Подборка Уголок радиоконструктора

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.

Ограничитель постоянного тока

Ограничитель постоянного тока, управляемый обратной связью.

Ilija Uzelac

     Эта схема с цепью обратной связи, в которой использовано несколько стандартных дискретных компонентов, обеспечивает ограничение тока на уровне, установленном пользователем. Кроме того, функция ограничения может включаться и выключаться через оптоизолятор по внешней цифровой линии управления, например, выходным сигналом микроконтроллера. Схема ограничения тока часто необходима для того, чтобы защитить наиболее дорогие компоненты схемы от воздействия переходных процессов, таких как скачки тока, которые возникают, когда источник питания управляет большой емкостной нагрузкой, или когда Н-мост запускает индуктивный двигатель, а также для того, чтобы контролировать ток схемы питания светодиодов. В этом универсальном ограничителе тока верхнего плеча используется управление с отрицательной обратной связью, основанное на общих принципах контроля процессов (Рисунок 1). Практическая реализация схемы показана на Рисунке 2. Здесь контролируемым процессом является выходной ток, величина которого почти равна входному току. Измерение выполняется на токоизмерительном резисторе R1. Сопротивление этого резистора задает значение порога (максимально допустимый ток).

Стандартный подход к проектированию системы управления с обратной связью: требуемое значение максимально допустимого тока сравнивается с фактическим значением, и по результату сравнения вырабатывается управляющий сигнал p.
Рис.1
Стандартный подход к проектированию системы управления с обратной связью: требуемое значение максимально допустимого тока сравнивается с
фактическим значением, и по результату сравнения вырабатывается управляющий сигнал p.

P-n-p транзистор Q1 представляет контроллер на Рисунке 1, а его коллекторный ток ICQ1 – сигнал p. Резистор R3 и p-канальный MOSFET Q2 образуют управляющий элемент. Необходимо подчеркнуть, что контроллер не выполняет с элементом управления никаких действий (управляющий сигнал p равен нулю), если входной ток не достигнет порогового уровня.

В терминах петли регулирования на Рисунке 1 ток коллектора Q1 является управляющим сигналом p, а R3/Q2 - управляющим элементом; пороговое значение устанавливается резистором R1.
Рис.2
В терминах петли регулирования на Рисунке 1 ток коллектора Q1 является управляющим сигналом p, а R3/Q2 – управляющим элементом; пороговое значение устанавливается резистором R1.

      После включения питания транзистор Q2 не проводит ток до тех пор, пока входное напряжение не достигнет порогового уровня VGS, который для большинства MOSFET равен 3…5 В, после чего дальнейшее увеличение входного напряжения полностью открывает Q2. Поэтому пока входной ток не достиг порогового значения, Q2 может действовать как переключатель. Напряжение VGS ограничено напряжением стабилизации выбранного стабилитрона D1, которое в данной схеме равно 7.5 В. Пороговое напряжение VBE выбранного p-n-p транзистора (MMBTA92) равно приблизительно 0.56 В. При сопротивлении R1, равном 0.56 Ом, уровень ограничения тока составляет 1 А. Q1 начинает проводить ток, когда падение напряжения на R1 превысит 0.56 В, или ток превысит 1 А, и его коллекторный ток начинает течь через резистор R3.

