Подборка Уголок радиоконструктора

Схема ограничения и сдвига уровня на AD8002

Простая схема ограничения и сдвига уровня для параллельного АЦП

В спецификациях многих параллельных АЦП, таких как выпускаемый Texas Instruments ADC1175, рекомендованный диапазон входных рабочих напряжений составляет от 0.6 до 2.6 В. Однако в некоторых приложениях требуется дискретизация симметричного входного аналогового сигнала. Описанная в этой статье схема преобразует симметричный входной сигнал от –0.2 до +0.2 В в сигнал рекомендованного для АЦП диапазона от 0.6 до 2.6 В (Рисунок 1). Кроме того, схема не позволяет выходному напряжению опускаться ниже потенциально опасного для АЦП уровня –0.3 В.

Добавление R3 и D1 к обычной схеме операционного усилителя превращает его в ограничитель. Уровень ограничения определяется компонентами R3, D1, R4 и R5. Добавление тока IDC позволяет смещать постоянный уровень выходного напряжения.
Рис.1
Добавление R3 и D1 к обычной схеме операционного усилителя превращает его в ограничитель. Уровень ограничения определяется компонентами R3, D1, R4 и R5. Добавление тока IDC позволяет смещать постоянный уровень выходного напряжения.

   Для получения широкой полосы пропускания в схеме используется сдвоенный операционный усилитель с токовой обратной связью AD8002. Коэффициент усиления напряжения первого неинвертирующего усилителя (IC1A) равен пяти. Этот каскад, имеющий высокое входное и низкое выходное сопротивление, обеспечивает также согласование входного сигнала со вторым каскадом IC1B. Основную часть работы выполняет второй каскад. Функция ограничения реализуется инвертирующим усилителем, образованным микросхемой IC1B и резисторами R4, R5, к которому добавлены R3 и D1. Уровень ограничения задается элементами R3, D1, R4 и R5. Добавление тока IDC сдвигает постоянный уровень выходного напряжения. Требуемый уровень смещения, в данном случае 1.6 В, устанавливается подстроечным резистором P1.

    Считая ток диода D1 пренебрежимо малым, выражение для выходного напряжения VO можно записать так:

Учитывая, что напряжение VD на диоде равно 0.6 В,

    Ограничение, защищающее АЦП, происходит вблизи 0 В. Повышение порога ограничения ухудшает линейность схемы в рабочем диапазоне. Другими словами, между уровнем ограничения и линейностью существует компромисс. Резистор R8 ограничивает ток через входной вывод АЦП. Конденсатор C2 является необязательным; он служит для ограничения полосы пропускания схемы. Блокировочный конденсатор C1 снижает уровень помех, которые могут приходить по шине питания –VCC.

Генератор чистого синусоидального сигнала

Генератор чистого синусоидального сигнала

Catherine Chang, Philip Karantzalis и Aaron Schultz, Linear Technology

    Не так давно семейство операционных усилителей Linear Technology было расширено приборами с лучшим в отрасли соотношением скорости и напряжения питания. Серия LTC6258/LTC6259/LTC6260 (одиночный, сдвоенный, счетверенный) обеспечивает произведение усиления на полосу пропускания 1.3 МГц при потребляемом токе всего 20 мкА, максимальное напряжение смещения 400 мкВ и rail-to-rail входы и выходы. В сочетании с источником питания 1.8 … 5.25 В этот операционный усилитель (ОУ) позволяет создавать низковольтные приложения с высочайшими характеристиками, низким энергопотреблением и разумной ценой.

Синусоида с низкими искажениями

     Речь не идет о том, чтобы пытаться генерировать синусоиду с искажениями –100 дБн с помощью маломощного 5-вольтового операционного усилителя. Будет использован другой подход. Создать дешевый низковольтный генератор синусоидального сигнала с очень низким потреблением мощности можно, объединив простой маломощный генератор прямоугольных импульсов с полосовым фильтром, использующим LTC6258.

Активный фильтр

     Полосовой фильтр на Рисунке 1 связан с входом по переменному току. Благодаря этому вход LTC6258 не нагружает предыдущий каскад, позволяя использовать весь диапазон синфазных напряжений. Смещение для полосового фильтра на микросхеме LTC6258 задает простой резистивный делитель RA1, RA2. Привязка входов операционного усилителя к фиксированному напряжению помогает уменьшить искажения, которые могут возникнуть при изменениях синфазного напряжения.

Полосовой фильтр 10 кГц.
Рисунок 1. Полосовой фильтр 10 кГц.

     Центральная частота фильтра равна 10 кГц (Рисунок 2). Точные значения сопротивлений и емкостей могут быть изменены вверх или вниз, в зависимости от того, являются ли более приоритетными низкие шумы резисторов или низкий общий ток потребления. Данная реализация была оптимизирована для низкого рассеяния мощности за счет уменьшения тока в контуре обратной связи. Первоначально емкости конденсаторов C2 и C3 были равны 4.7 нФ или больше, а сопротивления резисторов ниже. В окончательном варианте схемы, оптимизированной для снижения потребления, были использованы конденсаторы 1 нФ и резисторы с более высокими сопротивлениями.

Полосовой фильтр 10 кГц.
Рисунок 2. Зависимость усиления и фазы полосового
фильтра от частоты.

    Помимо рассеиваемой мощности, вторым, но не менее важным аспектом импеданса петли обратной связи является нагрузка rail-to-rail выходного каскада операционного усилителя. Более тяжелые нагрузки, такие как 1 кОм и 10 кОм, значительно снижают усиление петли обратной связи, что, в свою очередь, влияет на точность полосового фильтра. В техническом описании показано, что усиление для большого сигнала при увеличении нагрузки со 100 кОм до 10 кОм уменьшается в 5 раз. Емкости конденсаторов C2 и C3 можно уменьшить, но тогда сопротивление R6 становится еще больше, создавая больше шума на выходе. Величина добротности для этого полосового фильтра была выбрана небольшой – приблизительно 3. Умеренная, а не высокая добротность дает возможность использовать конденсаторы с допуском 5%. Более высокое значение добротности потребует более точных конденсаторов и, скорее всего, более высокого коэффициента усиления разомкнутого контура на частоте 10 кГц, чем это достижимо при данном импедансе обратной связи. Естественно, низкая добротность приводит к худшему подавлению гармоник, чем более высокая.

