• 獨特的柵極驅動應用支持高功率放大器快速開啓/關閉

    獨特的柵極驅動應用支持高功率放大器快速開啓/關閉

    問:能否在200 ns內開啓或關閉RF源? 答:在脈衝雷達應用中,從發射到接收操作的過渡期間需要快速開啓/關閉高功率放大器(HPA)。典型的轉換時間目標可能小於1 μs。傳統上,這是通過漏極控制來實現的。漏極控制需要在28 V至50 V的電壓下切換大電流。已知開關功率技術可以勝任這一任務,但會涉及額外的物理尺寸和電路問題。在現代相控陣天線開發中,雖然要求儘可能低的SWaP(尺寸重量和功耗),但希望消除與HPA漏極開關相關的複雜問題。 本文提出了一種獨特但簡單的柵極脈衝驅動電路,為快速開關HPA提供了另一種方法,同時消除了與漏極開關有關的電路。實測切換時間小於200 ns,相對於1 μs的目標還有一些裕量。其他特性包括:解決器件間差異的偏置編程能力,保護HPA免受柵極電壓增加影響的柵極箝位,以及用於優化脈衝上升時間的過沖補償。 典型漏極脈衝配置 通過漏極控制開關HPA的典型配置如圖1所示。一個串聯FET開啓輸入HPA的高電壓。控制電路需要將邏輯電平脈衝轉換為更高電壓以使串聯FET導通。 此配置的難點包括: ► 大電流的切換要求從大容量電容到HPA漏極引腳的路徑是一條低電感路徑。 ► 關閉時,漏極電容保有電荷,需要額外的放電路徑。這是通過額外的FET Q2來實現的,對控制電路的約束隨之增加:Q1和Q2絕不能同時使能。 ► 很多情況下,串聯FET是N溝道器件。這要求控制電路產生一個高於HPA漏極電壓的電壓才能開啓。 控制電路的設計方法已是眾所周知且行之有效。然而,相控陣系統不斷期望集成封裝並降低SWaP,因此希望消除上述難點。實際上,人們的願望是完全消除漏極控制電路。 圖1.傳統HPA脈衝漏極配置 推薦柵極脈衝電路 柵極驅動電路的目標是將邏輯電平信號轉換成合適的GaN HPA柵極控制信號。需要一個負電壓來設置適當的偏置電流,以及一個更大的負電壓來關閉器件。因此,電路應接受正邏輯電平輸入並轉換為兩個負電壓之間的脈衝。電路還需要克服柵極電容影響,提供急速上升時間,過沖應極小或沒有。 對柵極偏置設置的擔憂是,偏置電壓的小幅增加可能導致HPA電流的顯著增加。這就增加了一個目標,即柵極控制電路應非常穩定,並有一個箝位器來防止受損。另一個問題是,設置所需漏極電流時,不同器件的最佳偏置電壓有差異。這種差異使得人們更希望有系統內可編程柵極偏置特性。 圖2.推薦HPA柵極驅動電路 圖2所示電路達成了所述的全部目標。運算放大器U1使用反相單負電源配置。利用一個精密DAC設置運算放大器基準電壓,以實現V+引腳上的增益。當邏輯輸入為高電平時,運算放大器箝位到負供電軌。當輸入為低電平時,運算放大器輸出接近一個小的負值,該值由電阻值和DAC設置決定。反相配置是故意選擇的,目的是當邏輯輸入為低電平或接地時開啓HPA,因為邏輯低電平的電壓差異小於邏輯高電平。採用軌到軌運算放大器,它具有較大壓擺率和足夠的輸出電流驅動能力,適合該應用。 元件值選擇如下: ► R1和R2設置運放增益。 ► DAC設置連同R3和R4決定運算放大器V+引腳的基準電壓。C1和R3針對低通濾波器噪聲而選擇。 ► R5和R6用於實現重要的箝位功能。這是因為運放的VCC引腳以地為基準,所以這是運放輸出的最大值。R5和R6為–5 V電源提供一個電阻分壓器。 ► R5的不利影響是由於柵極電容,它會減慢脈衝響應。這要通過增加C3來補償,以實現陡峭的脈衝。 ► C2的值較小,用以限制運放輸出脈衝上升沿的過沖。 圖3.測試設置 實測數據 用於驗證電路的測試設置如圖3所示。對精密DAC、運算放大器和HPA使用評估板。一個脈衝發生器用於模擬1.8 V邏輯信號。信號發生器連續工作,利用一個輸入帶寬高於RF頻率的RF採樣示波器測量HPA對RF信號的開啓/關閉。 測試所用的元器件值參見表1。 表1.所用元器件值 實測開啓時間如圖4所示。時間標度為每格500 ns,RF信號的上升時間小於200 ns。對於測量從柵極脈衝開始到RF脈衝上升沿結束的時間的系統,可以看到開啓時間約為300 ns,這説明系統分配1 μs用於發射到接收轉換會有相當可觀的裕量。 圖4.實測HPA開啓時間 圖5.實測HPA關閉時間 實測關閉時間如圖5所示。時間標度同樣是每格500 ns,下降時間明顯快於上升時間,同樣遠小於200 ns,説明系統分配1 μs用於發射到接收轉換會有相當可觀的裕量。 佈局考慮 對一個代表性佈局做了尺寸研究,如圖6所示。柵極脈衝電路的運算放大器部分放置在通向HPA輸入的RF路徑附近。精密DAC未顯示出來,假定其放置在控制部分中,為多個發射通道提供輸入。佈局研究表明,可將該電路添加到實際的低成本PWB實現方案中,發射RF電路所需的額外空間極小。 圖6.物理尺寸分配 結語 本文提出了一種獨特的柵極脈衝電路,並進行了HPA快速開/關評估。 其特性包括: ► 轉換時間小於200 ns。 ► 兼容任何邏輯輸入。 ► 通過可編程偏置消除器件間差異。 ► 提供箝位保護以設置最大柵極電壓。 ► 上升時間/過沖補償。 ► 尺寸支持高密度相控陣應用。 先進電子系統集成度不斷提高,要求縮小物理尺寸,因此可以想象,這種電路及其方法的其他變化,將開始在需要快速HPA轉換時間的相控陣應用中激增。

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  • 美光進一步推進業界首款 176 層 NAND 與 1α DRAM 技術創新

