selina的博客

如何最小化 SEPIC 转换器的排放

用于电压转换的每个开关模式稳压器都会引起干扰。在电压转换器的输入端和输出端,有一部分是通过线传输的,但也有一部分是辐射的。这些干扰主要是由快速开关的边缘引起的。

对于现代开关模式稳压器,它们只有几纳秒长。采用新开关技术(例如SiC或GaN)之后,这些开关转换的时间特别短。图1所示为大约 1纳秒长的开关转换时间。基础频率不能与降压型稳压器的开关频率混淆。但是,有一些方法可以克服干扰问题。如图1所示,应该尽可能快地开关边缘,以便尽可能减少开关损失。

图1. 快速开关转换引发干扰。

为了创建一个辐射干扰尽可能低的优化电路板布局,开关模式稳压器的热回路必须尽可能小—也就是说,寄生电感越小越好。为了说明快速开关电流产生的影响,我们针对一个示例进行了计算。如果在一纳秒内开关1 A电流,且该电流路径中存在20 nH 的寄生电感,则会产生20 V电压偏移。计算公式如下:

如何利用零漂移放大器实现高精度系统设计?

顾名思义,零漂移放大器是指失调电压漂移接近于 0 的放大器。它连续自动校正任何直流误差,实现超低水平的失调电压、时间漂移和温度漂移。

零漂移放大器的常见特性包括:超低失调电压和漂移、高开环增益、高电源抑制、高共模抑制以及零 1/f 噪声。

问:零漂移放大器有哪些常见应用?

答:零漂移放大器常用于使用低幅度信号、频率低于100Hz、要求高闭环增益的精密应用。此类应用包括:精密电子秤、称重传感器、桥式/热电偶传感器前端、医疗仪器和精密计量设备。

问:为什么零漂移放大器常用于低频传感器信号调理系统?

答:传感器产生的输出电压通常很低,需要通过具有高增益、低噪声和精密直流性能的信号调理电路进行调理。然而,失调电压、漂移和1/f噪声会引起误差,尤其会影响直流或低频、低电平电压测量。这些直流不精确性被电路增益级放大后,会导致输出电压偏移。因此,必须最大程度地降低失调电压和漂移,消除1/f噪声,利用零漂移放大器可以实现最佳的信号调理。

问:零漂移设计技术有哪些?

瑞士边境大型强子对撞机中那枚“星星”,缘起ADI!

喜欢研究自然界法则的童鞋,必定也是一枚物理学fancier!尤其近年来爆火的量子物理学,更是得到了无数“物理帝”、科学家甚至神秘学爱好者的青睐。如果你也喜欢量子物理,那么你一定知道欧洲核子研究组织(CERN)在瑞士边境下建造的当前最先进、最昂贵的大型强子对撞机(LHC)。其实在该LHC中有一枚闪亮的星星,和ADI渊源甚深。

科普:在预言粒子中有一种神秘莫测、极难寻觅的希格斯(Higgs)玻色子,曾有人因此特性嘲笑它是“上帝诅咒的粒子”,因而它又被称为“上帝粒子”。CERN曾宣布在LHC实验中,有了类似上帝粒子标准模型的粒子发现。

在LHC内部,有两束被称为"强子"的亚原子粒子束——实质上是质子或铅离子,在回旋加速器内以相反方向运行,每运行一圈就会获得更多的能量。通过研究这些粒子的碰撞,物理学家对宇宙及构成宇宙的粒子的内在运行规律有了前所未有的认识。

你的电路板“糊了”吗?快来学习保护妙招吧!

你知道将24V电源连接到12V电路上,会发生什么吗?了解电源线和接地线反接的后果吗?清楚输入电源瞬变至非常高或低于地电位的电路环境中时将有怎样的结局吗?如果你遇到了这样的情况,你的电路板不是“糊了”就是“凉了”。那该怎样掌握电路、电源保护的方法呢?请往下看……

一般来说,设计师为了隔离负电源电压会布设一个与电源相串联的功率二极管或 P 沟道 MOSFET。然而,二极管既占用宝贵的板级空间,又会在高负载电流下消耗大量的功率。此外,P 沟道 MOSFET 的功耗虽然低于串联二极管,但 MOSFET 以及所需的驱动电路将会导致成本增加。

因此,这两种解决方案均牺牲了低电源操作性能,尤其是串联二极管。而且,两种方法都没有提供针对过高电压的保护 —— 这种保护需要更多的电路,包括一个高电压窗口比较器和充电泵。那该怎么处理呢?

欠压、过压和电源反向保护

ADI提供的LTC4365是一款独特的解决方案,它可精巧和稳健地保护敏感电路免遭意料之外的高电源电压或负电源电压。LTC4365 能隔离高达 60V 的正电压和低至 –40V 的负电压。只有处于安全工作电源范围之内的电压被传送至负载。仅需的外部有源组件是一个连接在不可预知的电源与敏感负载之间的双路N沟道MOSFET。

ADC前端驱动电路该怎么加?杨老这波分析很赞噢!