Добавление генератора

    Маломощный синусоидальный сигнал может быть получен подачей прямоугольных импульсов на полосовой фильтр. Полная схема изображена на Рис.3. Микромощный генератор прямоугольных импульсов LTC6906, частота которого с помощью внешнего резистора установлена равной 10 кГц, может управлять относительно легкой нагрузкой, каковой для него являются входные резисторы полосового фильтра. Ток, потребляемый LTC6906 на частоте 10 кГц, составляет 32.4 мкА.

Схема генератора 10 кГц, использующая микросхему LTC6906.
Рис.3 Схема генератора 10 кГц, использующая микросхему LTC6906.

   На Рис.4 показаны осциллограммы выходных сигналов микросхемы LTC6906 и полосового фильтра. Уровни второй и третьей гармоник синусоиды равны, соответственно, –46.1 дБн и –32.6 дБн. Выходной сигнал составлял от 1.34 В пик-пик до 1.44 В пик-пик со слегка изменяющимся точным уровнем из-за конечного усиления ОУ без обратной связи на частоте 10 кГц. Ток, потребляемый от шины 3 В, не превышает 5 мкА.

Осциллограммы выходных сигналов генератора и фильтра.
Рисунок 4. Осциллограммы выходных сигналов генератора и фильтра.

Другие усовершенствования

   На Рис.5 показаны дополнительные улучшения. Маломощный источник опорного напряжения LT6656 позволяет использовать способность LTC6906 и LTC6258 работать при очень низком напряжении питания. При питании от батареи опорный источник обеспечивает напряжение 2.5 В. Фиксированное питание 2.5 В стабилизирует размах выходного сигнала при изменениях входного напряжения. Кроме того, более низкие емкости конденсаторов фильтра с более высокими сопротивлениями резисторов еще больше уменьшают нагрузку на LTC6258, снижая рассеивание мощности и повышая точность фильтра.

Генератор и фильтр со стабилизированным питанием.
Рисунок 5. Генератор и фильтр со стабилизированным питанием.

Заключение

    Серия LTC6258/LTC6259/LTC6260 (одиночный, сдвоенный, счетверенный) обеспечивает произведение усиления на полосу пропускания 1.3 МГц при потребляемом токе всего 20 мкА, максимальное напряжение смещения 400 мкВ и rail-to-rail входы и выходы. В сочетании с источником питания 1.8 … 5.25 В этот операционный усилитель позволяет создавать низковольтные приложения с отличными характеристиками, небольшим энергопотреблением и низкой ценой.

Схема контроля напряжения сети переменного тока

Схема контроля напряжения сети переменного тока

Схема на Рисунке 1 представляет собой простое устройство для контроля напряжения сети переменного тока. Контроль питания важен, например, в системах обогрева и охлаждения, где длительное отсутствие сетевого напряжения может привести к повреждению оборудования. Схема на Рисунке 1 почти не потребляет мощность от сети переменного тока. Небольшой расход тока батареи порядка 5 мкА обеспечивает ей большой срок службы в этом приложении. Оптопара состоит из неоновой лампы и фотоэлемента. При наличии сетевого напряжения неоновая лампа, ток которой ограничен резистором R1, будет светиться. Низкое потребление мощности делает неоновую лампу идеальной для этого приложения. Сопротивление фотоэлемента в оптопаре низкое, когда фотоэлемент освещен, и высокое, когда освещение отсутствует. Резистор R2 ограничивает ток фотоэлемента.

Эта схема устанавливает флаг или включает визуальный сигнал тревоги при пропадании напряжения сети переменного тока.
Рис.1
Эта схема устанавливает флаг или включает визуальный сигнал тревоги при пропадании напряжения сети переменного тока.

     IC1A из микросхемы счетверенного логического элемента «И-НЕ» с триггером Шмитта выполняет функцию буфера для оптопары. При наличии сетевого напряжения выход IC1A имеет высокий уровень, а в случае аварии уровень становится низким. На элементе IC1B сделан одновибратор, запускаемый отрицательным фронтом. Он формирует положительный импульс длительностью примерно 0.8R3C1 (~0.8 с), Выходной импульс через токоограничительный резистор R4 включает транзистор Q1, который активирует соленоид S1. Диод обратного хода D1 защищает транзистор Q1 от индуктивных выбросов, создаваемых соленоидом при выключении. S1 можно использовать для установки флага или для включения визуального сигнала тревоги. Флаг остается взведенным до тех пор, пока не будет сброшен вручную, чтобы подготовить схему к фиксации следующей аварии.

Микросхемы контроллеров Toshiba TC78B041FNG TC78B042FTG

Toshiba выпустила микросхемы контроллеров трехфазных бесщеточных двигателей с синусоидальным управлением

Новые контроллеры без регулировки фазы обеспечивают высокий КПД в широком диапазоне скоростей вращения

Toshiba Electronics Europe выпустила две новые микросхемы контроллеров трехфазных бесщеточных двигателей, основанные на оригинальной запатентованной технологии автоматической регулировки фазы (InPAC). Эта функция исключает необходимость регулировки фазы и обеспечивает высокие уровни эффективности в широком диапазоне скоростей вращения двигателя. В результате новые устройства могут использоваться с драйверами двигателей, работающими при различных значениях напряжений и токов, а также могут использоваться в сочетании с выходными каскадами на основе интеллектуальных силовых модулей. Новые контроллеры TC78B041FNG и TC78B042FTG предназначены для использования в домашних бытовых приборах, таких как кондиционеры и очистители воздуха, а также в промышленном оборудовании.