    美光進一步推進業界首款 176 層 NAND 與 1α DRAM 技術創新

    2021 年 6 月 2 日,中國上海 —— 內存和存儲解決方案領先供應商 Micron Technology Inc. 今日發佈多項產品創新,涵蓋基於其業界領先的 176 層 NAND 及 1α (1-alpha) DRAM 製程的內存和存儲創新產品,並推出業界首款面向汽車應用的通用閃存 (UFS) 3.1 解決方案。這些最新產品由美光總裁兼首席執行官 Sanjay Mehrotra 在台北國際電腦展COMPUTEX 2021 主題演講中發佈,體現了美光通過內存和存儲創新加速數據驅動洞察的願景,從而助力數據中心和智能邊緣的創新。Mehrotra 先生還在演講中深度分享了計算創新願景,以及內存和存儲在幫助企業充分發揮數據經濟潛能方面的核心作用。 美光宣佈量產其首批基於全球首款 176 層 NAND 的 PCIe® 4.0 固態硬盤 (SSD),並將於本月出貨全球首款基於 1α 節點的 LPDDR4x DRAM。LPDDR4x 是第四代低功耗 DRAM 的最新 JEDEC 標準,由於輸入/輸出 (I/O) 電壓性能增強,功耗大幅降低,因此非常適用於移動計算設備。美光於今年年初實現在 DRAM 和 NAND 技術上同時領先業界,此次新產品的推出進一步鞏固了其領先地位。 美光總裁兼首席執行官 Sanjay Mehrotra 指出:“隨着人工智能和 5G 技術日益普及,數據在後疫情時代將會釋放出巨大潛能。這也為加速創新以滿足客户需求創造了機會。今天我們推出多款新型內存和存儲解決方案,可以助力大型數據中心服務器、速度更快的客户端設備以及智能汽車邊緣等領域的加速創新。” Micron PCIe 4.0 SSD 產品線解決更為複雜的客户端應用需求 美光最新的固態硬盤 Micron 3400、Micron 2450 具備設計靈活、高性能、低功耗等特點,可支持從專業工作站到超薄筆記本應用的全天候使用。Micron 3400 固態硬盤提供 2 倍讀吞吐量,最大寫吞吐量提高了 85%[1],可滿足實時 3D 渲染、計算機輔助設計 (CAD)、遊戲、動畫等要求嚴苛的應用需求。Micron 2450 固態硬盤最大限度發揮了 PCIe 4.0 的性能,為用户提供高響應速度體驗,且提供三種外形尺寸,最小僅為 22x30mm 的 M.2 規格,為客户產品設計賦予極大的靈活性。 AMD 企業副總裁兼客户端業務部總經理 Chris Kilburn 表示:“AMD 是業界首個採用 PCIe 4.0 桌面處理器並提供芯片支持的公司。隨着 AMD 所支持的平台生態系統不斷擴大,我們很高興看到美光等合作伙伴在擴展其 PCIe 4.0 SSD 產品線。通過與頂尖內存和存儲寄件到內地美光合作,我們將持續致力於把 PC 性能與效率提升到新的高度。” 得益於先進能效,Micron 3400 和 Micron 2450 已被列入 Intel® Modern Standby Partner Portal Platform 器件清單,且滿足 Intel Project Athena® 開放實驗室的 SSD 測試要求。這兩款 Micron SSD 也通過了 AMD 的 PCIe Power Speed Policy 和 Microsoft Windows Modern Standby 驗證。 美光批量出貨全球首款基於 1α 節點的 LPDDR4x 和 DDR4 產品 繼 2021 年 1 月推出基於 1α 節點的 DRAM 產品,美光將在本月快速批量出貨基於該領先技術的 LPDDR4x 產品。美光還完成了基於 1α 節點的 DDR4 產品在第三代 AMD EPYC 等數據中心平台上的驗證。這些產品均在美光台灣地區先進的 DRAM 晶圓廠進行批量生產,其中包括新近擴建的台中 A3 工廠。 美光快速交付基於 1α 節點的內存產品推動了諸多應用的技術創新,例如服務器平台上數據密集型工作負載以及面向消費者的超薄筆記本。1α 節點提高了內存能效,延長了電池續航時間,從而使筆記本電腦更加符合移動辦公需求,應對居家工作與學習的應用場景。隨着遠程辦公與在線教育日漸普及,美光與全球領先的系統供應商密切合作,以滿足市場對個人電腦日益高漲的需求。美光與台灣地區領先的原始設備製造商 (OEM) 宏碁 (Acer) 開展深度合作,將基於 1α 節點的 LPDDR4x 和 DDR4 產品集成到宏碁系統中。 宏碁集團董事長兼首席執行官陳俊聖表示:“宏碁始終致力於打破人與技術之間的壁壘。我們正與美光緊密合作,在宏碁系統中引入最先進的 1α DRAM 製程節點,提供高性能、高能效的個人電腦,讓全球各地的人們保持互聯互通。” 對比上一代基於 1z 節點的 LPDDR4x 產品,1α 節點製程為移動應用帶來 40% 的內存密度提升和 20% 的能效提升,適用於需要長續航時間的手機應用,特別是拍攝照片和視頻等需要佔用大量內存的應用場景。 美光為數據密集型汽車系統提供耐用的存儲產品 美光宣佈送樣 128GB 和 256GB 容量、基於 96 層 NAND 技術的車用 UFS 3.1 託管型 NAND 產品,為智能邊緣應用帶來創新。隨着車載信息娛樂系統不斷髮展,汽車內集成了高清顯示屏和基於人工智能的人機交互功能,美光 UFS 3.1 產品線為此類應用提供了所需的高吞吐量和低延遲性能。 美光 UFS 3.1 的數據讀取性能是 UFS 2.1 的兩倍,而且能夠快速啓動,降低了數據密集型車載信息娛樂和高級輔助駕駛系統 (ADAS) 的延遲。UFS 3.1 的連續寫入性能提高了 50%,可滿足 3 級以上 ADAS 系統和黑匣子應用中不斷增長的傳感器和攝像頭數據對於實時本地存儲的需求。[2] 市場研究和戰略諮詢公司 Yole Dédeveloppement (Yole) 預計,車用 NAND 市場規模到 2025 年將增長至 36 億美元,是 2020 年 9 億美元的近四倍。[3]隨着汽車越來越倚賴軟件,汽車上的數據中樞需要高性能存儲,以便能夠近乎實時地處理大量信息。配備 ADAS 的汽車目前運行的代碼超過 1 億行,這些代碼必須被快速存儲並讀取,從而在邊緣實現更快捷的用户體驗和更迅速的決策。 高通公司產品管理高級總監 Vasanth Waran 表示:“現代化汽車倚賴高性能的中央運算系統來驅動數據密集型人工智能、計算機視覺和多傳感器處理能力,因此需要先進的存儲和內存解決方案。美光的UFS 3.1產品線經過專門設計,可滿足汽車環境對可靠性和性能的嚴苛要求,助力汽車寄件到內地打造更優質的個性化、自適應和環境感知型數字化座艙。高通期待繼續與美光合作,為我們的汽車平台優化其領先的存儲和內存解決方案。” 美光通過技術賦能計劃加速 DDR5 的市場普及 美光在其 DDR5 技術賦能計劃 (TEP,Technology Enablement Program) 方面也取得了重大進展,該計劃於 2020 年啓動,旨在加快市場對 DDR5 的採用,併為生態系統明年廣泛使用支持 DDR5 的平台做好準備。目前,該計劃已經吸引了包括系統和芯片服務商、渠道合作伙伴、雲服務提供商和原始設備製造商在內的 100 多家業界頭部企業的 250 餘位設計和技術領導參與。 [1]與美光上一代 Micron 2300 SSD對比數據 [2]與前一代 UFS 2.1 對比數據 [3]資料來源:2021年第一季度NAND市場監測——Yole Développement

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  • 貿澤電子分銷種類豐富的Analog Devices新品

    貿澤電子分銷種類豐富的Analog Devices新品

    2021年6月1日 – 專注於引入新品的全球電子元器件授權分銷商貿澤電子 (Mouser Electronics) ,是知名高性能模擬技術公司Analog Devices, Inc. 全球解決方案授權分銷商,目前分銷超過23,000種 Analog Devices產品,包括4,000種開發工具。ADI致力於解決艱鉅工程設計挑戰,在貿澤可提供Analog Devices的高性能模擬、混合信號和數字信號處理 (DSP) 集成電路新品,並且不斷有更新的產品加入。 以下是貿澤分銷的部分熱門Analog Devices產品: AD4695和AD4696是16通道、16位逐次逼近寄存器 (SAR) 模數轉換器 (ADC),具有輕鬆驅動 (Easy Drive) 功能,可放寬模擬前端 (AFE) 和基準電路的驅動要求。這些緊湊型、高精度、低功耗的器件非常適合用於空間受限的多通道精密數據採集系統和監控電路。 AD9081混合信號前端 (MxFE®) 集成了16位、12-GSPS射頻 (RF) 數模轉換器 (DAC) 內核和12位、4-GSPS ADC內核。該器件還具有16通道24.75Gbps JESD204C或15.5Gbps JESD204B數據收發端口、片上時鐘倍頻器和數字信號處理功能,適合用於單頻帶和雙頻帶的直接射頻應用。 HMC8362和HMC8364低噪聲、四頻帶電壓控制振盪器 (VCO) 設計用於提供寬帶功能,並且不影響相位噪聲性能。HMC8362和HMC8364 VCO集成了四個具有重疊頻段的獨立窄帶VCO,基本工作頻率範圍為11.90GHz至18.30GHz (HMC8362) 或18.10GHz至26.60GHz (HMC8364)。 ADAQ23875 µModule®數據採集解決方案在單個器件中集成了多個常見的信號處理和調理模塊,減少了終端系統組件的數量,並且縮短了精密測量系統的開發週期。 除了分銷新品外,貿澤還定期與Analog Devices合作,針對工程師重點關注的前沿技術推出了內容豐富的電子書。貿澤和Analog Devices近期發佈的電子書帶領工程師深入瞭解關鍵的儲能技術及其應用,並對精密測量物聯網 (IoT) 器件的重要性提供了寶貴見解。

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  • ROHM開發出SerDes IC“BU18xMxx-C”以及攝像頭用PMIC“BD86852MUF-C”

    ROHM開發出SerDes IC“BU18xMxx-C”以及攝像頭用PMIC“BD86852MUF-C”