模数转换器(ADC)能够将模拟量转变成数字量,因此它是电学测量、控制领域中一个极为重要的部件。一般来说,一个模拟电压信号,在进入ADC的输入端之前,都需要增加一级驱动电路(Driver);但是也有一些ADC具有“极贴心设计”的输入端,这就无需在前级增加驱动电路了。那么到底什么时候该加,什么时候不该加呢?且听杨老师娓娓道来~

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加或不加,都得从原理说起,毕竟原理才是学习模电的重点。首先我们要知道,为什么要给ADC前端增加驱动电路?杨老在这儿给出了5条理由,包括:

* 输入范围调整
* 输入类型转换
* 低阻输出,以减小测量误差
* 输入类型转换
* 抗混叠滤波

其中,只要有一条是必要的,就必须使用ADC驱动电路。下面进行一一分析。

输入范围调整

任何一个ADC,都有输入电压范围。当实际输入电压超出此范围,将引起ADC转换失效。而被转换的信号,并不能保证在此范围内,这就需要ADC驱动电路将其调整到合适的范围之内。

输入范围调整,包括对信号的增益改变,以及直流电平移位两个功能。

输入类型转换

【工程师博客】软件的功能安全

作者:Tom.meany,ADI功能安全工程师

我不会说功能安全人员讨厌软件,但有时您这么想也情有可原。从安全的角度来讲,软件被认为有太多的状态,并且据说不可测试。

图1 - 我期待阅读的一本书

由于软件的不可测试性,无法证明软件的安全性,而过去则使用相对简单的逻辑,使用安全继电器等来实现。

然而,考虑到软件给系统带来的灵活性和功能,必然会要求安全使用。随着IEC 61508-3等新标准的出台,设计人员通过遵循一组过去经证实能提供安全软件的技术,来证明他们的软件是足够安全的。

【工程师博客】附录E – 片内冗余要求

作者:Tom.meany,ADI功能安全工程师

IEC 61508:2010中一些最重要的半导体信息载于第2部分附录E中。本附录已列入2010版本标准,并将在2021/22期限内修订第3版。

图1 - 附录标题

附录是规范性文档,因为它载有要求(与仅包含有关如何解释或应用标准正文的指导的参考性文档相反)。

附录E具体摘自IEC 61508-2:2010第7.4.2.2条,该条款在b)点中指出“IC对片内冗余的特殊要求(见附录E),在适当的情况下,除非有理由证明不同通道之间的独立性是通过采用一组不同的措施来实现的”。可能采用一组替代技术这一事实使附录E的规范性在一定程度上受到质疑!然而,即使采用替代技术,附录E中的个别建议也是不错的。

附录上的一些重要限制:

【工程师博客】如何设计安全的软件架构

作者:Tom.meany,ADI功能安全工程师

简单直接地开始编程的诱惑总是很大。如果采取这种做法,日后在安全和防护方面可能要付出代价。设计适当的软件架构可以......

简化接口
减少须视为安全相关的代码量
促进模块化
有助于测试和验证
简化非安全相关软件的更改管理
支持更严格的硬件设计
简化代码
关于简化这一目标,我喜欢下面这句发人深省的名言

图1 - 关于软件设计的名言

IEC 61508-3中的V模型将软件架构步骤显示为收集需求与软件设计之间的步骤。它是决定软件安全基本策略的步骤,包括冗余和多样性的使用。它还涉及将功能分配给主要元件和子系统,并决定其间如何互连。

【工程师博客】AD7770功能安全应用的另一个有趣部分

作者:Tom.meany,ADI功能安全工程师

AD7770有8个同步采样模数转换器,每个通道都有自己的多路复用器、PGA和SINC滤波器。AD7770的额定工作频率低至DC。然而,从功能安全的角度来看,最引人注目的是第9个ADC,即框图底部的SAR ADC。

图1 - AD7770功能框图

SAR ADC的精度不如Σ-Δ ADC高,但它速度快,能在Σ-Δ通道执行一次转换的时间内转换其他8个通道的输入。这意味着您不必暂停其他通道的转换就能获得关于转换结果的第二看法。如果使用SAR ADC进行诊断,那么由于它在架构上与Σ-Δ ADC不同,因此能够很好地防范CCF(共因失效)。例如,SAR和Σ-Δ的不良EMI效应出现在相同频率的可能性非常小。这是多样性的一个例子。

【工程师博客】功能安全应用的一个有趣部件:AD7124

作者:Tom.meany,ADI功能安全工程师

AD7124是一款24位Σ-Δ ADC,包括片内多路复用器、PGA(可编程增益放大器)、基准电压、缓冲区、稳定时钟、电压调节器和大量诊断功能器件。

图1 - AD7124-4的功能框图

AD7124提供4通道和8通道版本。

在上一篇博客中,我讲到了功能安全的3项关键要求。根据这些要求来研究AD7124: