效率。在這種體系結構下，旁路電容集成到封裝中，因此可以通過出廠設置優化高di/dt回路布局。由于解決方案對應用布局不敏感，因此很容易實現優秀的EMI性能。LT8652S一般是一種適用于噪聲敏感應用和環境的整體解決方案。   對于電池供電的應用來說，輕負載和無負載空閑時間的功耗是一個關鍵參數，盡可能減少這種電流會延長電池的電池壽命。許多應用程序大部分時間都是自由的。在burstmode模式下，lt8652s提供超低靜態電流，從而盡可能延長電池的使用壽命。集成頂部和底部n通道MOSFET有助于提高輕載效率。lt8652s還提供強制連續模式，可以通過擴頻操作控制整個輸出負載范圍內的頻率諧波，進一步減少EMI輻射。   LT8652S提供內部和外部補償選項。內部補償可以最大限度地減少外部部件的數量，從而實現更小的解決方案。外部補償通過VC引腳實現，在高開關頻率下實現快速瞬態響應。VC引腳還可以簡化通道之間的均勻流動，從而實現并行單向輸出操作。為了進一步擴展現有功能，CLKOUT和SYNC引腳支持與其他LT8652S同步。LT8652S具有差分輸出電壓檢測功能，以確保在低壓和高電流應用的負載下進行嚴格的輸出電壓調節。 在某些高電流應用中，需要使用輸出電流信息進行遠程測量和診斷。為了防止負載損壞，可能需要根據工作溫度限制或降低最大輸出電流。LT8652SIMON引腳可用于監測和降低負載電流?；谪撦d或電路板溫度的降額電流可以通過在IMON和GND之間連接正溫度系數熱敏電阻來設置。LT8652S可以通過比較IMON引腳電壓和內部1V參考電壓源來有效控制負載或電路板溫度。當IMON降至1V以下時，控制功能無效。     電路描述和功能 圖1顯示了具有2MHz開關頻率的3.6V至18V輸入、3.3V/8A和1.2V/8A的電源。每個通道可以提供最大12A連續負載電流。整個解決方案只需要幾個額外的組件，包括電感和幾個無源組件。圖2顯示圖1中的電路可以達到94%的峰值效率。   圖1基于LT862S的雙輸出12V到3.3V和1.2V同步降壓轉換器，具有超低EMI輻射。   圖2。12V輸入到3.3V/1.2V同步降壓轉換器的效率與負載電流之間的關系。     差分電壓檢測提供嚴格的負載調整   對于高電流應用，每英寸PCB線路都會導致大壓降。這種壓降可能會導致嚴重的問題，因為低電壓和高電流負載需要非常嚴格的輸出電壓。LT8652S提供差輸出電壓檢測功能，允許客戶構建開爾文連接，實現輸出電壓檢測，直接從輸出電容反饋。它可以糾正最大±300mv的輸出接地線路電位。圖3顯示了圖1中兩個通道的負載調整。 圖3.負載調整和CVCC工作性能     開關頻率高，超低EMI輻射，熱性能提高 在許多電子環境中，EMI/EMC的合規性已經成為一個重要的考慮因素。LT8652S采用集成式MOSFET、先進的工藝技術和高達3MHz的工作頻率，可以實現快速、清潔、低過沖開關邊緣，在高開關頻率下也可以實現高效工作，從而縮小整體解決方案的尺寸。LT8652S采用SilentSwitcher2技術和集成環路電容，可以提供高EMI性能，同時減少開關損耗。開關頻率擴頻操作也有助于通過EMI測試。在不考慮電路板布局和布線層因素的情況下，采用集成環路電容。CISPR22和CISPR255級EMI性能。   CISPR22輻射EMI性能圖4.圖1   CISSPR25級輻射EMI性能圖5.圖1     LT8652S是一種易于使用的單片式降壓穩定器，集成功率MOSFET，內置補償電路。它優化了高壓降比、高負載電流和低EMI噪聲要求的應用。該解決方案提供了16μA靜態電流和Burstmode工作模式選項，非常適用于電池供電的降壓轉換器應用，可顯著延長電池壽命。它具有300kHz至3MHz的開關頻率，因此適用于大多數工業和汽車應用。集成MOSFET，再加上可用的3MHz開關頻率，使最終解決方案的尺寸明顯縮小。CISPR22和CISPR25的結果表明，其輻射EMI性能滿足最嚴格的EMI標準要求。最后，LT8652S的Silentswitcher2架構使其性能不受布局變化和更新的影響。   LT852S Silent Switcher®2 架構：  超低EMI可以在任何PCB上實現  消除了PCB布局的敏感性  內部旁路電容器可以減少發射的EMI  展示頻率(SSFM))  每個通道可同步提供8.5ADC電流  任何通道都能提供高達12A的電流  超低靜態電流burstmod  1VIN調節到3.3VOUT時為16(2通道)  輸出波波-1mvp-p  1.2%600mV反饋電壓(帶遠程檢測功能)  輸出電流監測器引腳具有電流限制功能  強制連續模式  CLKOUT，用于高達4相行  在1MHz頻率下，從1VIN提供6A，3.3VOUT輸出，效率為93.6%  在1MHz頻率下，從1VIN提供6A，1.0VOUT輸出，效率為8.6%  20ns快速最短開關接通時間  可調且可同步：30kHz至3MHz  LQFN封裝小型4mm×7mm  AEC-Q100適用于汽車應用的評估正在進行中  
    2022-09-05 12次
    NXP(恩智浦)i.MX 8M應用處理器要添加ISP和機器學習加速器嗎?