    全球知名半導體制造商ROHM(總部位於日本京都市)開發出非常適用於ADAS(高級駕駛輔助系統)的車載攝像頭模塊的SerDes IC※1“BU18xMxx-C”以及攝像頭用PMIC※2“BD86852MUF-C”。這兩款產品不僅可以滿足對於模塊的小型化和低功耗的需求,而且由於其低電磁噪聲(低EMI)的特性,還有助於減少客户的開發工時。 ADAS系統通過組合LiDAR、聲納和攝像頭等具有不同感測方法和感測距離的設備構建而成。其中,在停車輔助系統等單元,由於車載攝像頭在消除附近盲區方面發揮着重要作用,因此最新的汽車每輛車都配備了約10個攝像頭。此外,隨着ADAS的不斷髮展,其使用數量也在進一步增加,這對提高各種攝像頭的性能也提出了更高的要求。另一方面,隨着攝像頭安裝數量的增加,由於電池可供給的電量和安裝攝像頭的空間有限,因此,在車載攝像頭模塊中,對進一步縮小電路板尺寸和降低功耗的需求日益高漲。 ROHM通過組合SerDes IC和攝像頭用PMIC的新產品,來解決這些問題。此外,由於兩種產品都具有展頻功能,因此EMI更低,而EMI對策一直是車載應用設計中的一個主要負擔,這將有助於減少EMI對策的設計工時。 用來傳輸影像的SerDes IC“BU18xMxx-C”可以根據分辨率優化傳輸速率,因此與普通產品相比,功耗可降低27%。此外,通過傳輸速率優化功能和展頻功能※3,還可將EMI峯值降低20dB左右。不僅如此,該IC還具有凍結檢測功能,可以檢測圖像的凍結狀態,從而還可提高整個ADAS系統的可靠性。 用於攝像頭的PMIC(電源管理IC)“BD86852MUF-C”可以為各主要製造商的CMOS圖像傳感器的電源系統提供更好的管理功能。由於僅通過單個IC即可進行電壓設置和時序控制,因此可將安裝面積減少約41%,從而有助於車載攝像頭模塊實現小型化。另外,由於電路結構可將集中在攝像頭用PMIC上的熱量分散開,因此通過抑制發熱量,實現了78.6%的高轉換效率,有助於進一步降低功耗。 SerDes IC“BU18xMxx-C”已於2021年2月開始提供樣品(樣品價格1,000日元〜/個,不含税),預計從2021年6月開始暫以月產20萬個的規模投入量產。另外,用於攝像頭的PMIC“BD86852MUF-C”已於2021年1月起以月產50萬個的規模投入量產(樣品價格500日元/個,不含税)。 今後,ROHM將繼續開發有助於進一步降低功耗和提高系統可靠性的產品,不斷為汽車行業的發展貢獻力量。 <特點詳情> 非常適用於車載攝像頭模塊的SerDes IC“BU18xMxx-C”和攝像頭用PMIC“BD86852MUF-C”均符合汽車電子產品可靠性標準AEC-Q100,可確保車載應用所需的可靠性。此外,用於攝像頭的PMIC目前正在開發符合更嚴格的ISO 26262※4流程認證要求的新產品,預計將在2021年度推出符合該標準“ASIL-B”安全等級的產品樣品。 ●SerDes IC“BU18xMxx-C”的特點 1. 優化了傳輸速率,有助於降低車載攝像頭模塊的功耗 普通的SerDes IC為每個頻段設置了固定的傳輸速率。然而,由於這種方式無法更精細地設置傳輸速率,因此會產生功率損耗。而“BU18xMxx-C”則配備了根據分辨率而不是頻段來優化傳輸速率的功能。由於可以進行比普通產品更精細的傳輸速率設置,因此工作效率更高,有助於進一步降低車載攝像頭模塊的功耗。在將本產品安裝在使用四個攝像頭模塊的應用產品中時,與普通產品相比,上述優勢可以將功耗降低約27%。 2. 內置傳輸速率優化功能和展頻功能,有助於減少EMI對策的設計工時 運用上述傳輸速率優化功能,本產品通過微細改變各路徑的傳輸速率,分散了EMI峯值,並使EMI降低了10dB左右(下圖中的①)。此外,通過在串行器和解串器兩枚IC中配備展頻功能,還可以使EMI再降低10dB左右(下圖中的②)。在車載應用的設計中,EMI對策設計是一個主要負擔,而上述優勢將非常有助於減少EMI對策的設計工時。 3. 配備凍結檢測功能,有助於提高可靠性 本產品還配備有用來檢測圖像凍結狀態的功能。除了通過比較從CMOS圖像傳感器到解串器的MIPI CRC值來確認圖像是否準確傳輸的基本功能外,還可通過在串行器中始終對攝像頭圖像的數據幀CRC值與其前後的值進行比較,來監控圖像凍結問題。如果數據幀CRC值持續一致,則可通過輸出錯誤標誌來通知後段的IC發生了圖像凍結問題,這將有助於提高ADAS系統的可靠性。 4. 產品陣容完整,支持各種CMOS圖像傳感器和SoC 本產品共有3個產品型號,其中包括一款串行器和兩款解串器產品。由於三款產品都支持三大主要通信電纜,因此可支持各種CMOS圖像傳感器和SoC。 ●用於攝像頭的PMIC“BD86852MUF-C”的特點 1. 針對CMOS圖像傳感器優化了功能,電路板面積更小 CMOS圖像傳感器是車載攝像頭的主要器件,製造商不同,其驅動電壓設置和時序控制也不同,並且需要使用很多外置部件構成。“BD86852MUF-C”配備了可設置主要CMOS圖像傳感器的驅動電壓和時序控制的引腳,從而無需驅動電壓設置和時序控制用的外置部件。因此,與以往產品相比,部件數量和安裝面積顯著減少,這將有助於車載攝像頭模塊的小型化。 2.轉換效率高,有助於降低功耗 本產品通過外置LDO※5向CMOS圖像傳感器供電,從而可將集中在IC中的熱量分散開。通過抑制整個電路的發熱量,實現高達78.6%的轉換效率,比普通產品提升約4%,有助於進一步降低車載攝像頭模塊的功耗。此外,還可以縮短CMOS圖像傳感器和LDO之間的距離,從而可減少對電源線的干擾噪聲,為CMOS圖像傳感器穩定供電。 3. 具備展頻功能,有助於減少EMI對策的設計工時 本產品在內置的開關穩壓器(DC/DC轉換器)※5中配備了展頻功能,可將開關帶來的EMI噪聲峯值降低約10dB。由於可以在不更換電路板的情況下降低噪聲,因此有助於減少EMI對策的設計工時。 4. 內置非常適用於攝像頭模塊的電源系統,可確保高可靠性 本產品中內置了3個DC/DC轉換器作為攝像頭模塊所需的電源系統。此外,本產品還配備了各種保護功能,除了可減少外置部件數量的時序控制功能外,還有用來監控電壓狀態的Power Good等諸多功能,可以在確保高可靠性的同時實現攝像頭模塊用的低EMI且高效率的電源電路。 <術語解説> ※1)SerDes IC 為了高速傳輸數據而成對使用用來進行通信方式轉換的兩個IC的總稱。串行器(Serializer)用來將數據轉換為易於高速傳輸的形式(將並行總線轉換為串行總線),解串器(Deserializer)用來將傳輸的數據轉換為原格式(將串行總線轉換為並行總線)。 ※2)PMIC(電源管理IC) 一種內含多個電源系統、並在一枚芯片上集成了電源管理和時序控制等功能的IC。與單獨使用DC/DC、LDO及分立元器件等構成的電路結構相比,可以顯著減少空間並縮短開發週期,因此近年來,無論在車載設備還是消費電子設備領域,均已成為具有多個電源系統的應用中的常用器件。 ※3)展頻功能 不固定開關頻率而是使開關頻率在一定幅度內變動,從而將噪聲能量擴散到一定寬度的頻率上的功能。通過降低噪聲峯值可減輕EMI噪聲。 ※4)ISO 26262 於2011年11月正式頒佈實施的汽車電子電氣系統功能安全相關的國際標準。一種旨在實現“功能安全”的標準化開發過程,需要計算車載電子控制中的故障風險,並將降低其風險的機制作為功能之一預先嵌入系統。該標準覆蓋了從車輛概念階段到系統、ECU、嵌入軟件、設備開發及其生產、維護和報廢階段的車輛開發整個生命週期。 ※5)LDO(Low Drop Out,低壓降穩壓器,低壓差穩壓器),DC/DC轉換器(開關穩壓器) 都屬於電源IC的一種,具有將直流(DC)電壓轉換為直流電壓的功能。 DC/DC轉換器也稱為“開關穩壓器”,通過開關來生成輸出電壓。通常功率轉換效率比較優異,主要有用來降低電壓的“降壓型”和用來提升電壓的“升壓型”兩種類型。 LDO屬於“線性穩壓器”類別裏的電源IC,通過電阻分壓來生成輸出電壓。與DC/DC轉換器等開關穩壓器相比,僅能夠降壓,但具有電路結構簡單、噪聲低等特點。

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  • 芯荒之下,Renesas、Melexis、Littelfuse等攜新品彙聚世強汽車電子研討會,共話行業新機遇

    受疫情影響,全球芯片短缺,許多車企因此被迫停產,與此同時,新能源汽車、自動駕駛等又給汽車行業帶來了新機遇。芯荒與產業創新升級的時局震盪中,汽車電子的下一個風口在哪裏? 帶着這樣的疑問,世強硬創電商在5月28日開展的汽車電子研討會,邀請到全球知名汽車半導體品牌Renesas、Melexis、Littelfuse、Parker Chomerics、AAvid、順絡電子等資深技術專家攜最新產品發佈,共享關鍵技術和解決方案。此次會議吸引了包括比亞迪、東風日產、中國一汽、中車時代、長安汽車、滴滴等客户的超過1000名經過認證的研發工程師報名參加。 據悉,本次會議主要分為新品講解和在線互動答疑兩部分。在新品介紹環節,各品牌都帶來了令人眼前一亮的“看家本領”,RENESAS帶來了採用業界先進16nm製程,算力高至7TOPS的自動駕駛R-Car SOC,ADAS解決方案;Melexis的新一代車規集成LIN接口,6.5~20V全功能運行最大電流1A的電機驅動器,簡化系統設計堪稱一絕;在導熱材料方面,固美麗導熱係數提高6%、流速提高50%的全新導熱凝膠,可做到不斷膠不溢膠……

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  • 激創設計新思路,貿澤電子推出《爆款拆評》系列視頻