 Toshiba - TC78B041FNG, TC78B042FTG

    Производители бытовой техники и промышленного оборудования все чаще используют инверторы для управления двигателями вентиляторов, чтобы удовлетворить строгие требования рынка к повышенной энергоэффективности и более низкому уровню шума. Чтобы получить высокий уровень КПД в обычных системах, необходимо регулировать фазы напряжения и тока двигателя для каждого отдельного вентиляторного мотора. Для достижения высокого КПД в широком диапазоне скоростей вращения – от почти нуля оборотов в минуту при запуске до высоких скоростей в несколько тысяч оборотов в минуту – требуется большое количество компонентов для регулировки фазы. Это также требует использования микроконтроллерной системы управления – сложной и требующей много времени на разработку. С появлением InPAC, новой технологии управления Toshiba, которая выравнивает фазы сигнала датчиков Холла и ток двигателя, новые устройства в широком диапазоне скоростей вращения управляют двигателями с КПД, эквивалентным КПД системы управления, основанной на микроконтроллере. InPAC обеспечивает высокий КПД привода двигателя вентилятора с управлением синусоидальным током, снижающим уровень акустических шумов. Кроме того, поскольку регулировка фазы выполняется автоматически в соответствии с простыми настройками, процесс разработки облегчается за счет исключения длительного времени разработки программ и настройки микроконтроллера. Новые контроллеры содержат переключатель обнаружения направления движения и схему обнаружения блокировки двигателя. Количество импульсов в сигнале вращения может выбираться. TC78B041FNG выпускается в корпусе SSOP30 с размерами 7.6 мм × 10.2 мм × 1.6 мм и имеет вход обнаружения ошибок с положительным активным уровнем. TC78B042FTG предлагается в корпусе VQFN32 размером 5 мм × 5 мм × 1 мм и имеет два входа обнаружения ошибок с положительным и отрицательным активными уровнями.

Оба устройства запущены в серийное производство.

Селектор сигналов по уровню на CD4066B

Селектор максимальных и/или минимальных по уровню сигналов

      Приведены схемы устройств выбора максимального и/или минимального по уровню сигнала из двух сигналов, поступающих на входы устройства.Селектор максимальных и/или минимальных по уровню сигналов предназначен для сравнения двух сигналов, поступающих на его входы, с последующим выделением из них сигналов максимального и/или минимального уровня. Устройство может быть использовано в системах автоматической коррекции направления движения транспортных средств и их моделей, ориентации направленных антенн, солнечных батарей, выбора источника сигнала и т.д. На рис.1 приведена схема селектора максимального сигнала. Резисторы R1–R5 на входе устройства образуют своеобразную динамическую мостовую схему. Левое плечо моста образовано резисторами R1, R4, R5 и представляет собой смеситель сигналов, поступающих на входы А и В устройства. Правое плечо моста образовано резистивным делителем R2 и R3. При отсутствии входных сигналов мост сбалансирован. К диагонали моста подключены входы компаратора DA1.1 (микросхема LM2903).

Электрическая схема устройства выбора максимального сигнала.
Рис.1
Электрическая схема устройства выбора максимального сигнала.

     Сигнал с выхода компаратора поступает на управляющий вход электронного коммутатора DA2.1 (микросхема CD4066) и, через аналог логического инвертора на элементе DA2.2, на управляющий вход электронного коммутатора DA2.3. В случае, если напряжение на входе А в данный момент времени превышает напряжение на входе В, на выходе компаратора DA1.1 присутствует напряжение логической единицы, каналы коммутаторов DA2.1 и DA2.2 имеют минимальное сопротивление (десятки Ом). Следовательно, сигнал с входа А беспрепятственно проходит на выход А. Напряжение на управляющем входе DA2.3 близко к нулю, канал коммутатора разомкнут, сигнал с входа В не проходит на выход В. В случае, если напряжение на входе В в данный момент времени превышает напряжение на входе А, на выходе компаратора DA1.1 присутствует напряжение логического нуля, каналы коммутаторов DA2.1 и DA2.2 имеют максимальное сопротивление. Напряжение на управляющем входе электронного коммутатора DA2.3 равно логической единице, канал коммутатора проводит ток. Сигнал с входа В беспрепятственно проходит на выход В, а сигнал с входа А не проходит на выход А.

Если один из сигналов отсутствует, второй сигнал проходит без искажений на соответствующий выход.

Диаграммы сигналов на входах и выходах устройства.
Рисунок 2. Диаграммы сигналов на входах и выходах устройства.

Диаграммы сигналов на входах и выходах устройства приведены на Рисунке 2. На нижней диаграмме показан случай, когда выходы А и В объединены, и на эти выходы проходят сигналы максимальной амплитуды, выделенные из сигналов с входов А и В. Переходные процессы при переключении выходов не отличаются выраженной крутизной, что обусловлено низким быстродействием компаратора (микросхема LM2903).

Устройство выбора максимального и минимального сигналов.
Рис.3 Устройство выбора максимального и минимального сигналов.

Селектор, Рис.1, может быть преобразован в устройство выбора минимального сигнала. Для этого достаточно переключить входы компаратора или задействовать дополнительные каналы коммутаторов (Рис.3).

Программируемый контроллер двигателей от STMicroelectronics

STMicroelectronics расширяет семейство программируемых контроллеров двигателей новой системой в корпусе STSPIN32F0B

     STMicroelectronics (ST) расширила семейство программируемых контроллеров двигателей, выпустив систему в корпусе (СвК) STSPIN32F0B для бюджетных приложений с одним токоизмерительным шунтом. Новый контроллер мотора является идеальным универсальным решением для растущего рынка аккумуляторных электроинструментов.