           恩智浦敢為人先，敢于引領和創新。恩智浦一直致力于支持i.MX應用處理器的攝像頭模塊接口。恩智浦還實現了CPU、GPU等多個SOC共享資源的機器學習。該功能仍然運行良好(根據應用程序的需要而異)，本文將解釋為什么恩智浦決定升級它，并在i.MX8MPlus中添加圖像信號處理器(ISP)和機器學習(ML)加速器。     機器學習的重要性與日俱增。   云機器學習是支持人們使用智能手機語音助手或智能揚聲器語音助手的關鍵技術。它還支持社交媒體甚至手機分組包含特定人員的照片。但這些用例都依賴于運行在云服務器上的機器學習。   真正的挑戰是邊緣機器學習。I.MX8MPlus等邊緣處理器本地運行所有機器學習推理。ML推理在邊緣運行意味著，即使網絡訪問中斷，應用程序也可以繼續運行——這對于監控或異常檢測等應用程序非常重要，在沒有網絡訪問的偏遠地區運行也非常重要。ML推理在邊緣運行也減少了決策延遲，而不是必須將數據發送到服務器進行處理并發回結果。例如，在實施工業工廠現場目視檢查時，低延遲非常重要，或者需要決定是接受還是拒絕掠過的產品。 邊緣機器學習的另一個關鍵優勢是保護數據安全。收集的專有數據(如邊緣設備捕獲的員工、生產在邊緣處理并保存在本地。該系統不會將信息發送到云進行處理，只記錄和跟蹤云。企業的隱私不會受到損害，企業可以決定是否在云中共享信息。     邊緣機器學習需要多大程度?   現在，考慮到對邊緣機器學習的巨大需求，問題變成了機器學習需要多大程度。衡量機器學習加速器的一種方法是每秒運算次數(通常是8位整數相乘或累加)，通常稱為TOPS(即每秒萬億次運算)。由于整體系統性能也受到許多其他因素的影響，TOPS是最常用的機器學習測量方法之一。 事實證明，在邊緣進行完整的語音識別(不僅僅是關鍵字識別)大約需要1-2個TOPS(這取決于算法。如果你想理解用戶想要表達的意思，而不僅僅是將語音轉換為文本，你需要更多的操作次數)。目標檢測(使用Yolov3等算法)也需要大約2-3個TOPS。因此，機器學習加速(如i.MX8MPlus2.3TOPS)是此類應用的最佳選擇。     下一步:圖像信號處理器(ISP)   所有基于攝像頭的系統都具有ISP功能，盡管有時可以集成到攝像頭模塊或嵌入到應用程序處理器中，并可能隱藏用戶。ISP通常會增強各種類型的圖像，其主要目的是將原始圖像傳感器每像素輸出的單色重量轉換為系統其他部分更常用的RGB或YUV圖像。   當攝像頭輸入網絡或網絡攝像頭(通常通過以太網或USB連接到應用程序處理器)時，基于視覺的系統中沒有ISP的應用程序處理器運行良好。對于這些應用處理器保持一定的距離，甚至可以達到100米左右。相機本身內置ISP和處理器，可以轉換圖像傳感器信息，編碼視頻流，然后通過網絡發送。   無ISP的應用處理器也適用于分辨率相對較低的攝像頭。在100萬像素或更低的分辨率下，圖像傳感器通常內置ISP，可以將RGB或YUV圖像輸出到不需要ISP的應用處理器中。   但在大約200萬像素(1080p)或更高的分辨率下，大多數圖像傳感器依賴于系統中其他部件的ISP，而不是內置ISP。它可能依賴于獨立的ISP芯片(可以運行，但會增加系統的功率和成本)或集成在應用程序處理器中的ISP。因此，恩智浦選擇使用i.MX8MPlus解決方案——提供高質量的成像，特別是在200萬像素和更高分辨率的情況下，優化成像解決方案。      在智能視覺系統的幫助下，智能工廠可以提高生產率、質量和安全性。     促進智能邊緣設備的發展   綜上所述，i.MX8MPlus應用處理器集2.3TOPS機器學習加速器和ISP于一體，無論是智能建筑、智能城市還是工業物聯網應用，都將成為邊緣嵌入式視覺系統的關鍵組成部分。   在嵌入式ISP的幫助下，它可以創建一個高質量的圖像優化系統，直接連接到本地圖像傳感器，甚至為更新的機器學習算法提供這些圖像數據，都可以減輕本地機器學習加速器的負擔。   I.MX8MPlus架構是為機器學習和視覺系統而優化的，邊緣設備設計師可以像恩智浦一樣敢于引領和創新。具有較強的機器學習能力，配合高清攝像頭系統，能使設備看得更清晰、更遠。新的創新機遇不斷涌現在嵌入式領域。   I.MX8MPlus架構是為機器學習和視覺系統而優化的，邊緣設備設計師可以像恩智浦一樣敢于引領和創新。具有較強的機器學習能力，配合高清攝像頭系統，能使設備看得更清晰、更遠。新的創新機遇不斷涌現在嵌入式領域。  