    激創設計新思路,貿澤電子推出《爆款拆評》系列視頻

    2021年5月31日-專注於引入新品推動行業創新的電子元器件分銷商貿澤電子 (Mouser Electronics) 宣佈將推出《爆款拆評》系列視頻,針對當前不同的爆款電子產品進行拆解,旨在為電子工程師提供具體的產品拆解案例,使其進一步瞭解當前市場熱點技術,通過對產品內部設計佈局的剖析,提煉產品方案優勢,激發更多改進創意。 本系列《爆款拆評》視頻共有五期,每期均由專業人士從消費電子、汽車電子、物聯網可穿戴設備、小家電等領域中選擇一款當下具有代表性的電子產品,對其進行深度拆解評測,揭祕其背後的原理、電路方案以及所涉及的元器件。在拆解的過程中,觀眾也將更詳細地看到每一款爆款產品的實質,跟隨拆評者的步伐一同探索分析產品的設計方案,為產品的進一步優化提出改進思路,使其硬件性能有更多發揮空間。對工程師來説,通過對不同產品的解讀,能夠加強其在產品設計和問題分析方面的能力,提高自身專業性。 在首期推出的《AI眼魔方拆解:持續突圍,國產芯方案亮劍》中,從AI+IoT催生出的創意電子產品裏,選取了AI眼魔方作為拆解對象,由分析師帶領觀眾以更為細微的視角,從產品的結構設計、工作原理、部件功能,再到其所採用的元器件,讓大家全面看到該產品方案的設計原理和價值。在後幾期的陸續上線視頻中,還將延續類似的拆評路徑,推出其他更具特色的產品,為用户帶來更豐富、更生動的內容。 貿澤電子亞太區市場及商務拓展副總裁田吉平女士表示:“爆款拆評》通過對熱門產品的拆解和評析,一方面能夠滿足用户的好奇心,帶來相關電子知識的增長,另一方面能夠幫助電子工程師深入產品內部,詳細瞭解產品方案和技術,為工程師在後續進行產品研發和設計中帶來靈感啓發,助力其快速上升。在此,我們非常歡迎大家對《爆款拆評》的關注和支持,期待在系列視頻中,能激發出大家不同的想法,帶來更多的創意可能!”

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  • 激創設計新思路,貿澤電子推出《爆款拆評》系列視頻

    激創設計新思路,貿澤電子推出《爆款拆評》系列視頻

    2021年5月31日-專注於引入新品推動行業創新的電子元器件分銷商貿澤電子 (Mouser Electronics) 宣佈將推出《爆款拆評》系列視頻,針對當前不同的爆款電子產品進行拆解,旨在為電子工程師提供具體的產品拆解案例,使其進一步瞭解當前市場熱點技術,通過對產品內部設計佈局的剖析,提煉產品方案優勢,激發更多改進創意。 本系列《爆款拆評》視頻共有五期,每期均由專業人士從消費電子、汽車電子、物聯網可穿戴設備、小家電等領域中選擇一款當下具有代表性的電子產品,對其進行深度拆解評測,揭祕其背後的原理、電路方案以及所涉及的元器件。在拆解的過程中,觀眾也將更詳細地看到每一款爆款產品的實質,跟隨拆評者的步伐一同探索分析產品的設計方案,為產品的進一步優化提出改進思路,使其硬件性能有更多發揮空間。對工程師來説,通過對不同產品的解讀,能夠加強其在產品設計和問題分析方面的能力,提高自身專業性。 在首期推出的《AI眼魔方拆解:持續突圍,國產芯方案亮劍》中,從AI+IoT催生出的創意電子產品裏,選取了AI眼魔方作為拆解對象,由分析師帶領觀眾以更為細微的視角,從產品的結構設計、工作原理、部件功能,再到其所採用的元器件,讓大家全面看到該產品方案的設計原理和價值。在後幾期的陸續上線視頻中,還將延續類似的拆評路徑,推出其他更具特色的產品,為用户帶來更豐富、更生動的內容。 貿澤電子亞太區市場及商務拓展副總裁田吉平女士表示:“爆款拆評》通過對熱門產品的拆解和評析,一方面能夠滿足用户的好奇心,帶來相關電子知識的增長,另一方面能夠幫助電子工程師深入產品內部,詳細瞭解產品方案和技術,為工程師在後續進行產品研發和設計中帶來靈感啓發,助力其快速上升。在此,我們非常歡迎大家對《爆款拆評》的關注和支持,期待在系列視頻中,能激發出大家不同的想法,帶來更多的創意可能!”

    貿澤電子

  • 安森美半導體的RSL10智能拍攝相機平台實現超低功耗事件觸發成像

    安森美半導體的RSL10智能拍攝相機平台實現超低功耗事件觸發成像

    物聯網正結合人工智能(AI),向超自動化進化發展。安森美半導體的RSL10智能拍攝相機平台體現了這概念,為邊緣提供基於視覺的AI以實現物體自動識別和場景變化等功能。RSL10智能拍攝相機平台設計用於支持電池供電的智能成像應用,可便攜,超低功耗,能在相關事件觸發時捕獲圖像,併為智能圖像監控解決方案提供邊緣到雲的聯接,適用於資產管理、智能建築、工業自動化、智能農業等領域。 圖:RSL10智能拍攝相機平台 RSL10智能拍攝相機平台的關鍵特性 1)事件觸發成像 在任何基於視覺的解決方案中,大部分時間裏,相機輸出不會直接帶來有用的信息,而持續分析這些圖像則會極大地消耗處理能力、網絡帶寬和功耗。我們加入加速度傳感器、運動傳感器、低功耗温濕度傳感器,允許用户設置單個或多個傳感器的觸發條件,並僅在事件觸發時捕獲圖像,從而顯著降低系統的總功耗。 2)超低功耗 該平台所採用的器件基本上都具有超低功耗的特性,如行業最低功耗的低功耗藍牙(BLE) 系統單芯片(SOC) RSL10,單幀3 mW的ARX3A0圖像傳感器,經優化的電池管理迴路,SunplusIT IoT 攝像頭圖像信號處理器(ISP),從而使電池使用壽命超過一年。 RSL10是該平台的關鍵,它是行業中具有最低功耗同時支持藍牙5.0的多協議無線電SoC,支持低功耗藍牙和多個2.4 GHz專有協議,提供先進的無線功能,實現行業最低功耗(深度睡眠模式為62.5 nW,接收模式為7 mW)。RSL10獲行業最高的EEMBC® ULPMark™評分(1090 ULPMark CP @ 3 V; 1260 @ 2.1 V),尺寸小巧,電源電壓範圍1.1至3.3 V,採用精密的雙核架構,擁有384 K flash存儲器,支持模擬、數字雙接口,兼容各種傳感器協議,集成AES128加密特性以保護數據安全,支持線上固件更新(FOTA)。 RSL10具有多種封裝形式,已在汽車、醫療等高要求的應用中得到了很好的應用。在RSL10智能拍攝相機平台中,使用的是RSL10系統級封裝(SIP)。RSL10 SIP把完整的天線方案、電源管理、濾波以及其他無源器件集成到一個6 x 8 x 1.46 mm的微型封裝中,且通過了美國、歐洲、日本等多國認證體系,無需額外RF設計,即插即用,易於設計導入到任何智能無線互聯應用中。 圖:RSL10內部架構 3) 卓越的圖像感知 該平台採用的ARX3A0是1/10英寸黑白圖像傳感器,非常適合基於機器視覺的應用,能以360幀/秒的速度實現全局快門性能,大大減少圖像中的運動模糊,近紅外技術則提供出色的微光特性,且小巧外形(55 x 65 mm)非常適合對空間有要求的成像應用。 4) 邊緣到雲的聯接 除了硬件套件,安森美半導體還為該平台提供移動端App,能通過BLE進行聯接通訊,併為相機提供邊緣到雲的聯接。該平台採用亞馬遜雲人工智能(AI)引擎進行圖像識別。 可選擇由USB供電或電池供電 在RSL10智能拍攝相機平台中,圖像傳感器和圖像處理器被設置在不同的供電軌上,以提高系統的整體性能。RSL10能在不需要時關閉成像系統,在需要時觸發以喚醒成像系統。 圖:RSL10智能拍攝相機平台框圖 RSL10智能拍攝相機平台如何工作? 用户使用APP設置傳感器觸發條件,在觸發前,圖像傳感器和圖像處理器保持斷電以降低功耗,觸發後,圖像傳感器和圖像處理器會捕獲圖像,然後通過BLE將圖像傳送到手機上,移動端的程序充當攝像頭網關,用户可在APP上查看圖像,以作進一步分析,也可發送到雲端,進行圖像識別。APP可在安卓和iOS應用商店下載。 該系統還可被設置為工業物聯網網關,網關可對攝像機進行入網設備管理,還可將採集到的圖像發送到雲端進行分析,用户可通過移動應用端控制攝像頭,也可通過雲和網關遠程控制攝像頭。 RSL10智能拍攝相機平台電池性能 電池壽命主要取決於相機的使用情況。我們採用了1700 mA鋰電池進行測試。如圖所示,X軸代表相機一天中拍攝的圖片數,Y軸代表以天為單位的電池使用壽命,紅色線表示各情況下的平均電流消耗。如果RSL10智能拍攝相機平台在一天中拍攝約100張圖片,那麼1700 mA的電池可支持它使用一整年;如果每天只拍攝1張圖片,那麼該平台可在不使用外部電源的情況下使用近3年。 圖:電池使用壽命測試 用例 RSL10智能拍攝相機平台外形緊湊,功耗超低,具有出色的成像性能、BLE聯接功能及環境感知能力,適用於對電池使用壽命、便攜性和探測空間有高要求的各種應用,包括但不限於: 1)車艙內監控:家長可用手機監控後座孩子的健康狀況。無需進行持續監控,而是在需要時或進行週期性地監控,如孩子從睡夢中醒來時。攝像頭可方便地放置在後座上,無需額外的電源線或顯示系統 2)安全帽攝像頭:可監控工廠工人安全。根據事件條件自動記錄傳感器的數據,在工人摔倒時發出警報 3)空貨架檢測:小型攝像頭可安裝在貨架過道上,用於缺貨檢測,並定期發送圖片到網上或雲,店員則會定時收到進貨通知 4)自動抄表:在某種情況下,對舊錶的改造會帶來許多額外的成本。採用RSL10智能拍攝相機改裝現有儀表,則可用來讀數並上傳 5)購物車掃描:幫助商店在結賬時進行庫存管理,同時確保購物車上的所有物品都已記賬 6)温室監控:用於根據環境條件監測農作物 總結 RSL10智能拍攝相機平台使工程師能構建超低功耗、小尺寸、帶事件觸發的機器視覺攝像頭,適用於資產管理、智能建築、工業自動化、智能農業等領域。該平台彙集了安森美半導體的多項創新,包括提供超低功耗BLE技術的RSL10 SIP,以及基於ARX3A0 CMOS圖像傳感器的360 幀/秒(fps)黑白成像的成像模塊,輔以先進的運動和環境傳感器以及電源和電池管理,用於自動捕獲圖像並識別其中的物體。安森美半導體還提供所有相關文檔以及工具,包括開始嚮導、用户手冊、軟件手冊,現成的套件、物料單(BoM)、原理圖、集成開發環境(IDE)、移動APP、CMSIS-Pack等,幫助工程師加快開發。