В соответствии с соотношением

VGS = 7.5 – R3 × ICQ1,

      где ICQ1 – ток коллектора Q1, любое увеличение коллекторного тока Q1 (управляющего сигнала p) уменьшает напряжение VGS и, соответственно, снижает выходной ток Q2, что, в свою очередь, уменьшает падение напряжения на резисторе R1. На этом петля обратной связи замыкается. Важно отметить, что в режиме регулирования (ICQ1 > 0) Q2 работает в активном режиме. Это значит, что необходимо помнить об области безопасной работы выбранного MOSFET.  Напряжение на стабилитроне D1 должны быть больше, чем требуемое напряжение VGS соответствующее максимальному (ограниченному) выходному току. R3 определяет чувствительность управляющего элемента. Хотя более высокие значения чувствительности улучшат точность реакции контура регулирования, это одновременно увеличит коэффициент усиления контура, что может привести к колебаниям тока вокруг порогового значения. Величина сопротивления R3 = 10 кОм была определена опытным путем, как оптимальное значение, при котором колебания выходного тока отсутствуют. Добавление небольшого твердотельного реле, управляемого непосредственно от вывода микроконтроллера, позволяет осуществлять внешнее включение и выключение функции ограничения. Оптоэлектронное реле U1 (AQV414) представляет собой нормально замкнутое устройство, удерживающее Q2 в выключенном состоянии при низком уровне на входе цифрового управления, и открывающее Q2 при высоком уровне. Резистор R4, гарантирующий, что емкость затвор-исток Q2 полностью разрядится при выключении схемы, установлен в качестве меры предосторожности, поскольку при использовании U1 он не нужен. Описанное в этой статье устройство является частью более сложной схемы драйвера, питающего три соединенных последовательно 10-ваттных светодиода с напряжением питания 48 В и током до 1 А. Однако указанными значениями тока и напряжения приложение не ограничено, поскольку при правильном выборе p-канального MOSFET входное напряжение может составлять сотни вольт, при условии, что режим MOSFET не выходит из области безопасной работы.

2-киловаттный радиочастотный LDMOS транзистор

Ampleon выпустила первый в отрасли 2-киловаттный радиочастотный LDMOS транзистор повышенной надежности для приложений диапазона ISM

     Компания Ampleon выпустила первый прибор в серии мощных радиочастотных устройств, основанных на технологии ART (Advanced Rugged Technology, Технология повышенной устойчивости) – производной от проверенного технологического процесса высоковольтных LDMOS девятого поколения. Новый процесс был разработан, чтобы обеспечить производство чрезвычайно устойчивых к внешним факторам транзисторов с рабочими напряжениями до 65 В.

Ampleon - ART2K0FE, ART2K0PE

      Первый прибор серии – 2-киловаттный транзистор ART2K0FE, рассчитанный на работу в диапазоне частот от 0 до 650 МГц, – выпускается в керамическом корпусе с воздушной полостью. Он предназначен для того, чтобы противостоять самым суровым условиям, часто встречающимся в промышленных, научных и медицинских приложениях, в том числе для управления мощными CO2-лазерами, генераторами плазмы и некоторыми подсистемами МРТ. Приборы могут использоваться в таких приложениях, поскольку способны выдерживать очень высоковольтные стоячие волны с КСВ до 65:1 при напряжении 65 В, которые могут возникать при работе CO2-лазеров и плазмотронов. Устройства, созданные на основе техпроцесса ART, имеют высокие импедансы, что облегчает их интеграцию в продукты на этапе разработки и обеспечивает лучшую воспроизводимость характеристик при массовом производстве. Этот процесс также позволяет разрабатывать устройства, имеющие больший КПД, чем конкурирующие предложения LDMOS, и снижать эксплуатационные расходы конечных приложений за счет снижения тепловых потерь. Это, в свою очередь, увеличивает удельную мощность транзисторов и позволяет выпускать их в более дешевых корпусах меньших размеров, а значит, дает возможность уменьшить площадь печатной платы и, в конечном счете, снизить системные затраты.

       Устройства ART имеют высокое пробивное напряжение, что помогает обеспечить их стабильную и надежную работу на протяжении всего срока службы. Кроме того, Ampleon гарантирует доступность устройств в течение 15 лет, предоставляя разработчикам возможность планирования на долгосрочную перспективу.

      В настоящее время можно заказать единичные образцы транзистора ART2K0FE в полом керамическом корпусе, а также оценочные платы для разных рабочих частот. Кроме того, Ampleon предлагает транзистор ART2K0PE – версию в пластмассовом корпусе со сниженным тепловым сопротивлением. Начало серийного выпуска обоих вариантов прибора ожидается во второй половине 2019 года.

Новые микроконтроллеры Toshiba

Новые микроконтроллеры Toshiba с ядром ARM Cortex-M4 обеспечат высокую скорость обработки данных

    К своему семейству микроконтроллеров TXZ с ядром ARM Cortex-M компания Toshiba добавила новую группу приборов M4G, предназначенных для средств оргтехники, аудиовизуальной аппаратуры и промышленного оборудования.

