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电子工程师在规划中面对的难题及解决方案

EMI / 抗干扰设计EMI 是当今许多设计人员所面临的一项重大挑战。如果不能顺利通过 EMI 测试,则将导致项目成本显著增加和进度迟缓,因此高水平的工程师会在设计的早期寻求减低 EMI 的方法。因

EMI / 抗干扰规划

EMI 是当今许多规划人员所面对的一项严重应战。假设不能顺畅经过 EMI 测验,则将导致项目本钱显着添加和进展缓慢,因而高水平的工程师会在规划的前期寻求减低 EMI 的办法。因为开关稳压器具有高能量功率,所以越来越多人选用,对EMI 的影响也在加剧。一种能有助于按捺与开关电源相关之 EMI 的简略办法是选用一个多相扩频时钟。运用比如 LTC6909 等器材至少可以以三种办法供给协助。首要,硅振荡器 (例如:LTC6909) 可用于将稳压器的开关频率和终究的根本 EMI 频率设定在某个灵敏的频段之外。其次,LTC6909 的多个输出相位可用于在不同的相位对不同的稳压器进行开关操作,因而下降了会发生 EMI 的峰值开关电流。比如 LTC6909 等产品所供给的第三种改进是运用扩频调频技能 (SSFM) 将开关电流分布于时域之中。此项技能不允许辐射能量在任何接收器的频段内长期地逗留,然后改进了 EMI。

低噪声电路规划

噪声是高精确度体系的大敌。一同,它也是一个触及规模很大的论题。这儿我并不计划具体地论述这一论题,而是就电子电路中的噪声举三个比如,并阐明新产品是怎么可以有助于尽量按捺这些噪声。如需全面了解电压噪声、电流噪声、电阻器噪声及其在扩大器电路中的联系,请登录凌力尔特公司的网站查阅规划关键 355 (Design Note 355)。

1. 高速数据转化电路中的扩大器噪声

在模数转化电路中,假设挑选了一个具有满意高分辩率的 ADC,则量化噪声将不再是主导要素。规划人员因而可把其注意力转移至其他的噪声源,包含扩大器噪声、电压基准噪声和时钟相位噪声等,所有这些噪声源均会约束整体体系精确度。当挑选扩大器时,频率规模是重要要素。在 1/f 噪声转机频率以上,宽带电压噪声以 nV/radic;Hz 为衡量单位。带宽越宽,则噪声越大,因而使用无源或低噪声有源滤波器对信号施行滤波处理是低噪声规划的一个重要组成部分。实际上说来,扩大器的噪声设定了最小可分辩信号,而失真则决议了可以精确丈量的最大信号起伏。噪声与失真一同确认了动态规模。所以,关于高分辩率 ADC 使用而言,挑选一款低噪声和低失真的 ADC 驱动器至关紧要。LTC6409 便是这样的一个产品实例,该器材具有 1.1nV/√Hz 的宽带电压噪声。再加上在 100MHz 的 88dB 无寄生动态规模SFDR,可供给合适高速 14 位 ADC 的宽动态规模驱动才能。例如:当以一个 150Msps 的采样速率向 14 位 LTC2262-14 供给一个 DC 耦合单端 70MHz 驱动输入时,所发生的 SNR 和 SFDR 分别为 71.1dB 和 81.6dB。

2. 电压基准噪声

在外表体系中,分辩率和精确度方面的约束要素常常是电压基准安稳性和噪声。近来,有两个要素使电压基准噪声变得愈加剧要了。第一个要素是体系电源电压呈日渐下降之势。在较低的作业电压条件下,噪声层变得更为显着。第二个要素是,跟着具有高初始精确度和低漂移特性的新式基准面市、以及体系规划人员可以愈加容易地对体系要素进行校准,基准安稳性问题现已变得不那么扎手了。可是,噪声是无法予以校准的。为了协助规划人员满意那些选用较低电源电压体系的苛刻要求,凌力尔特公司推出了具无与伦比的 0.25ppm 峰至峰噪声水平的 LT6655。LT6655 可供给 7 种输出电压选项 (从 1.25V 至 5V),是外表及测验设备所需的高分辩率 ADC 和 DAC 的抱负伙伴芯片。该器材的宽作业温度规模和杰出的安稳性使其成为轿车及其他严格环境中的绝佳挑选。

3. 电机操控电流丈量中的共模噪声

用于闭环 PWM操控的精确电流丈量 (例如:监督 H 桥电机所需的电流丈量) 是一项极具应战性的作业。人们优选的办法一般是选用一个与电机相串联的并联电阻器。当开关断开和闭合时,共模电压会十分突然地从一个电平变至另一个电平,并随同有因为流过电机的电流发生变化所导致的大反应电压 (L di/dt),因而使状况愈加杂乱。应对这种共模噪声的办法之一是对电流丈量进行同步处理,以使丈量在电路完成安稳之后进行。但在实际操作中这种做法会很难施行。比如 LT1999 等新产品简化了这一丈量难题。LT1999 具有一个 96dB (在 DC) 和 80dB (在 100kHz) 的输入共模按捺比。其阶跃响应为 1μs,而带宽为 2MHz。这款器材专为苛刻环境而规划,具有高 ESD 耐受才能、低 EMI 灵敏性和 一个 -55°C 至 150°C 的规则作业温度规模,然后使其十分合适于轿车及工业使用。

扩大电路

运算扩大器是极为通用的单元式部件,可用于信号的扩大和调度。可是,因为咱们生活在实际国际之中,因而并不存在比如“抱负运算扩大器”之类的东西。规划人员有必要了解其规划方针,并挑选一款具有希望标准组合 (使其可以满意这些方针) 的扩大器。关于许多使用而言,一个重要的发展趋势便是“以更少组件处理更多作业”。在电子体系中,这一般意味着比从前产品更快的速度、更高的精确度和更低的功耗。LTC6252 / 3 / 4、LTC624 / 5 / 6 和 LTC6255 / 6 / 7 系列运算扩大器供给了一种新的速度-功率功率水平,并坚持了低噪声和高精确度。这些产品运用了一种先进的 SiGe 工艺,以完成以下的优异功能:LTC6252 具有 20MHz GBW 和仅 3.5mA 的耗费电流,LTC6246 具有 180MHz 带宽且耗费电流仅为 1mA,而 LTC6255 则具有 6.5MHz GBW 和戋戋 65μA 的耗费电流。这些产品还可供给纤巧型封装,并在 -40°C 至 125°C 的温度规模内具有绝佳的 AC 和 DC 标准目标,然后使规划人员可以以低功耗来完成优胜的功能。

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