    安森美半導體(ON) 自動化 安森美半導體 AI

  • 洞洞板上玩轉藍牙芯片

    洞洞板上玩轉藍牙芯片

    萬物互聯時代,傳統電子產品通過低功耗藍牙與網關節點進行通信是目前最為便捷且成本最低的互聯方式。產品需要更新,而射頻電路和天線的設計與調試成本高,難度大,週期長。 針對以上行業應用痛點,沁恆近期推出10腳的低功耗藍牙芯片CH9141K。傳統電子產品只需將串口與該芯片相連便可實現藍牙收發功能。 下面以CH9141K的最小系統電路為例進行介紹 芯片只需兩顆電容一顆晶體即可搭建最小系統,可輕鬆實現單面PCB板佈線,僅留4個引腳作為功能腳。其中TXD,RXD為串口收發腳,CH9141K與藍牙建立連接即可進行串口藍牙數據透傳;AT腳為AT命令配置腳,引腳拉低即可通過串口配置芯片的廣播名稱,串口波特率等參數;SLEEP引腳為睡眠引腳,引腳拉低進入低功耗模式,拉高進入工作模式。 No.1 單面PCB板示例 在空曠環境下,實測傳輸距離120m No.2 直接用洞洞板搭建電路 洞洞板測試結果:在正常辦公室環境與手機通信,通信距離達30米。其中天線為31mm左右的焊錫絲,大概為四分之一波長。

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  • Qorvo榮獲 Samsung 移動領域最佳質量獎

    中國 北京,2021年6月1日——移動應用、基礎設施與航空航天、國防應用中 RF 解決方案的領先供應商 Qorvo,今日宣佈,Qorvo 榮獲全球最大手機制造商 Samsung 頒發的移動通信事業部最佳質量獎。該獎項旨在表彰 Qorvo 為 Samsung Galaxy 21 平台項目所做出的持續質量改進。 Qorvo 移動產品事業部總裁 Eric Creviston 表示:“Samsung 對 Qorvo 的認可充分體現了我們致力於提供滿足和超越客户質量、可靠性和性能要求解決方案的承諾。加上我們行業領先的移動產品組合,包括高性能集成模塊,我們將繼續與客户合作,提供優質的射頻前端解決方案和支持。” Qorvo 提供面向下一代 5G 移動設備的解決方案,在解決射頻複雜性方面一直保持領先。憑藉可靠的移動產品組合,以及高品質和設計專業經驗,Qorvo 成為 Samsung 移動設備射頻解決方案的領先供應商。

    Qorvo Qorvo Samsung 領先手機制造商

  • 西安市青年科技從業者人文藝術關愛計劃,應用材料公司各美講堂正式啓動

    西安市青年科技從業者人文藝術關愛計劃,應用材料公司各美講堂正式啓動

    2021年5月29日 – 西安,一座擁有深厚歷史文化底藴、被譽為“中國人的精神故鄉”的古都,同時也是一座科技實力雄厚的現代化都市。為了助力西安文化與科技的融合發展,豐富西安市科技從業人員,尤其是青年科技從業者的人文藝術素養,增進他們對工作地城市(西安)的歷史、文化、科技的瞭解,與增強他們對工作地城市的文化認同感、歸屬感,在西安市博物館協會、西安市科學技術協會的指導下,應用材料(中國)有限公司聯合陝西婦女兒童發展基金會“小小博物家文化與藝術關愛計劃專項基金”、大唐西市博物館共同啓動了“西安市青年科技從業者人文藝術關愛計劃”,並在該計劃的支持下推出“與絲路同行·應用材料公司各美講堂”(以下簡稱各美講堂)2021年系列公益講座。 各美講堂系列公益講座希望通過聚焦“文化科技融合”為西安市廣大青年科技工作者提供涵蓋歷史、考古、文學、藝術、科技等多方面的優質公益講座,引導廣大青年科技工作者關注工作地的優秀歷史文化與感悟人文藝術之美,讓他們通過科學技術與人文藝術的交流產生新思維,激發新創意,從而助力西安文化科技融合事業的發展,探索弘揚優秀文化和科普融合的新模式,進而提升廣大青年科技工作者的綜合素養。 陝西婦女兒童發展基金會品牌籌資經理任丹丹表示:“陝西婦女兒童發展基金會是目前陝西唯一一家專門致力於婦女兒童發展事業的地方性公募基金會,也是目前陝西唯一一家5A級基金會。基金會於2020年10月正式設立‘小小博物家文化藝術關愛計劃’專項子基金,致力於傳承和弘揚本地優秀歷史文化,計劃通過舉辦各類公益性講座、培訓及組織文化藝術場館參觀體驗等,引導本地青年及中小學生關注優秀傳統文化,提升他們的文化遺產認知水平,增強文化遺產保護意識。各美講堂系列公益講座是該專項子基金的‘首秀’,我們希望這樣高水平的公益講座能夠堅持下去,不斷豐富,不斷提升,努力成為陝西乃至全國範圍內都具有一定知名度的公益活動品牌。” 應用材料公司集團副總裁、應用材料中國公司總裁餘定陸表示:“作為一家全球領先的半導體及先進顯示設備公司,應用材料公司不僅致力於支持全球行業的發展,也積極地為我們周圍的社區和周邊的世界貢獻自己的力量。2021年適逢應用材料公司入駐西安15週年,我們非常榮幸能在這個有意義的時間點支持此一藝術文化領域的公益合作,並期望通過應用材料公司各美講堂的深入進行,能進一步豐富西安青年科技從業者的人文藝術素養,為西安市文化與科技的交流與融合貢獻一份心力,攜手我們的社區合作伙伴一同實現更美好的未來。” 2021年5月29日,各美講堂在大唐西市博物館正式啓動,來自北京大學的齊東方教授擔任主講人,並以《驚世大發現——法門寺地宮》為主題拉開了系列公益講座的序幕。按照計劃,2021年各美講堂將邀請包括陝西師範大學於賡哲教授、敦煌學專家沙武田教授等國內知名專家學者圍繞絲路文明和西安本地歷史文化共舉辦6期系列公益講座。

