ADI [技术**精华]

只看该作者 · 2018-9-28 10:33

隔离式栅极驱动器揭秘

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[QC1] )。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[QC2] 。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。

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需要栅极驱动器
栅极驱动器的关键参数
驱动强度：
时序

隔离：
抗扰度：
结语

只看该作者 · 2018-9-30 09:39

利用噪声频谱密度评估软件定义系统中的ADC
不断丰富的高速和极高速ADC以及数字处理产品正使过采样成为宽带和射频系统的实用架构方法。半导体技术进步为提升速度以及降低成本做出了诸多贡献(比如价格、功耗和电路板面积)，让系统设计人员得以探索转换和处理信号的各种方法——无论使用具有平坦噪声频谱密度的宽带转换器，或是使用在目标频段内具有高动态范围的带限Σ-Δ型转换器。这些技术改变了设计工程师对信号处理的认识，以及他们定义产品规格的方式。

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我的目标频段内有多少噪声?
将SNR和采样速率转换为噪声频谱密度
NSD进入视野
过采样替代方法
当噪底不平坦时
一个总结性范例

只看该作者 · 2018-9-30 10:07

领先的SiC/GaN功率转换器的驱动

目前，功率转换器市场快速演进，将来也会快速发展，从简单的高性价比设计模式走向更为广泛、更具持续性的创新模式。新的挑战不断涌现，比如，生产能供小型伺服驱动使用或者能集成到分布式存能单元功率转换器中的更小、更高效的功率转换器。这也意味着，要用更高的工作电压来管理更高的功率，却不能增加重量和尺寸，比如，太阳能串式逆变器和电动汽车牵引电机等应用场合。

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2021年功率转换器市场预测
聚酰亚胺绝缘层上的iCoupler变压器线圈
ADuM4135评估板
ADuM4135框图

只看该作者 · 2018-10-8 15:18

锁相环(PLL)基本原理

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

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基本配置：时钟净化电路
鉴频鉴相器
高频整数N分频架构
整数N和小数N分频器
用于5G通信的窄带LO

只看该作者 · 2018-10-10 11:22

用于快速测试电路信号响应的袖珍型白噪声发生器

问：
能否同时产生所有频率的频谱?
答：
电路中的噪声通常都是有害的，任何好电路都应该输出尽可能低的噪声。尽管如此，在某些情况下，一个特性明确且没有其他信号的噪声源就是所需的输出。

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噪声讨论
白噪声发生器中可接受多少放大器电压噪声?
低功耗零漂移解决方案
电路说明
部署详情
可选调谐
测量

只看该作者 · 2018-10-11 10:39

驱动APTMC120AM20CT1AG SiC电源开关的ADuM4135栅极驱动器的性能

在太阳能光伏(PV)和储能应用中，提高功率密度已经成为一种趋势，另外我们还需要不断提高效率。碳化硅(SiC)功率器件提供了这个问题的解决方案。SiC器件是宽带隙器件，能够在高于1000 V dc的电压下工作，通常具有较低的漏源阻抗(RDSON)。SiC器件还能满足降低导电性从而提高效率的需求。SiC器件还能达到高于100 kHz的快速开关速度，而且开关过程中的寄生电容和相关电荷也比较低。但它们也存在一些缺点，包括要求栅极驱动器具有大于100 kV/μs的较高共模瞬变抗扰度(CMTI)。另一个缺点是，SiC的漏源的较高开关频率可能导致器件栅极的振荡。在驱动较高电压的SiC器件(使用它们可以实现显著的功率密度提升)时，这些缺点可能导致问题。作为栅极驱动器和SiC的一种组合，ADuM4135和Microsemi APTMC120AM20CT1AG模块可以解决这些问题。ADuM4135栅极驱动器是一款单通道器件，在25 V的工作电压下(VDD至VSS)，典型驱动能力为7 A源电流和灌电流。最小CMTI为100 kV/μs。APTMC120AM20CT1AG电源模块是一款半桥SiC器件，集电极-发射极电压额定值为1200 V，RDSON为17 mΩ，具有108 A的连续电流能力。栅源电压(VGS)额定值为10 V至+25 V。

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测试设置
电气设置
高电流测试
PWM延迟
原理图
结论

只看该作者 · 2018-10-15 09:43

适用于智能基础设施的MEMS传感器

平板电脑、智能电话、视频游戏机、摄录机和相机彻底改变了传感器世界，其中包括MEMS加速度计和陀螺仪。它们能够测量运动，导致很多使用这些传感器的设备得以改善性能并增加功能。