STMicroelectronics - STSPIN32F0B

    Измерение тока двигателя с помощью единственного операционного усилителя, интегрированного в STSPIN32F0B, позволяет отказаться от отдельных токоизмерительных резисторов в каждой из трех фаз и делает доступными для пользователя дополнительные входы/выходы. Новая СвК содержит 48-мегагерцовый микроконтроллер STM32F031x6, способный выполнять алгоритм шестиступенчатого управления двигателем, а также поддерживать другие функции прикладного уровня. 20 входов/выходов общего назначения STSPIN32F0B обеспечивают легкий доступ к внутренним периферийным устройствам микроконтроллера, которые включают до пяти универсальных таймеров, 12-разрядный АЦП и датчик температуры. Кроме того, микроконтроллер поддерживает интерфейсы I2C, UART и SPI. СвК STSPIN32F0B содержит три полумостовых драйвера затворов, способных отдавать токи до 600 мА на канал во внешние MOSFET, управляющие мотором. Кроме того, понижающий DC/DC преобразователь 3.3 В и 12-вольтовый LDO регулятор обеспечивают питание микроконтроллера, драйверов затворов и внешних компонентов, дополнительно сокращая число необходимых элементов и повышая общую эффективность системы.

     Дополнительные встроенные функции включают в себя бутстрепные диоды для надежного запуска и защитные механизмы, обеспечивающие надежную работу даже в сложных промышленных условиях. В их число входят программируемые в реальном времени параметры защиты от токовой перегрузки, предупреждение возникновения сквозных токов, блокировка всех источников питания при пониженном напряжении и защита от перегрева. ST предоставляет возможность выбора готовых к использованию шестиступенчатых алгоритмов управления сенсорными и бессенсорными бесщеточными двигателями постоянного тока, входящих в полный набор аппаратных средств, программ и прошивок, упрощающих и оптимизирующих разработку новых продуктов на основе приборов семейства STSPIN32. Кроме того, доступ к встроенному в STM32 загрузчику позволяет выполнять обновления прошивки по беспроводной сети, что повышает гибкость и снижает эксплуатационные затраты.

      STSPIN32F0B имеет расширенный диапазон напряжений питания от 45 В до 6.7 В, что позволяет использовать его в самых разных приложениях, включая портативные устройства, работающие от двух литий-полимерных (LiPo) элементов. Чтобы снизить потребление мощности при остановленном моторе, и таким образом увеличить срок службы батарей, предусмотрен режим ожидания, когда запрещена работа всех схем, кроме DC/DC преобразователя, питающего микроконтроллер. STSPIN32F0B уже выпускаются серийно в компактном корпусе QFN размером 7 мм × 7 мм и в партиях из 1000 приборов продаются по цене $1.605 за штуку.

Оценочная плата шестиступенчатого драйвера бесщеточного двигателя для приложений, основанных на контроллере STSPIN32F0B
Оценочная плата шестиступенчатого драйвера бесщеточного двигателя для приложений, основанных на контроллере STSPIN32F0B.

Цифровой стабилизатор напряжения

Стабилизатор напряжения становится цифровым LP2951

Chuck Wojslaw

       Ключевыми проблемами в приложениях с батарейным питанием являются потребление энергии и разряд батареи. Специальные функции последовательных стабилизаторов напряжения последних поколений позволяют решать эти проблемы. Например, микромощный регулятор напряжения LP2951 имеет выход с открытым коллектором, сигнализирующий о низком уровне выходного стабилизированного напряжения. Кроме того, микросхема имеет вход с логическим уровнем управления, позволяющий выключать регулятор для снижения потребляемой мощности. Это цифровые сигналы, следовательно, они совместимы с системами, основанными на микроконтроллерах.

Добавление цифрового потенциометра делает обычный последовательный стабилизатор напряжения программируемым.
Рис.1
Добавление цифрового потенциометра делает обычный последовательный стабилизатор напряжения программируемым.

       Но как насчет программирования или управления выходным напряжением стабилизатора? Механический потенциометр или подбор резисторов кажутся не слишком элегантными решениями. Однако «компьютеризацию» можно реализовать с помощью цифрового потенциометра (ЦП), который позволит программировать выходное напряжение. Схема на Рисунке 1 представляет собой управляемый компьютером широкодиапазонный стабилизатор напряжения, номинальное выходное напряжение которого может изменяться от 1.235 В до 14.8 В. В регуляторе используется цифровой потенциометр X9312W, имеющий 100 отводов, который позволяет программировать выходное напряжение с разрешением 0.136 В на шаг. Выходное напряжение равно

где

k – коэффициент, отражающий относительную позицию движка между нижним (0) и верхним (1) выводами ЦП;

R – сопротивление между концами потенциометра.

      Для программирования ЦП используется трехпроводная шина. Потенциометр включается как двухвыводной переменный резистор. Выходной сигнал ERROR регулятора, предупреждающий о снижении выходного напряжения, может использоваться для сброса по включению питания. Входной сигнал SHUTDOWN логического уровня позволяет включать и выключать регулятор для экономии энергии. Эти сигналы, наряду с теми, которые требуются для программирования ЦП, обычно подключаются к портам ввода/вывода микропроцессора или микроконтроллера. В результате потенциометр делает регулятор программируемым. Такая схема может найти применение, например, для автоматической калибровки, где программирование регулятора сократит время производственных испытаний. Эту схему можно использовать в качестве источника смещения или опорного напряжения, а также в качестве сильноточного программируемого источника напряжения для контрольно-измерительных приложений.

Фантомное питание для микрофона

Фантомное питание для микрофона на OPA2227

 Bruce Trump, Texas Instruments

     Капсюль электретного микрофона аналогичен тем, которые использовались в телефонах, кассетных магнитофонах и компьютерах. Этот элемент, фактически, является конденсатором с определенным фиксированным зарядом. Звуковое давление двигает диафрагму, вызывая изменения емкости. Это движение создает переменное выходное напряжение при очень высоком выходном сопротивлении источника. Сток внутреннего МОП-транзистора капсюля нагружен внешним резистором (Рис.1). Резисторы R1 и R2 обеспечивают соответствующее выходное сопротивление и питание от источника 10 В. Основные характеристики этого простого капсюля превосходны, но для того, чтобы соответствовать профессиональным стандартам микрофона с фантомным питанием, он требует дальнейшей обработки сигнала.