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  • 意法半導體車規低電容瞬壓抑制器可保護高速接口

    意法半導體車規低電容瞬壓抑制器可保護高速接口

    中國,2021年5月31日——意法半導體的ESDCAN03-2BM3Y車規低電容雙瞬態電壓抑制器(TVS) 為汽車CAN和CAN-FD總線接口提供全方位的電氣保護,產品封裝小,性能領先市場。 隨着車載高密度ECU電控單元越來越多,例如,ADAS先進駕駛輔助系統、自動駕駛控制器和汽車網關,車企對高度小型化的高性能保護元器件的需求越來越高,意法半導體的封裝面積1.1mm x 1.0mm的新TVS產品可滿足高度小型化和高性能需求。與傳統的SOT23-3L和SOT323-3L封裝TVS相比,新產品可節省PCB電路板面積75%或更多。 ESDCAN03-2BM3Y的最低鉗位電壓33V(1A時為8/20µs)和37V(16A時的傳輸線脈衝(TLP)),瞬變保護性能非常出色。該器件還通過了ISO 16750-2的汽車電瓶搭電和電池極性接反測試,極強的魯棒性可耐受15kV ESD接觸放電(ISO 10605)衝擊,額定3.3A峯值脈衝電流,能夠處理強湧流。 除CAN和CAN-FD總線外,只有3.3pF的線路電容使TVS還能保護高速總線和高數據速率總線,例如,FlexRay™和USB。此外,如此小的電容還可簡化PCB設計,在設計信號線佈局時可提供額外裕量。 175°C額定最高結温准許將新產品部署在從車廂到工作環境惡劣的發動機艙全車所有位置。ESDCAN03-2BM3Y的泄漏電流極低,在24V時僅50nA,在車輛熄火時,可最大程度地降低耗電量,有助於保護電池電量,最大程度地延長電動汽車的續航里程。 ESDCAN03-2BM3Y TVS 現已投產,採用無引腳DFN1110封裝,其Wettable Flanks封裝結構方便焊後高速自動光學檢查,實現高質量保證目標。

    意法半導體 CAN總線 意法半導體車 CAN-FD總線

  • 貿澤電子開售適合各種工業應用的TDK InvenSense SmartIndustrial 傳感器系列

    貿澤電子開售適合各種工業應用的TDK InvenSense SmartIndustrial 傳感器系列

    2021年5月28日 – 專注於引入新品的全球電子元器件授權分銷商貿澤電子 (Mouser Electronics) 即日起提供TDK Group旗下Invensense公司的SmartIndustrial傳感器系列。這些高精度、低成本的緊湊型加速度計和運動傳感微機電系統 (MEMS) 模塊為工程師提供了一系列針對工業應用的傳感選擇,這些應用包括機器人技術、傾斜傳感、平台穩定、導航、工業自動化等。 貿澤電子供應的SmartIndustrial產品系列包括IIM-42351和IIM-42352傳感器。噪音非常低的3軸加速度計具有高達±16g的數字輸出可編程範圍,採用2.5 mm × 3 mm × 0.91 mm的小型14引腳LGA封裝。IIM-42351加速度計可實現工業和物聯網 (IoT) 設備(如機械臂、AGV、電線杆和攝像頭)的精確傾斜感測。IIM-42352加速度計可測量高達4 kHz的大範圍振動頻率,可對泵、電機和壓縮機等旋轉設備進行預測性維護,以幫助提前發現潛在故障。 IIM-42652是SmartIndustrial系列中尺寸小、功耗低、頗具成本效益的6軸慣性測量單元 (IMU) 。IIM-42652具有與IIM-42351和IIM-42352相同的尺寸和3軸加速度計性能,還具有數字輸出,以及提供±15.625°/秒至±2000°/秒可編程滿量程範圍的3軸陀螺儀。這種緊湊型模塊支持最高105°C 的寬工作温度範圍,使工程師能夠將其設計到廣泛的工業物聯網應用中,用於工業機械和機器人的導航與穩定。 貿澤即將備貨的IIM-46230和IIM-46234 6軸MotionTracking®器件,為工業應用提供簡單、可靠、精準的慣性測量。這些器件集成了專有的TDK SensorFT™容錯功能,提供內置冗餘和提前預警能力。 IIM-42351、IIM-42352和IIM-42652擁有配套的評估和開發套件,也在貿澤有售。 每個器件的評估套件提供一個經過完整組裝和測試的評估板,可作為獨立板使用,或連接到相應的開發套件。每個開發套件都配有一個硬件單元,用於評估各自的SmartIndustrial傳感器以及所有必要的軟件。

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  • 如何杜絕誤報確保可靠監測?ADI雙光源煙霧探測方案助力掘金千億智慧消防市場

    如何杜絕誤報確保可靠監測?ADI雙光源煙霧探測方案助力掘金千億智慧消防市場

    近日, 住房和城鄉建設部會同中央網信辦、教育部、科技部、工信部等16部門聯合印發了《關於加快發展數字家庭提高居住品質的指導意見》,明確指出要強化數字家庭工程設施建設,加強智能產品在住宅中的設置,對新建全裝修住宅,明確要求户內設置火災自動報警設備在內的基本消防產品。煙感設備作為消防的一部分,是新建住宅強制性的配套設施,很有可能是智慧消防邁向住宅社區硬性配置的第一步,未來有望成為住宅社區的標配。 消防不僅僅是要應對已經發生的火災,更重要的在於提前預防,消除隱患。而煙霧探測器就是這樣的關鍵設備,一旦出現疑似火災的跡象便發出警告提醒,為滅火和逃生贏得時間。“然而,據美國消防協會統計,23%的人員死亡來自安裝有煙霧探測器的場所,這是因為傳統的煙霧探測器往往無法分辨煙霧的類型,容易引發誤報,從而被人為停用,最後導致了悲劇的發生。” 在2021慕尼黑上海電子展上,ADI市場經理祝臻指出,“此外,傳統煙感還存在體積過大、規格不一、調試困難等情況,煙感設備面臨技術變革要求。” 誤報尷尬背後凸顯消防隱患,煙霧探測技術變革正當時 某個冬天的深夜,某智慧小鎮的消防中心提示出現火情,煙霧探測聲光報警系統信息不斷提示xx住户家有煙霧產生。幾次電話聯繫業主未果,物業保安已經緊急找到業主家,下夜班回家剛洗完澡的業主一臉茫然面對保安火警的詢問。與業主細查,原來是因為洗澡的霧氣瀰漫導致走廊中的煙霧探測器誤報,一場火警以物業尷尬道歉收場。這是祝臻在慕展現場與業界人士分享的一個真實場景。“尷尬事小安全事大,這種誤報導致部分業主人為停用煙霧探測器。” 祝臻説道,“越來越多的物業認識到傳統煙霧探測設備本身帶來的安全隱患。” “傳統煙感器的主要缺陷來源於採用單色LED作為測量光源。”祝臻分享道。經典光電式煙霧報警器以離散方式設計,通過向前散射發揮作用,其中特定波長的 LED 光(通常在紅外範圍內)被粒子散射到光電二極管上,如果測量光源(LED)和探測器(光電二極管)之間因存在顆粒而導致的暗光或消光,則説明有煙霧進入報警器中。 具有紅外LED的向前散射系統 “使用這種設計製作得煙霧探測裝置只能對煙霧的濃度進行區分,而無法識別煙霧類型,不管是燃燒煙霧、水蒸氣還是做飯時產生的油煙,只要濃度達到一定閾值,報警器就會產生警報,頻繁的誤報打擾正是導致人們禁用煙霧報警器的首要原因。” 祝臻指出。為了解決這個問題,煙霧探測相關標準的制定上已經發生了一些變化,希望自上而下推動煙霧報警器檢測精度的提高:即將在2021年6月發佈的最新UL標準中更新了聚氨酯燃燒、悶燒和烹飪滋擾,即漢堡包煙霧干擾報警測試。在該測試中,必須能夠區分漢堡包肉餅產生的煙霧和易燃聚氨酯產生的煙霧。 現場的模擬水蒸氣干擾敏感性檢測中,傳統方案很快報警,而ADI雙光檢測方案沒有出現誤報 為此,ADI推出了一款完全集成煙霧探測器模塊ADPD188BI,力求徹底解決經典煙霧報警器存在的這些問題。“ADPD188BI中集成了兩顆LED發射器,一顆藍光發射器、一顆紅外發射器。所以它不但能監測煙霧的濃度,同時還可以監測煙霧的顆粒直徑,以區分正常煙和火災煙。”祝臻介紹到。其中藍色LED波長470 nm,紅外LED波長850 nm,這些LED在兩個獨立的時隙中發出光脈衝,發射的光被空氣中的顆粒物散射回器件上。這種通過雙色光波長監測,不僅支持單獨測量單個波長,還支持分析比率構成,從而進一步降低了誤報率。 APDPD188BI在無煙室中進行漢堡煙霧和易燃聚氨酯煙霧檢測的測試結果 如上圖所示,ADPD188BI發出的兩種信號曲線在兩種場景下有很大區別,説明該傳感器能夠清楚區分這兩種煙的類型。可以看出,信號隨時間的變化,聚氨酯在220秒後達到報警閾值,時間長度是漢堡煙霧達到報警閾值的1/4(超過1000秒後)。聚氨酯燃燒4分鐘後,可檢測到臨界水平。利用傳感器的高信噪比還可清楚區分和記錄粒子濃度的變化,例如右圖中圈出的部分,在易燃聚氨酯測試中,斜率突然增加。 全集成下的高一致性、小尺寸和低功耗,全方位推進應用落地 市場變化日新月異,對於煙霧傳感設備製造商來説,自然希望拿到解決方案後就能儘快投入大規模量產。“然而,傳統的分立解決方案由於從傳感到信號調理以及後端數據讀取分析都是獨立的器件完成,導致很難達到高的產品一致性,產品校驗成了主要的工序。” 祝臻表示,“ADPD188BI 是一套利用光學雙波長技術進行煙霧探測的完整測光系統,每片芯片出廠前做了單獨校準,只需要少量外部組件就可以實現商業產品設計。這帶來的最顯著的好處是產品性能一致性非常好。” 集成光學設計可極大簡化光學設計並提供顯著的系統增強功能 在固定電流下,不同LED的發光強度通常有很大的差異,因此過去都是由煙霧報警器製造商執行煙霧報警器校準,校準LED發光強度與電流之間的斜率和偏移,可以確保所有LED保持具有相同的性能表現。在ADPD188BI中,因為LED和整個信號路徑都集成到了一起,所以ADI會預先校準傳感器模塊,這樣就可以減少器件之間的差異。此外,ADPD188BI校準係數存儲在芯片的非易失性存儲器(即eFUSE寄存器)中。通過讀取這些係數,可以儘可能地減小芯片之間的差異。這意味着可以在算法中更精確地設置報警閾值,從而降低誤報率。由於煙霧報警器製造商可以採用預先校準的模塊,在此步驟上也簡化了系統設計。 高度集成的另外一個顯著的好處是整體電路尺寸更小, 使得煙霧探測器可以更小更適應住宅和商業用途建築。此外,更小的體積以及LED的短脈衝使得此模塊比傳統檢測器功耗更低,紅外LED的工作功耗僅為~5 μW/Hz,此方案下的煙霧傳感電池壽命甚至可達5年以上,顯著了降低物業後期的維護成本。 “此外,ADPD188BI可為煙霧探測器提供完整的光學子系統解決方案,由於整個解決方案均由ADI公司製造、測試和驗證,供應鏈更簡單,可大大降低客户的風險。” 祝臻補充道,“ADI還提供獲得了評估許可的煙室以解決環境光、灰塵、昆蟲等影響,並完全適用於ADPD188BI的集成光電器件使用反向散射系統。”值得一提的是,ADI還開發了煙霧探測器參考設計以及完整參考算法,包括經過設計和測試的UL 217測試數據設置和算法以滿足UL要求,從而加快客户開發週期,降低成本和項目風險。 本文總結 據智研諮詢數據,2019年中國消防行業市場規模突破3500億元,預計2022年市場規模將達到4465億元。同時根據國務院相關的通知,鼓勵應用物聯網等新技術,提高防火預測及信息獲取等能力,初步估算,未來5年全國的煙感器安裝規模有望達到7億。 “我相信隨着生活水平的提高,這種新型煙感能夠提高報警精準度、減低誤報率,從根本上解決現有煙感的痛點,有效保障人民生命財產安全,在當前及未來正面臨一個非常廣闊的市場。”祝臻強調到。