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智能基础设施
ADXL35x MEMS加速度计系列
支持结构健康监测的高级特性
结论

只看该作者 · 2018-10-18 09:59

fido5100和fido5200 REM交换芯片与主机和网络处理器配合使用

处理实时应用需要高度的确定性和可靠性，主要原始设备制造商(OEM)引入了许多协议，例如Profinet、EtherCAT、Ethernet/IP、Sercos和Modbus TCP。兼容这些协议，以及需要更新以兼容未来增强功能(如时间敏感网络(TSN))的可能性，是每个工业通信设计的重要考虑因素。ADI公司通过实时以太网多协议(REM)交换芯片fido5100和fido5200支持最常见工业以太网协议。此交换芯片与fido1100通信控制器配合使用，使可编程多协议RAPID方案更加完善。fido5100和fido5200 REM交换芯片为Profinet IRT、EtherCAT、Ethernet/IP、Modbus TCP和Powerlink提供预认证的解决方案。

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主机接口
中断
MDIO接口
存储器要求
引脚数
互连框图
REM交换芯片软件驱动程序

只看该作者 · 2018-10-19 10:04

RF转换器为下一代无线基站提供高效多频段无线电

为了支持不断增长的无线数据需求，现代基站无线电设计支持多个E-UTRA频段以及载波聚合技术。这些多频段无线电采用新一代GSPS RF ADC和DAC，可实现频率捷变、直接RF信号合成和采样技术。为了应对RF无线频谱的稀疏特性，利用先进DSP来高效实现数据比特与RF的来回转换。本文描述了一个针对多频段应用的直接RF发射机例子，并考虑了DSP配置以及功耗与带宽的权衡。

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简介 - 10年、10倍频段、100倍数据速率
多频段无线电和频谱的有效利用
基站发射机演变为直接RF
带DPD接收机的直接RF发射机：示例

只看该作者 · 2018-10-23 13:52

面向汽车和工业应用的 40 V 输入、3.5 A Silent Switcher μModule 稳压器

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。

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低噪声 Silent Switcher 架构简化了EMI 设计
3.5 A 连续电流和 6 A 峰值电流提供能力
–40°C 至 +150°C 的宽工作温度范围
从 +3.5 V 至 +35 V 输入产生 -5 V 负输出
结论

只看该作者 · 2018-10-24 09:57

电池充电器的反向电压保护

处理电源电压反转有几种众所周知的方法。最明显的方法是在电源和负载之间连接一个二极管，但是由于二极管正向电压的原因，这种做**产生额外的功耗。虽然该方法很简洁，但是二极管在便携式或备份应用中是不起作用的，因为电池在充电时必须吸收电流，而在不充电时则须供应电流。

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N 沟道 MOSFET 设计
P 沟道 MOSFET 设计
结论

只看该作者 · 2018-10-26 10:03

本帖最后由 21ic子站宣传员于 2018-10-26 10:05 编辑

电压转换的级联和混合概念

对于需要从高输入电压转换到极低输出电压的应用，有不同的解决方案。一个有趣的例子是从48 V转换到3.3 V。这样的规格不仅在信息技术市场的服务器应用中很常见，在电信应用中同样常见。

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通过单一转换步骤将电压从48 V降至3.3 V

电压分两步从48 V降至3.3 V，包括一个12 V中间电压

混合式降压转换器的电路设计

只看该作者 · 2018-10-29 10:10

未来维修服务对传感器的需求：用于实施状态监控的智能传感器

改善状态监控和诊断并实现整体系统优化，是当今人们在使用机械设施和技术系统时面临的部分核心挑战。这个话题不仅在工业领域，在任何使用机械系统的地方都愈加重要。以往，都是根据计划来维护机器，延迟维护可能会面临生产停工的风险。如今，人们通过处理机器的数据来预测其剩余的使用寿命。尤其是温度、噪声和振动等关键参数，可以利用记录的这些数据来确定最佳运行状态，甚至是所需的维护次数。此举可以避免造成不必要的磨损，并且能够尽早发现潜在的问题和原因。通过这种状态监控，设施的可用性和有效性可挖掘出相当大的优化空间，从而获得决定性的优势。例如，经证实，实施这种监控之后，ABB1一年内将停机时间减少了70%，将电机的服务寿命延长了30%，同时将设施的能耗降低了10%。

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机器的生命周期展示
通过振动分析实施状态监控
对振动传感器的需求
基于状态的监控可以采用的分析方法
1. 基于时间的分析
2. 基于频率的分析
3. 时域和频域分析组合

只看该作者 · 2018-11-1 10:34

优化电源测量设置

问：

如何确保尽可能高效地测试开关稳压器?