Эта микрофонная система получает питание от приемного конца схемы через те же провода, по которым передается аудиосигнал.
Рис.1
Эта микрофонная система получает питание от приемного конца схемы через те же провода, по которым передается аудиосигнал.

    На выходе микрофона с фантомным питанием формируется низкоомный дифференциальный сигнал. Низкий импеданс выхода обеспечивает простой буфер на микросхеме IC1. Инвертор с единичным усилением на микросхеме IC2 получает питание от выхода IC1. Смещением для неинвертирующего входа IC2 служит хорошо отфильтрованное выходное напряжение микросхемы IC1. Сдвоенный усилитель IC1/IC2 был выбран из-за его низких шумов и низких искажений. R6 и R7 предназначены для защиты от емкости длинной линии, радиочастотных помех и бросков напряжения, возникающих при «горячем подключении» к источнику фантомного питания. Для исключения попадания постоянного напряжения фантомного питания на линии аудиосигнала на выходах усилителя включены разделительные конденсаторы C2 и C3. Размах выходного дифференциального напряжения ограничен уровнем примерно 2 В пик-пик, что обусловлено неспособностью источника питания обеспечить выходные токи операционных усилителей при более высоких напряжениях. Однако этот уровень является достаточным, поскольку он соответствует пределам линейного диапазона капсюля.

    Микрофоны с фантомным питанием получают энергию для своих активных цепей от приемного конца схемы через те же провода, по которым передается звуковой сигнал. Источник фантомного питания 48 В подключается к обеим сигнальным линиям через резисторы R10 и R11 сопротивлением 6.8 кОм. Такое подключение позволяет микрофону с низким выходным сопротивлением передавать дифференциальный сигнал переменного тока при относительно «мягкой» импедансной характеристике источника фантомного питания. Питание на микрофон подается с сигнальных линий через резисторы R8 и R9. Стабилитрон D1 регулирует питание микрофона и усилителя. Кроме того, эти резисторы обеспечивают мягкую импедансную характеристику симметричной линии. Вы можете разместить микрофон в сотнях футов от источника фантомного питания и усилителя приемной стороны и при этом получить превосходные характеристики.

     На приемной стороне используется малошумящий инструментальный усилитель IC3, состоящий из трех внутренних операционных усилителей. Его конфигурация и лазерная подгонка номиналов резисторов обеспечивают отличный коэффициент подавления синфазных сигналов (CMR). Высокий CMR подавляет шумы и фон шины питания, имеющие одинаковые амплитуды на обеих сигнальных линиях. Хотя низкий шум (1 нВ/√Гц) и не нужен для микрофонов с высоким уровнем выходного сигнала, подобных тем, который описан здесь, он необходим для профессиональных ленточных и электродинамических микрофонов со слабыми выходными сигналами. Микрофоны этих типов являются строго пассивными электромеханическими генераторами и не нуждаются в источнике питания. Фантомное питание получило такое название оттого, что эти типы микрофонов «подвешены» на 48 В. Выпускаемые электретные капсюли имеют различные размеры и физические конфигурации. В частности, они могут быть как всенаправленными, так и направленными (с кардиоидной диаграммой направленности). Направленные капсюли имеют сзади вентиляционное отверстие; для получения надлежащих характеристик их следует устанавливать так, чтобы обеспечить свободный доступ как спереди, так и сзади.

Контроллер 100-ваттного обратноходового преобразователя

Контроллер 100-ваттного обратноходового преобразователя работает при входных напряжениях от 16 до 600 В (LT8316)

PowerPulse

     Analog Devices/Powered by Linear представила контроллер высоковольтного обратноходового преобразователя, для управления которым не требуется оптоизолятор. Микросхема LT8316 получает информацию о выходном напряжении на основе обратноходового сигнала, получаемого с третьей обмотки трансформатора.

Analog Devices - LT8316

    Перечень типичных приложений контроллера включает изолированные источники питания для телекоммуникационного, автомобильного, промышленного и медицинского оборудования, изолированные автономные источники питания бытового назначения, электрические транспортные средства и аккумуляторные батареи, а также многоканальные изолированные источники питания для драйверов затворов инверторов. Работа в квазирезонансном граничном режиме улучшает стабилизацию нагрузки, уменьшает размер трансформатора и помогает поддерживать высокий КПД. При включении питания высоковольтный источник тока заряжает конденсатор, подключенный к выводу INTVCC микросхемы LT8316. В нормальном режиме работы источник тока выключается, и устройство потребляет энергию от третьей обмотки трансформатора, минимизируя мощность, рассеиваемую в режиме ожидания. LT8316 работает от источников питания с широким диапазоном напряжений от 16 В до 600 В и может отдавать в нагрузку мощность до 100 Вт. Прибор выпускается в 20-выводном корпусе TSSOP со сниженным тепловым сопротивлением, четыре вывода которого удалены для создания защитного высоковольтного промежутка. LT8316 может работать либо в квазирезонансном режиме критической проводимости, либо, при легкой нагрузке, в режиме генерации пачек с низким уровнем пульсаций. Предусмотрено программирование параметров мягкого старта и порога ограничения тока. Собственный ток потребления обратноходового контроллера составляет 75 мкА.

Зависимость КПД от тока нагрузки
Зависимость КПД от тока нагрузки.

Технические характеристики

  • Широкий диапазон входных напряжений: от 15 В до 600 В;
  • Мощность в нагрузке до 100 Вт;
  • Для стабилизации выхода не требуется оптоизолятор;
  • Работа в квазирезонансном режиме критической проводимости;
  • Режимы стабилизации тока и напряжения;
  • Режим генерации пачек с низким уровнем пульсаций при легкой нагрузке;
  • Низкий собственный ток потребления: 75 мкА;
  • Программируемые параметры ограничения тока и мягкого запуска;
  • Корпус TSSOP с увеличенным расстоянием между высоковольтными выводами.