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  • 用於快速測試電路信號響應的袖珍型白噪聲發生器

    用於快速測試電路信號響應的袖珍型白噪聲發生器

    能否同時產生所有頻率的頻譜? 電路中的噪聲通常都是有害的,任何好電路都應該輸出儘可能低的噪聲。儘管如此,在某些情況下,一個特性明確且沒有其他信號的噪聲源就是所需的輸出。 電路特性測量就是這種情況。許多電路的輸出特性可通過掃描一定頻率範圍內的輸入信號並觀測設計的響應來測量。輸入掃描可以由離散輸入頻率或掃頻正弦波組成。乾淨的極低頻率正弦波(低於10 Hz)難以產生。處理器、DAC和一些複雜的精密濾波可以產生相對乾淨的正弦波,但對於每個頻率階躍,系統必須穩定下來,使得包含許多頻率的順序全掃描很緩慢。測試較少的離散頻率可能較快,但會增加跳過高Q現象所在的關鍵頻率的風險。 白噪聲發生器比掃頻正弦波更簡單、更快速,因為它能高效地同時產生幅度相同的所有頻率。在被測器件(DUT)的輸入端施加白噪聲可以快速產生整個頻率範圍上的頻率響應概貌。在這種情況下,不需要昂貴或複雜的掃頻正弦波發生器。只需將DUT輸出連接到頻譜分析儀並觀察即可。使用更多的均值操作和更長的採集時間,產生的目標頻率範圍上的輸出響應就更精確。 DUT對白噪聲的預期響應是頻率整形的噪聲。以這種方式使用白噪聲可以快速暴露出意外行為,例如怪異的頻率雜散、奇怪的諧波以及不希望出現的頻率響應偽像。 此外,細心的工程師可利用白噪聲發生器測試測試儀。測量頻率響應的實驗室設備在測量已知平坦的白噪聲發生器時應產生平坦的噪聲曲線。 在實際應用方面,白噪聲發生器易於使用;體積小,足以實現緊湊的實驗室設置;便於攜帶,適合現場測量;並且價格低廉。具有大量設置的高質量信號發生器非常靈活,十分吸引人。但是,多功能性會妨礙快速頻率響應測量。設計良好的白噪聲發生器不需要任何控制,卻能產生完全可預測的輸出。 噪聲討論 電阻熱噪聲,有時稱為約翰遜噪聲或奈奎斯特噪聲,是由電阻內部電荷載子的熱擾動產生的。此噪聲大致是白噪聲,接近高斯分佈。在電學方面,噪聲電壓密度由下式給出: VNOISE 其中,kB為波爾茲曼常數,T為温度(單位K),R為電阻。噪聲電壓是由流過基本電阻的電荷的隨機移動引起的(大致為R×INOISE)。表1顯示了20°C時的一些例子。 表1.各種電阻的噪聲電壓密度 一個10 MΩ電阻就代表一個402 nV/√Hz寬帶電壓噪聲源與標稱電阻串聯。R和T的變化僅以平方根形式影響噪聲,所以放大後的電阻衍生噪聲源相當穩定,可作為實驗室測試噪聲源。例如,從20°C改變為6°C時,電阻從293 kΩ變為299 kΩ。噪聲密度與温度的平方根成正比,因此6°C的温度變化引起的噪聲密度變化相對較小,約為1%。同樣,對於電阻,2%的電阻變化引起1%的噪聲密度變化。 考慮圖1:一個10 MΩ電阻R1在運算放大器的正端產生白色高斯噪聲。電阻R2和R3放大該噪聲電壓並送至輸出端。電容C1濾除斬波放大器電荷毛刺。輸出是一個10 μV/√Hz白噪聲信號。 本例中增益(1 + R2/R3)較高,為21 V/V。 即使R2很高(1 MΩ),來自R2的噪聲與放大後的R1噪聲相比也是無關緊要的。 圖1.白噪聲發生器的完整原理圖。低漂移微功耗LTC2063放大R1的約翰遜噪聲。 電路的放大器必須具有足夠低的摺合到輸入端電壓噪聲,以便讓R1作為主要噪聲源。原因是電阻噪聲應主導電路的整體精度,而不是放大器。出於相同的原因,電路的放大器必須具有足夠低的摺合到輸入端電流噪聲,以避免(IN×R2)接近(R1噪聲×增益)。 白噪聲發生器中可接受多少放大器電壓噪聲? 表2顯示了增加獨立信號源引起的噪聲增加。從402 nV/√Hz到502 nV/√Hz的變化按對數算只有1.9 dB,或0.96功率dB。運算放大器噪聲約為電阻噪聲的50%,運算放大器VNOISE的5%不確定性僅讓輸出噪聲密度改變1%。 表2.運算放大器噪聲貢獻 白噪聲發生器只能使用一個沒有會產生噪聲的電阻的運算放大器。這種運算放大器的輸入端必須具有平坦的噪聲曲線。但是,噪聲電壓往往不能精確定義,並且隨着生產、電壓和温度的不同而有很大的差異。 其他白噪聲電路可能基於齊納二極管工作,但其可預測性非常差。不過,對於μA電流,尋找最佳齊納二極管以獲得穩定噪聲可能很困難,尤其是在低電壓(<5V)情況下。 一些高端白噪聲發生器基於長偽隨機二進制序列(PRBS)和特殊濾波器。使用小型控制器和DAC可能就足夠了;但是,要確保DAC不產生建立毛刺、諧波或交調產物,可能只有富有經驗的工程師才能勝任。另外,選擇最合適的PRBS序列也會增加複雜性和不確定性。 低功耗零漂移解決方案 此項目主要有兩個設計目標: ► 一款易於使用的白噪聲發生器必須是便攜式的,也就是採用電池供電,這意味着其必須是微功耗電子設備。 ► 發生器必須提供均勻的噪聲輸出,哪怕頻率低於0.1 Hz及以上。 考慮到上述噪聲討論及這些關鍵限制條件,LTC2063低功耗零漂移運算放大器符合這一要求。 圖2.袖珍型白噪聲發生器原型 10 MΩ電阻的噪聲電壓為402 nV/√Hz,LTC2063的噪聲電壓大約為其一半。10 MΩ電阻的噪聲電流為40 fA/√Hz,LTC2063的噪聲電流小於其一半。LTC2063的典型電源電流為1.4μA,並且總電源電壓可降至1.7 V(額定電壓為1.8 V),因此LTC2063對電池應用是非常理想的。根據定義,低頻測量需要很長的建立時間,因此該發生器必須由電池長時間供電。 LTC2063輸入端的噪聲密度約為200 nV/√Hz,噪聲在整個頻率範圍內可預測且保持平坦(±0.5 dB以內)。假設LTC2063的噪聲是熱噪聲的50%,而運算放大器電壓噪聲改變5%,則輸出噪聲密度僅改變1%。 設計保證零漂移運算放大器沒有1/f噪聲。有些器件比其他更好,而更常見的是,寬帶規格錯誤或1/f噪聲遠高於數據手冊中給出的值,特別是對於電流噪聲。一些零漂移運算放大器的數據手冊噪聲曲線不會下降到MHz頻率區域,可能是為了掩蓋1/f噪聲。斬波穩定運算放大器可能是解決辦法,它能在超低頻率時讓噪聲保持平坦。另外,高頻噪聲凸起和開關噪聲不得損害性能。這裏顯示的數據支持使用LTC2063來應對這些挑戰。 電路説明 薄膜R1 (Vishay/Beyschlag MMA0204 10 MΩ)產生大部分噪聲。MMA0204是少數幾個兼具高品質和低成本的10 MΩ選擇之一。原則上,R1可以是任何10 MΩ電阻,因為信號電流非常小,所以可忽略1/f噪聲。對於該發生器的主要元件,最好避免使用精度或穩定性可疑的低成本厚膜芯片。 為獲得最佳精度和長期穩定性,R2、R3或RS可以是0.1%薄膜電阻,例如TE CPF0603。C2/C3可以是大多數電介質電容中的一種;C0G可用來保證低漏電流。 