Toshiba - M4G

    Микроконтроллеры группы M4G основаны на ядре ARM Cortex-M4 с сопроцессором для обработки чисел с плавающей точкой. Приборы, содержащие высокопроизводительные аналоговые схемы, широкий спектр таймеров и коммуникационных каналов, выпускаются в различных корпусах с числом выводов от 100 до 177, со встроенной флэш-памятью от 512 КБ до 1536 КБ, оперативной памятью до 194 КБ и флэш-памятью данных 32 КБ, которая может быть перезаписана до 100,000 раз. Тактовая частота микроконтроллеров, рассчитанных на диапазон рабочих температур от –40 °C до +85 °C, может достигать 160 МГц. Помимо высокоточной аналоговой периферии, включающей 12-битные АЦП (до 24 каналов) с временем преобразования 1.0 мкс и 8-битные ЦАП (2 канала), в устройства группы M4G интегрированы два контроллера прямого доступа к памяти (ПДП): высокоскоростной и многофункциональный. Оба канала ПДП потребляют низкую мощность и реализуют расширенные функции, включая поддержку универсальных периферийных схем, таких как последовательный интерфейс памяти (SMIF), UART, I2C, TSPI и таймеры, а также имеют средства поддержки крупномасштабных систем. Аналого-цифровой преобразователь позволяет установить в каждом канале один из двух возможных периодов выборки, что способствует уменьшению компонентов настройки импеданса в крупных системах, использующих большое количество датчиков. Встроенная функция связи для таймеров, UART и TSPI, а также схема детектора интервалов снижают нагрузку на процессорное ядро.

    Массовое производство новых продуктов начнется в течение следующих шести месяцев.

 

Управление трехцветным светодиодом

Трехцветный светодиод излучает свет любого цвета или оттенка

Marián Štofka

     Любой цвет человеческий глаз может видеть как смесь синего, красного и зеленого. Схема на рис.1 управляет всеми цветами трехцветного светодиода Broadcom ASMT-YTB0. Изменяя токи, проходящие через синий, красный и зеленый светодиоды, можно создать широкую цветовую палитру.

С помощью потенциометров P1 и P2 можно регулировать цвет излучаемого света.
Рис.1
С помощью потенциометров P1 и P2 можно регулировать цвет излучаемого света.

     Выходы коллекторов биполярных дифференциальных каскадов образуют источники тока. Классический симметричный дифференциальный каскад с двумя одинаковыми биполярными транзисторами является основой практически всех биполярных аналоговых микросхем. В данном случае, однако, дифференциальный каскад асимметричен; токи его коллекторов распределены в соотношении 2:1 вместо обычного соотношения 1:1 при разности базовых напряжений 0 В. За счет подключения третьего одинакового транзистора Q3 параллельно Q1 токи плеч этой схемы относятся как 2:1. Общий коллектор параллельной пары транзисторов подключается к общему эмиттеру дифференциального каскада Q4/Q5. Таким образом, разности базовых напряжений обоих каскадов равны 0 В, и коллекторные токи IR, IG и IB практически равны.

Дифференциальные каскады позволяют регулировать токи IR, IG и IB в диапазоне от 0 до IO, где

IR + IG + IB ≈ IO = 4.43 мА.

    Это значение является приблизительным, поскольку истинная сумма IR + IG + IB ниже на относительную величину 3/β, где β – коэффициент усиления тока биполярных транзисторов. Относительная ошибка составляет менее 1%. Транзистор Q6 уравнивает коллекторное напряжение Q2 с напряжением на коллекторах Q1 и Q3. Такое решение сохраняет согласованность напряжений база-эмиттер транзисторов Q1, Q2 и Q3. Но базовые токи биполярных транзисторов в этом случае могут достигать 100 мкА. По этой причине управляющие цветом и оттенком напряжения VA и VB, которые берутся с резистивных потенциометров P1 и P2, подаются на базы Q2 и Q5 через включенные повторителями напряжения операционные усилители IC3A и IC3B – две половины микросхемы ADA4091-2, выпускаемой Analog Devices. ADA4091-2 потребляет низкую мощность и имеет входное напряжение смещения менее 500 мкВ с типовым значением 80 мкВ.