Плата разработчика с STM32F030F4P6 micro USB

   Ядро Cortex-M0 характеризуется исключительно малой площадью на кристалле, низким потреблением и очень высокой плотностью кода, что позволяет достигать 32-битной производительности при стоимости 8/16-битных решений. Компания ARM возложила на ядро Cortex-M0 задачу завоевания рынка недорогих решений, где стандартом де-факто стали 8/16-бит микроконтроллеры.

   Картинки по запросу STM32F030F4P6 с разъемом micro USB

Ядро  ARM Cortex-M0
Максимальная частота ядра  48 МГц
Объём памяти программ  16 кБайт
Тип памяти программ  FLASH
Объём оперативной памяти  4 кБайт
Количество входов/выходов  15
Интерфейсы  I2C,SPI,UART/USART
Периферия  DMA,POR,PWM,WDT
АЦП/ЦАП  A/D 11x12b
Напряжение питания  2.4…3.6 В
Рабочая температура  -40…85 C

Для черкасских пользователей, начинающих осваивать ядро ARM Cortex-M0 и им подобные, макетную плату можно приобрести в магазине «Микроэлектроника». Подробнее см. здесь.

Контроллер USB PD от Diodes

Выпущенный Diodes контроллер USB PD поддерживает стандартные и фирменные протоколы Power Delivery

      Компания Diodes сообщила о выпуске микросхемы контроллера USB Type-C PD (Power Delivery) – высокоинтегрированного решения для питания стационарных и портативных устройств, а также автономных адаптеров от разъема интерфейса USB. Микросхема AP43770 подходит для широкого круга приложений, в которых реализован стандарт USB PD, включая сетевые адаптеры переменного тока, зарядные станции, батарейные блоки и преобразователи USB PD. Прибор содержит встроенный микроконтроллер с прошивкой, совместимой с последними спецификациями USB Type-C и USB PD Rev. 3.0 V1.1. В устройство интегрирована поддержка технологии быстрой зарядки Quick Charge (QC) 4/4+ компании Qualcomm. Кроме того, включение QC3.0, QC2.0 и Battery Charging (BC) версии 1.2 и других устаревших протоколов с автообнаружением гарантирует поддержку обратной совместимости с существующим оборудованием.

Diodes - AP43770

      AP43770 поддерживает также функции программируемого источника питания (programmable power supply – PPS), представленные в последней версии спецификации USB PD. Функция PPS позволяет изменять выходное напряжение в соответствии с требованиями нагрузки; передача параметров происходит с использованием соответствующего объекта данных дополнительной мощности (APDO). Поддержка PPS с APDO реализована в AP43770 с помощью выходного драйвера, способного работать в режимах стабилизации тока или напряжения, значения которых могут устанавливаться с шагом 50 мА до 6 А и с шагом 20 мВ от 3 В до 20 В, соответственно. Стандартом USB PD предусмотрена передача больших уровней мощности, поэтому в активных кабелях все чаще используется технология идентификации кабеля e-Marker. AP43770 содержит все необходимые средства поддержки технологии e-Marker, чтобы обнаруживать и идентифицировать кабели до подачи питания. Предусмотрена также компенсация потерь в кабеле.  При подключении подходящего контроллера ШИМ, такого, например, как AP3108L компании Diodes, AP43770 обеспечивает законченное решение USB PD. Устройство содержит также 8 КБ однократно программируемой памяти для хранения кода основной программы и многократно программируемую память (MTP) для пользовательских конфигурационных параметров. Память MTP может использоваться для настройки параметров питания и протокола в соответствии с требованиями производителя.

AP43770 поставляется в компактном корпусе TSSOP-16.

EV2 - оценочная плата 45-ваттного адаптера USB PD 3.0

EV2 - оценочная плата 45-ваттного адаптера USB PD 3.0

EV2 – оценочная плата 45-ваттного адаптера USB PD 3.0.

Многоуровневые усилители класса D

Революционная технология MERUS на рынке аудиосистем: Infineon выпускает микросхемы многоуровневых усилителей класса D MA12040, MA12040P, MA12070, MA12070P

      Infineon Technologies запускает свой бренд MERUS, объединяя «под одной крышей» существующий портфель многокристальных модулей и дискретных аудио продуктов. Бренд укрепит уверенность потребителей в том, что они имеют дело с лучшими в мире микросхемами для усиления звука, которые
  • создают звук в динамиках, а не тепло в окружающей среде;
  • должны быть слышны, но не видны;
  • миниатюрные и легкие, а не большие и тяжелые;
  • должны быть прочными и гибкими, а не деликатными и капризными.

Infineon - MA12040, MA12040P, MA12070, MA12070P

Следуя этим принципам, Infineon представляет семейство исключительно высокоэффективных монолитных решений для усилителей класса D, которые выводят качество звука на новый уровень. Основой этих решений является новая технология многоуровневой коммутации для аудиоусилителей класса D. Установка нового эталона на рынке аудио положительно повлияет на оценку таких параметров усилителя, как энергопотребление, размеры решения, качество звука, электромагнитные помехи и стоимость материалов. В результате появляется возможность реализации до пяти уровней модуляции выходного сигнала. По сравнению с традиционными аналогами, в многоуровневых усилителях используются дополнительные встроенные MOSFET и конденсаторы, позволяющие получать на выходах сигналы с более высокой степенью детализации, то есть с более высокими частотами переключения и масштабируемыми уровнями. Это приводит к многократному снижению размеров и практически полному отсутствию коммутационных потерь в режиме ожидания.