圖3.裝置佈局 部署詳情 環路面積R1/C1/R3應減至最小,以確保EMI抑制性能最佳。此外,R1/C1應該加以很好的屏蔽,以防電場影響,這將在EMI考量部分進一步討論。儘管不是很關鍵,但R1應避免較大温度變化。有了良好的EMI屏蔽,熱屏蔽往往是足夠的。 應避免VCM範圍內的LTC2063軌到軌輸入電壓躍遷區域,因為交越可能產生較高且穩定性較差的噪聲。為獲得最佳效果,V+至少應使用1.1 V,輸入共模電壓為0。 請注意,10 kΩ的RS似乎很高,但微功耗LTC2063具有較高輸出阻抗,即使10 kΩ也不會將LTC2063與其輸出端的負載電容完全解耦。對於該白噪聲發生器電路,導致峯化的一些輸出電容可以是設計特性,而不是危險。 輸出端看到的是10 kΩ RS和一個50 nF接地電容CX。此電容CX將與LTC2063電路相互作用,導致頻率響應出現峯化。此峯化可用來擴展發生器的平坦帶寬,就像擴音器中的孔眼擴大下端一樣。假設使用高阻抗負載(>100 kΩ),因為低阻抗負載會顯着降低輸出電平,並且還可能影響峯化。 可選調諧 在高頻限值時,有幾個IC參數(例如ROUT和GBW)會影響平坦度。如果不使用信號分析儀,CX的推薦值為47 nF,這通常會產生200 Hz至300 Hz (-1 dB)的帶寬。 不過,CX可以針對平坦度或帶寬進行優化,典型值為CX = 30 nF至50 nF。要獲得更寬的帶寬和更高的峯值,請使用較小的CX。要使響應衰減更快,請使用較大的CX。 關鍵IC參數與運算放大器電源電流有關,低電源電流的器件可能需要稍大的CX,而高電源電流的器件很可能需要小於30 nF的電容,同時實現更寬的平坦帶寬。 這裏的曲線突出顯示了CX值如何影響閉環頻率響應。 測量 輸出噪聲密度與CX(RS = 10 kΩ,±2.5 V電源)的關係如圖4所示。輸出RC濾波器能有效消除時鐘噪聲。該圖顯示了CX = 0和CX = 2.2 nF/10 nF/47 nF/68 nF時輸出與頻率的關係。 圖4.圖1所示設計的輸出噪聲密度 CX = 2.2 nF時表現出輕微的峯化,而CX = 10 nF時峯化最強,然後隨着CX增大逐漸下降。CX = 68 nF的跡線顯示沒有峯化,但平坦帶寬明顯較低。最佳結果是CX約為47 nF時;時鐘噪聲比信號電平低三個數量級。由於垂直分辨率有限,無法精確判斷輸出幅度平坦度與頻率的關係。該圖使用±2.5 V電池電源產生,但設計允許使用兩枚鈕釦電池(約±1.5 V)。 圖5的Y軸表示放大後的平坦度。對於許多應用,1 dB以內的平坦度即夠用,<0.5 dB比較典型。這裏,CX = 50 nF最佳(RS = 10 kΩ,VSUPPLY ±1.5 V);CX = 45 nF,不過55 nF也可以接受。 圖5.圖1所示設計的輸出噪聲密度的放大視圖 高分辨率平坦度測量需要時間;對於此曲線(10 Hz到1 kHz,平均1000次),每條跡線大約花費20分鐘。標準解決方案使用CX = 50 nF。所示的43nF、47nF和56nF跡線(全部CS < 0.1%容差)與最佳平坦度相比有很小但明顯的偏差。添加CX = 0的橙色曲線以表明峯化提高了平坦帶寬(對於Δ= 0.5 dB,從230 Hz提高到380 Hz)。 對於恰好50 nF電容,串聯2×0.1μF C0G可能是最簡單解決方案。0.1μF C0G 5% 1206很容易從Murata、TDK和Kemet購得。另一種選擇是47 nF C0G(1206或0805);此器件更小,但可能不那麼常見。如前所述,最佳CX隨實際IC參數而變化。 我們還檢查了平坦度與電源電壓的關係,參見圖6。標準電路為±1.5 V。將電源電壓改變為±1.0 V或±2.5 V時,峯化有較小變化,平坦度也有較小變化(因為VN隨電源而變化,熱噪聲佔優勢)。在整個電源電壓範圍內,峯化和平坦度的變化均為約0.2 dB。該曲線表明,當電路由兩個小電池供電時,幅度穩定性和平坦度良好。 圖6.各種電源電壓對應的輸出噪聲密度 對於此原型,電源電壓為±1.5 V時,平坦度在0.5 dB以內,頻率最高約為380 Hz。在±1.0 V電源下,平坦度和峯化略有增加。對於±1.5 V至±2.5 V電源電壓,輸出電平沒有明顯變化。總V p-p(或V rms)輸出電平取決於固定的10μV/√Hz密度以及帶寬。此原型的輸出信號約為1.5 mV p-p。在某些非常低的頻率(MHz範圍),噪聲密度可能會超過規定的10μV/√Hz。對於此原型,已經證實在0.1 Hz時,噪聲密度仍然保持在10μV/√Hz。 就穩定性和温度而言,熱噪聲占主導地位,因此對於T = 22(±6)°C,幅度變化為±1%,這一變化在圖上幾乎不可見。 EMI考量 該原型使用帶聚酰亞胺絕緣層的小銅箔作為屏蔽層。此箔片或翼片纏繞在輸入元件(10 M + 22 pF)周圍,並焊接到PCB背面的接地端。改變翼片的位置對EMI靈敏度和低頻(LF)雜散風險有顯著影響。實驗表明,偶爾出現的低頻雜散是由EMI引起的,該雜散可通過非常好的屏蔽來防止。使用翼片,在沒有任何附加高導磁合金屏蔽的情況下,原型在實驗室中的響應很乾淨。頻譜分析儀上沒有出現主電源噪聲或其他雜散。如果信號上出現過多的噪聲,則可能需要額外的EMI屏蔽。 當使用外部電源而非電池時,共模電流很容易加到信號上。建議將儀器接地與實心導線連接,並在發生器的供電線中使用CM扼流圈。 限制 總有一些應用需要更多帶寬,例如完整音頻範圍或超聲波範圍。在幾μA的電源電流下,更高的帶寬並不現實。憑藉大約300 Hz至400 Hz的平坦帶寬,基於LTC2063電阻噪聲的電路可用於測試某些儀器的50 Hz/60 Hz主電源頻率,例如地震檢波器應用。該範圍適合測試各種VLF應用(例如傳感器系統),因為頻率範圍低至0.1 Hz以下。 輸出信號電平較低(<2 mV p-p)。後續的LTC2063配置為具有5倍增益的同相放大器,加上另一個RC輸出濾波器,可提供同樣受控的300 Hz平坦寬帶噪聲輸出,而且幅度更大。在不能使閉環頻率範圍最大化的情況下,反饋電阻兩端的電容可以降低整體帶寬。在這種情況下,RS和CX的影響在閉環響應的邊緣較小,甚至可以忽略。 結語 本文所述的白噪聲發生器是一種小型但重要的工具。隨着測量時間的延長,低頻應用的標準儀器——一種簡單、可靠、便攜的設備,幾乎可以瞬時完成電路特性測量——成為工程師工具箱中受歡迎的補充工具。與具有眾多設置的複雜儀器不同,該發生器不需要用户手冊。這種特殊設計的電源電流很低,這對於長時間VLF應用測量中的電池供電操作至關重要。當電源電流非常低時,不需要開關。採用電池工作的發生器還能防止共模電流。

    ADI 處理器 運算放大器 DAC

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