     Максимальный входной ток ADA4091-2 равен 65 нА, что не создает существенного падения напряжения на резисторах RBA и RBB. Это падение составляет менее 130 мкВ. Можно достичь еще большей точности, вставив одинаковые резисторы с такими же сопротивлениями, как у RBA, между инвертирующими входами и выходами обоих повторителей A и B. Благодаря этому ошибки, создаваемые входным током смещения, уменьшатся до одной шестой от наихудшего случая, то есть, до 1/600. Потенциометр P1 управляет интенсивностью синего светодиода. В крайнем верхнем положении движка этого потенциометра, когда цвет свечения светодиода на 100% синий, транзисторы Q2 и Q3 закрыты, из-за чего Q4 и Q5 также отключены. Таким образом, IO протекает только через Q2 и Q6. Поэтому красный и зеленый светодиоды выключены. Когда движок P1 находится в положении 0 В, выходной ток идет только через параллельные транзисторы Q1 и Q3 и распределяется между Q4 и Q5 в пропорции, зависящей от положениям движка потенциометра P2. При крайнем верхнем положении движка P2 схема на 100% излучает зеленый свет. В положении 0 В цвет свечения полностью красный. Промежуточные положения движка дают смесь красного и зеленого цветов. При удалении позиции движка P1 от земли схема формирует смесь красного, зеленого и синего. Транзисторы Q1, Q2 и Q3 следует точно подобрать по характеристикам. Разброс напряжений база-эмиттер должен быть менее 1.5 мВ. Такие же требования должны быть соблюдены в отношении пары транзисторов Q4/Q5. Требования, предъявляемые к Q6, менее строги. В качестве Q1 — Q6 необходимо использовать согласованные пары биполярных NPN транзисторов. В крайнем случае, согласованными могут быть Q1 — Q5, а Q6 может быть одиночным транзистором. В конце концов, вы можете использовать три пары согласованных транзисторов.

Реверсивный УНЧ

Реверсивный УНЧ

    Приведена схема реверсивного усилителя низких частот, построенного по симметричной схеме. Отличительной особенностью усилителя, обеспечивающего реверсивность его работы, является использование автоматических коммутаторов входных и выходных цепей усилительных каскадов, управляемых входными сигналами. Реверсивные устройства – электронные устройства, вход и выход которых обратимы и равнозначны. Такие устройства – двух- или трехполюсники (без учета цепей питания) способны выполнять свои функции, например, передавать несущий информацию сигнал, как в прямом (от входа к выходу), так и в обратном направлении. Среди семейства обратимых (реверсивных) устройств по степени их сложности можно выделить диодно — резистивные аттенюаторы, симметричные регуляторы напряжения, реверсивные преобразователи и регенераторы логических уровней, фильтры, регуляторы уровня сигнала, усилители на негаваристорах и операционных усилителях. Помимо перечисленных выше устройств на страницах русскоязычных журналов можно найти многочисленные статьи, посвященные созданию и применению высокочастотных реверсивных усилителей и смесителей в технике радиосвязи. Особенностью всех этих устройств является то, что переключение их с приема на передачу происходит при помощи реле или переключателей.

Структурная схема реверсивного УНЧ.
рис.1 Структурная схема реверсивного УНЧ.

     Реверсивный усилитель, рис.1 и 2, отличается тем, что смена направления передачи сигнала происходит автоматически, в соответствии с появлением сигнала на любом из входов (выходов) устройства.

Реверсивный усилитель низких частот.
Рис.2 Реверсивный усилитель низких частот.