答：

电路设计人员在决定使用某个特定电源之前，首先会对它进行仔细测试。开关稳压器IC的数据手册提供了整个电源在实际应用中如何运行，以及如何通过实验室测试来获得相应特性的有价值信息。电路仿真(例如LTspice®)很有用，可以帮助优化电路。但是，仿真并不能代替硬件测试。就此而言，寄生参数要么难以估计，要么难以仿真。

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尽可能减小线路电感
输入端增加本地储能器件

只看该作者 · 2018-11-2 10:09

42 V、6 A（峰值7 A）、超低EMI辐射、高效率降压型稳压器

LT8640S/LT8643S是42 V、6 A连续电流/7 A峰值电流单片式降压型稳压器，采用第二代Silent Switcher® 2架构。Silent Switcher稳压器通过将高频环路一分为二来抑制EMI辐射，分离环路产生的磁场相互抵消。第二代Silent Switcher 2在封装内集成了旁路陶瓷电容。这些电容位于快速交流环路(VIN、BST和INTVCC)内，因此需要精密且可重复的PCB布局才能确保EMI性能。集成这些电容大大简化了PCB布局和制造要求。即使是低成本的双层电路板，现在也能具有出色的EMI性能。

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易于布局、超低EMI、高效率的Silent Switcher 2
展频模式的超低EMI LT8640S 5 V/6 A降压转换器
使用两个LT8643S器件的并联3.3 V/12 A降压转换器

只看该作者 · 2018-11-6 10:25

具有超快瞬态响应和低功耗的有源整流控制器

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。

图 1：输入纹波的整流。

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对输入纹波整流的快速响应

与肖特基二极管相比具有低功耗
额外的低输入电压操作能力
集成化升压型稳压器
结论

只看该作者 · 2018-11-8 14:29

创新型数字总线架构降低音频系统成本

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。

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现状
汽车音频总线简介
汽车音频总线基本特性
目标市场与应用
总结

只看该作者 · 2018-11-9 10:19

工业过渡：实现可信的工业自动化

新技术的进步以及对更高效生产工艺和生产厂的期盼正推动工业设施发生前所未有的变革。这些变革提高了自动化程度、精确度和可用数据量。

这些进步使工业4.0成为现实，为制造商带来更大的发展前景和商机，在减少排放的同时，通过提高生产力、安全性和可靠性在全球经济环境中增强竞争优势。据估计，未来10年将带给自动化设备制造商价值约6.5万亿美元的商机。

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联网企业所需的过渡，特别是以太网和安全性
ADI公司最近收购了Sypris Electronics的安全业务部门(SCIOMetrics)
结论

只看该作者 · 2018-11-12 09:52

以太网用于运动控制的三个原因

就运动控制而言，以太网、现场总线以及其他技术(如外围组件互连)历来都是相互竞争的，用以在工业自动化和控制系统中获得对一些最苛刻要求的工作负载的处理权限。运动控制应用要求确定性(保证网络能够及时将工作负载传送至预定的节点)，这是确保位置保持所必需的，这进而又将确保驱动器的精确停止、适当的加速/减速以及其他任务。

标准的IEEE 802.3以太网从未达到这方面的要求。即使全双工交换和隔离冲突域淘汰了过时的CSMA/CD数据链路层，但它还是缺乏可预测性。此外，典型堆栈中的TCP/IP的高度复杂性并未针对实时流量的可靠传送进行优化。因此，现场总线以及带有基于ASIC的PCI卡的PC控制架构一直是常见的运动控制解决方案。

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以太网正成为工业应用中日益重要的网络。
融合而不是增加复杂性
以太网提供了不同网络融合的可能性。
确定性适用于运动控制应用
以太网能够支持工厂中苛刻的运动控制应用
面向IIoT的长期可行性

只看该作者 · 2018-11-13 09:36

轻松监控多个电压

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。

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数字控制型电压源系统方框图
利用 LTpowerPlay 下的图形控制面板完成的简单监视