    2022-09-01 12次
    NCV7685加速汽車矩陣大燈和動態后尾燈
        NCV7685加速汽車矩陣大燈和動態后尾燈，汽車照明行業正處于演變中；LED(發光二極管)在高端車型中比傳統燈泡(鹵素燈和氙氣燈/HID)更受歡迎，因為它在功耗、使用壽命、光強度和尺寸方面具有優勢。LED或LED燈串的緊湊尺寸為汽車照明設計帶來了靈活性和想象力，如矩陣大燈和動態尾燈。     圖1. 車輛照明演變   一個智能矩陣大燈通常含30多顆LED ，由智能控制系統控制，可根據路況自適應地改變LED的工作。順序轉向信號燈是最初的動態尾燈類型，于1965年首次用在福特雷鳥(Ford Thunderbirds)中，現由于LED方案帶來的成本和控制優勢，廣泛用于汽車售前市場和售后維護。   在未來的V2X(車聯萬物)世界中，我們可預見無人駕駛車輛通過傳感器或燈光不斷與外界通信，從而提高道路安全性和行駛暢通性。屆時，將會有更精密的LED像素，由數百顆受控LED來傳遞信息。     圖2. 車輛通過車燈進行通信(來源：Kurtulus, OU (2021)。汽車尾燈的新趨勢和功能。EPSTEM。)   動態尾燈系統需要更精密的LED控制和快速信號通信。NCV7685是實現多LED驅動條件的最佳選擇。它是一款12通道60 mA LED線性電流驅動器，可通過I2C控制，支持128個不同的可調占空比水平，通過I2C串行接口對每個可編程輸出通道獨立使用脈寬調制(PWM)調節。   STR-NCV7685-REAR-GEVK是一款Strata賦能的汽車尾燈應用評估板，可通過藍牙低功耗(BLE)進行遠程通信，采用線性LED電流驅動器NCV7685和業界最低功耗的藍牙® 5系統單芯片(SoC)RSL10 SiP ，安裝了6顆 NCV7685芯片來驅動總共72個LED節點，以實現具有可配置參數和自定義模式的預定義動畫——所有設置和電路監控均可通過Strata訪問。     圖3. STR-NCV7685-REAR-GEVK框圖   通常，在多LED驅動器應用中，固定尋址是首選，以完成復雜的動畫和多LED控制。但需要更注意確保芯片和地址的匹配，以進行大規模生產或售后維護。在STR-NCV7685-REAR-GEVK的固件中，采用了浮動尋址。每次通電時，每個NCV7685都會被臨時分配一個地址，但不會鎖定在一次性密碼(OTP)寄存器中——如果資源有限，可以使用MCU的GPIO或IO擴展器(STR-NCV7685-REAR-GEVK中的RSL10和PCA9655E)來實現。在Strata Developer Studio?中，可訪問固件代碼和所有文檔，包括用戶手冊和制造文件，從而顯著加快您的設計工作。     圖4. Strata賦能的尾燈評估套件STR-NCV7685-REAR-GEVK   要開始使用，請下載并安裝Strata Developer Studio。然后將套件隨附的mini-USB電纜從電路板插入運行Strata的PC。連接后，電路板會被自動檢測到，點擊“打開平臺控件(Open Platform Controls)”按鈕就可立即訪問控制用戶界面 (UI)?？刂芔I中的導航選項卡一目了然，提供全面的評估體驗。     圖5.“定制測試”選項卡中的單個 LED調光設置   繼續了解我們Strata賦能的尾燈評估套件STR-NCV7685-REAR-GEVK以及如何使用它來增強您的設計！  
    2022-08-30 11次
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