     Рассмотрим работу реверсивного усилителя, рис.1, при прохождении сигнала от Вх1 к Вых1. Входной сигнал через нормально замкнутые контакты электронного переключателя S1.1 поступает на вход усилителя УНЧ1. С выхода УНЧ1 сигнал поступает на автоматический коммутатор входных и выходных цепей усилителей VOX1, управляемый входным сигналом. Коммутатор по традиции, принятой в технике связи, обозначен аббревиатурой VOX (Voice Operated eXchange), что подразумевает систему голосового управления в аппаратуре радиосвязи. На самом деле этот автоматический коммутатор способен работать от любого электрического сигнала, полоса частот которого вписывается в полосу рабочих частот усилителя. Сигнал с выхода VOX1, сменивший исходный логический уровень с «нуля» на «единицу», поступает на электронный переключатель S2.1, переводя его в замкнутое состояние. Одновременно сигнал с выхода VOX1 через инвертор подается на электронный переключатель S2.1, переводя его в разомкнутое состояние. В итоге сигнал с Входа1 беспрепятственно проходит на Вых1. Далее предположим, что сигнал на Вх1 отсутствует, устройство вернулось в исходное состояние. Если на Вх2 поступит сигнал, повторится цепочка аналогичных процессов, в которых задействованы электронные переключатели S2.1, S1.2, S1.1, усилитель УНЧ2, система VOX2 с инвертором. В итоге сигнал с Вх2 проходит на Вых2. При поступлении сигналов на оба входа приоритет передачи остается за тем сигналом, который поступил на вход раньше другого. На рис.2 показана электрическая схема реверсивного УНЧ. Коэффициент передачи усилителей УНЧ1 и УНЧ2 определяется отношением сопротивлений резисторов R2/R1 = R9/R10 = 100 (40 дБ). Полоса частот, усиливаемых устройством на уровне –3 дБ, составляет 70 Гц … 11.2 кГц. В качестве инверторов логических уровней используются каскады на транзисторах VT1 и VT2, а в качестве электронных переключателей S1.1, S1.2, S2.1, S2.2 – микросхема CD4066. Диоды VD1 и VD6 ограничивают напряжение на управляющих входах микросхемы до напряжения питания.

     Емкость конденсаторов С1 и С5 определяет нижнюю границу диапазона усиливаемых частот. Понижать эту границу не рекомендуется в связи с тем, что система VOX будет срабатывать только на самые высокоамплитудные сигналы. Верхняя граница частотного диапазона обусловлена применением в УНЧ дешевой и заметно устаревшей микросхемы LM3303 (LM3403). При использовании высокочастотных микросхем и принятии мер защиты от возникновения емкостных положительных обратных связей реверсивный усилитель сможет работать до частот в десятки МГц. Уровень входных сигналов реверсивного усилителя должен лежать в пределах от 1 мВ до 80 мВ. Реверсивный УНЧ, рис.2, может быть использован в составе переговорных устройств, в технике радиосвязи и, при некоторой доработке, в системах обмена аналоговыми или цифровыми данными.

Статья подготовлена по материалам интернета….

программируемый источник тока

Прецизионный программируемый источник тока, управляемый цифровым потенциометром

Peter Khairolomour

      Схема, показанная на рис.1, реализует программируемый прецизионный источник тока 0–20 мА. REF192 – низковольтный источник опорного напряжения 2.5 В (U1), способный отдавать вытекающий ток до 30 мА. Цифровой потенциометр AD5280 (U2) управляет соотношением сопротивлений плеч делителя напряжения опорного источника. Операционный усилитель OP1177 (U3) замыкает петлю обратной связи, стремясь свести к нулю разность напряжений VL и VW.

В этот прецизионном программируемом источнике тока 0-20 мА использован цифровой потенциометр (U2), управляющий соотношением сопротивлений плеч делителя напряжения опорного источника.
Рис.1
В этот прецизионном программируемом источнике тока 0-20 мА использован цифровой потенциометр (U2), управляющий соотношением сопротивлений плеч делителя напряжения опорного источника.

     В начальном положении движка цифрового потенциометра, где VWB ≈ 0 В, падение напряжения на RSET будет близко к 0 В, и ток не будет течь через нагрузку. Выходное напряжение опорного источника также будет близко к нулю, поэтому потенциал узла GND будет равен –2.5 В. В верхнем положении движка цифрового потенциометра потенциал узла GND будет смещен до напряжения VL, и напряжение на выходе опорного источника, соответственно, установится на уровне 2.50 В + VL. Разделив напряжение между выводами B и W (VREF × D/2N) на RSET, можно получить общее уравнение для тока нагрузки. RSET определяет диапазон возможных токов нагрузки

(1)

где

  • VREF – номинальное опорное напряжение REF192,
  • D – десятичный эквивалент входного кода AD5280,
  • N – разрешение AD5280.