     Опираясь на вышесказанное, Infineon анонсирует четыре интегральных многоуровневых аудиоусилителя MA12040/ MA12040P и MA12070/ MA12070P, каждый из которых выпускается в двух версиях. Энергопотребление микросхем находится в диапазоне 250 мВт. По этой причине они хорошо подходят для портативных устройств с батарейным питанием и приложений со сложными тепловыми условиями, отвечая главным требованиям, предъявляемым к компонентам для современных аудиоприложений. Традиционные усилители класса D эффективны только при самых высоких уровнях громкости музыки, когда нелинейные искажения увеличиваются до максимальных значений. В реальных ситуациях прослушивания аудио они потребляют значительно больше входной мощности (в среднем примерно 1 Вт), чем микросхемы многоуровневых аудиоусилителей MERUS первого поколения (порядка 0.25 Вт). Представленные устройства поддерживают до четырех каналов, которые могут быть сконфигурированы для работы в режиме параллельной мостовой нагрузки, мостовой нагрузки или в несимметричном режиме. Соответственно, одна микросхема может отдавать пиковую мощность до 160 Вт (максимум 16 А) в одном канале c параллельной мостовой нагрузкой, или, например, ее можно сконфигурировать как систему с двумя высокочастотными динамиками по 20 Вт, включенными несимметрично, и одним низкочастотным динамиком 40 Вт в мостовом включении. Кроме того, устройства содержат усовершенствованную цифровую схему управления питанием и отличаются низкими уровнями гармонических искажений (0.003%) и электромагнитных излучений.

    Многоуровневая технология позволяет создавать конструкции без теплоотводов и выходных фильтров. Благодаря меньшему количеству компонентов и минимальным требованиям к охлаждению, это снижает стоимость материалов и общие системные затраты. В микросхемах MA12040/P и MA12070/P реализован ряд функций безопасности, включая блокировку при пониженном напряжении, защиту от перегрузки по току, короткого замыкания и протекания постоянного тока, а также предупреждение о перегреве. Микросхемы многоуровневых усилителей класса D MERUS выпускаются в 64-контактных корпусах QFN с теплоотводящим основанием, вскрытым для снижения теплового сопротивления.

Доступность

   Семейство полностью интегральных аудио микросхем класса D семейства MERUS состоит из приборов с аналоговыми аудио входами MA12040 и MA12070, а также из версий с цифровыми аудио входами I2S – MA12040P и MA12070. Все четыре устройства уже доступны для заказа.

ИК приемники Vishay Intertechnology

Vishay Intertechnology предлагает новые миниатюрные ИК приемники в корпусах Heimdall и Panhead

     Новые устройства обеспечивают повышенную устойчивость к оптическим и радиочастотным помехам в приложениях дистанционного управления

     Vishay Intertechnology представила две новые серии миниатюрных инфракрасных (ИК) приемных модулей для приложений дистанционного ИК управления. Устройства серий TSOP95xxx и TSOP96xxx, выпускаемые подразделением Vishay Semiconductors, отличаются повышенной чувствительностью приема инфракрасных сигналов в темноте и помехах, лучшим подавлением радиочастотных шумов и превосходной точностью определения ширины импульса.

Vishay - TSOP95xxx, TSOP96xxx

     Приемники предназначены для дистанционного ИК управления телевизорами, абонентскими приставками, аудиосистемами, кондиционерами, видеопроекторами, камерами, игровыми видеосистемами и многим другим. Устройства обеспечивают повышенную устойчивость к мешающему ИК излучению таких источников, как, например, люминесцентные лампы, а также к радиочастотному излучению встроенных Wi-Fi антенн. Повышенная точность обработки сигналов ШИМ позволяет снизить вероятность битовых ошибок практически для любого кода. Кроме того, устройства нечувствительны к изменениям и пульсациям напряжения питания.  Для простоты конструирования в приемники, помимо фотодетектора, интегрированы схема предварительного усилителя и ИК-фильтр. Приборы выпускаются в четырехвыводных эпоксидных корпусах Heimdall (TSOP95xxx) и Panhead (TSOP96xxx). Доступны устройства с несущими частотами от 30 кГц до 56 кГц и пятью вариантами схем автоматической регулировки усиления (АРУ) для коротких и длинных кодовых посылок. Приемникам требуется низковольтный источник питания от 2.0 В до 3.6 В, от которого они потребляют типовой ток 0.37 мА. Приборы не содержат галогенов и соответствуют требованиям директивы RoHS и экологической инициативы Vishay Green.  Единичные образцы и промышленные партии новых ИК приемных модулей доступны для приобретения. Срок поставки приборов составляет от четырех до шести недель.

Датчика атмосферного давления

Infineon приступает к производству ультраминиатюрного датчика атмосферного давления, защищенного от воды, пыли и влаги DPS368

     Infineon Technologies начала производство миниатюрных цифровых датчиков барометрического давления, способных измерять как давление, так и температуру. Приборы DPS368 обеспечивают исключительно высокую точность ±2 см и низкое потребление тока при измерениях высоты, воздушного потока и движений тела. Это делает датчики идеально подходящими для мобильных приложений и носимых устройств с функциями, например, отслеживания активности и навигации. Кроме того, датчики могут использоваться в бытовой технике для управления воздушным потоком, в дронах для стабилизации полета и в медицинских устройствах, таких как интеллектуальные ингаляторы.

Infineon - DPS368

      Благодаря прочному корпусу, прибор выдерживает одни час нахождения под водой на глубине 50 м (IPx8) и обеспечивает защиту чувствительных элементов от пыли и влажности. Кроме того, это упрощает сборку платы на производственной линии. 8-контактный корпус LGA с размерами 2.0 × 2.5 × 1.1 мм экономит до 80 процентов площади платы по сравнению с другими водонепроницаемыми датчиками. Чувствительный элемент датчика давления основан на емкостном принципе, гарантирующем высокую точность даже при изменении температуры. Внутренний сигнальный процессор преобразует выходные сигналы датчиков давления и температуры в 24-разрядные цифровые коды. Для высокой точности преобразования используются калибровочные коэффициенты, хранящиеся в памяти датчика. Большая частота измерений до 200 Гц и высокая скорость считывания DPS368 обеспечивают быструю обратную связь в системе. Интегрированный буфер FIFO может хранить до 32 результатов измерений, внося вклад в снижение потребляемой мощности на уровне системы.

Схематическое изображение корпуса датчика DPS368
Схематическое изображение корпуса датчика DPS368.

       Средний ток, потребляемый датчиком XENSIV DPS368 при измерении давления с частотой 1 Гц, составляет 1.7 мкА. В режиме покоя ток снижается до 0.5 мкА. Датчик измеряет значения давления в диапазоне от 300 до 1200 гПа и температуры в диапазоне от –40 до +85 °C с погрешностью не хуже ±0.5 °C. Результаты измерений и калибровочные коэффициенты можно прочитать через интерфейсы I2C или SPI.

Доступность

Датчики давления и температуры XENSIV DPS368 доступны для заказа.

Плата расширения для Arduino с датчиком DPS368
Плата расширения для Arduino с датчиком DPS368.

Самый быстродействующий 12-разрядный АЦП!!!

Texas Instruments представила самый быстродействующий в отрасли 12-разрядный АЦП ADC12DJ5200RF

Новый АЦП с полосой входного сигнала 8 ГГц и быстродействием 10.4 Гвыб/с охватывает широчайший частотный спектр для приложений 5G, осциллографов и радаров

     Texas Instruments (TI) представила новый ультра высокоскоростной аналого-цифровой преобразователь (АЦП) с самой широкой в отрасли полосой пропускания, наибольшей скоростью выборки и самым низким энергопотреблением. ADC12DJ5200RF поможет разработчикам в достижении высокой точности измерений в приложениях 5G и осциллографах, а также в устройствах прямой выборки сигналов радаров X-диапазона.

Texas Instruments - ADC12DJ5200RF

Наивысшая скорость измерений в самом широком спектре частот

  • Самая широкая полоса пропускания:
    Полоса пропускания аналогового входа 8 ГГц – на 20% больше, чем у конкурирующих устройств, – дает инженерам возможность напрямую оцифровывать сверхвысокие частоты без потерь энергии, затрат и увеличения размеров, связанных с дополнительным понижающим преобразованием.
  • Самый быстрый 12-битный АЦП:
    В двухканальном режиме устройство обеспечивает скорость до 5.2 Гвыб/с и захват сигнала в мгновенной полосе, достигающей 2.6 ГГц при разрешении 12 бит. В одноканальном режиме максимальная скорость составляет 10.4 Гвыб/с при мгновенной полосе захвата до 5.2 ГГц.
  • Эффективный интерфейс:
    Являясь первым автономным АЦП гигагерцового диапазона, поддерживающим стандартный интерфейс JESD204C, ADC12DJ5200RF дает возможность минимизировать количество линий последовательно-параллельного преобразователя, необходимых для вывода данных в ПЛИС, что позволяет разработчикам достигать более высоких скоростей передачи данных.

Наилучшие технические характеристики и самая высокая стабильность в условиях изменения напряжения питания и температуры

  • Самая высокая обнаружительная способность:
    ADC12DJ5200RF обладает наилучшими среди доступных приборов динамическими характеристиками, независящими от вариаций напряжения питания, что повышает информативность сигнала, обеспечивая сверхвысокую чувствительность приемника для обнаружения даже самых слабых сигналов. Кроме того, для снижения уровня паразитных гармоник в устройство включена внутренняя схема дизеринга.
  • Наивысшая точность измерения:
    Погрешность смещения нового ультра высокоскоростного АЦП, составляющая всего ±300 мкВ, и нулевой температурный дрейф значительно уменьшают системные ошибки.
  • Самая низкая частота кодовых ошибок:
    Благодаря чрезвычайно низкой частоте кодовых ошибок – в 100 раз лучшей, чем у конкурирующих устройств, – инженеры, разрабатывающие контрольно-измерительное оборудование, могут достичь высокой воспроизводимости измерений.

Сокращает размеры решения на 30%, а потребляемую мощность – на 20%

  • Более компактная конструкция:
    Корпус размером 10 мм × 10 мм занимает на плате на 30 процентов меньшую площадь, чем дискретные решения. Для этого нового сверхскоростного АЦП также требуется меньшее количество линий интерфейса, что позволяет дополнительно уменьшить размеры решения.
  • Самое низкое потребление мощности:
    Используя ADC12DJ5200RF, потребляющий мощность 4 Вт, что на 20% меньше, чем у конкурирующих АЦП, инженеры могут снизить тепловыделение и упростить управление тепловыми режимами.

     ADC12DJ5200RF совместим по выводам с выпускаемыми TI гигагерцовыми АЦП ADC12DJ3200, ADC12DJ2700 и ADC08DJ3200, обеспечивая простое и не требующее затрат времени и денег на перепроектирование наращивание производительности с 2.7 Гвыб/с до 10.4 Гвыб/с.

Инструменты и средства поддержки разработки

     Проверить работу ультра высокоскоростного АЦП можно с помощью оценочных модулей ADC12DJ5200RFEVM и TSW14J57EVM, которые в настоящее время имеются на складе TI и у официальных дистрибьюторов компании.

Оценочный модуль ADC12DJ5200RFEVM 12-разрядного двух- или одноканального преобразователя
Оценочный модуль ADC12DJ5200RFEVM 12-разрядного двух-или
одноканального преобразователя.

    Запустить свои проекты на основе ADC12DJ5200RF инженерам поможет TIDA-010128 – типовой проект масштабируемого 12-разрядного преобразователя со скоростью выборки 20.8 Гвыб/с.

Типовой проект TIDA-010128 масштабируемого 12-разрядного преобразователя со скоростью выборки 20.8 Гвыб/с
Типовой проект TIDA-010128 масштабируемого 12-разрядного преобразователя со скоростью выборки 20.8 Гвыб/с.

Доступность и корпус

      Образцы двух- и одноканальных ультра высокоскоростных АЦП ADC12DJ5200RF можно заказать на складе TI. Устройства выпускаются в корпусе на основе перевернутого кристалла (FCBGA) со 144 шариковыми контактами, имеющим размеры 10 × 10 мм.

« Предыдущие