      Для достижения максимальной эффективности выбирайте самое низкое сопротивление RSET и самое низкое напряжение VREF, при котором еще возможно обеспечить требуемый выходной ток. При RSET = 124.03 Ом и значениях сопротивления нагрузки, равных 24.85 Ом, 51.093 Ом и 75.05 Ом, проведенные лабораторные измерения зависимости выходного тока от 8-битного управляющего кода цифрового потенциометра показали близкое соответствие с идеальной зависимостью, описываемой уравнением (1). Пользователи должны обращать внимание на сопротивление нагрузки, поскольку с его увеличением увеличивается напряжение VL, которое не может выйти за пределы шин питания операционного усилителя. Кроме того, от VL зависит напряжение на выводе GND микросхемы REF192, которое ограничивает рабочий диапазон схемы. Показанный на рис.2 прецизионный программируемый источник тока 0-100 мА с однополярным питанием может использоваться в таких приложениях, как драйверы лазерных диодов и перестраиваемые лазеры, которым требуется сочетание повышенного тока и высокой точности. С этой схемой вся система может работать от однополярного источника +5 В, в отличие от предыдущей схемы, которой требовалось питание ±5 В.

Этот прецизионный программируемый источник тока 0-100 мА может использоваться, например, для управления лазерными диодами.
Рис.2
Этот прецизионный программируемый источник тока 0-100 мА может использоваться, например, для управления лазерными диодами.

     Это преимущество обусловлено тем, что напряжение на выводе земли источника опорного напряжения AD1582 теперь изменяется строго в положительной области. В результате появляется возможность использовать цифровой потенциометр и операционные усилители с однополярным питанием – AD5160 и AD8532, соответственно. То же самое общее уравнение тока (1) применимо и к этой схеме. При RSET = 24.82 Ом и сопротивлениях нагрузки, равных 5.185 Ом, 14.946 Ом и 19.97 Ом, проведенные лабораторные измерения зависимости выходного тока от 8-битного управляющего кода цифрового потенциометра, опять же, показали близкое соответствие с идеальной зависимостью, предсказанной уравнением (1). Важно отметить, что использовался p-канальный MOSFET, а не n-канальный. При использовании n-канального MOSFET напряжение истока увеличивалось бы с ростом тока, что приводило бы к уменьшению напряжения затвор-исток. Это ограничивало бы ток стока, противореча назначению схемы. P-канальный MOSFET не подвержен такой проблеме, так как его исток подключен к шине питания.

     На первый взгляд может показаться, что p-канальный МОП-транзистор и AD8532 образуют систему с положительной обратной связью. Однако транзистор, включенный в цепь обратной связи, добавляет дополнительную инверсию сигнала, обеспечивая в петле общую отрицательную обратную связь. В заключение следует отметить, что для уменьшения напряжения ошибки делителя, вносимой неидеальностью сопротивления цифрового потенциометра и его движка, использовалась версия AD5160 с сопротивлением 100 кОм.

Приемопередатчик голоса и данных

CML представляет приемопередатчик голоса и данных диапазона 2.4 ГГц с большим радиусом действия

     CML Microcircuits сообщила о доступности приемопередатчика SCT2400, предназначенного для поддержки защищенных цифровых каналов передачи голоса и данных с большим радиусом действия (до 12 км в пределах прямой видимости) в системах, работающих в нелицензированных диапазонах частот.

CML Microcircuits - SCT2400

     SCT2400 – это высокоинтегрированный цифровой радио приемопередатчик, использующий модуляцию шумоподобным сигналом в диапазоне рабочих частот 2.4 ГГц. Он может применяться в аппаратуре, предназначенной для различных географических регионов, как в лицензируемых, так и в нелицензируемых приложениях. Исключительный радиус действия, превышающий 12 км (в пределах прямой видимости) при выходной мощности не более 100 мВт, достигается при потребляемом токе, составляющем лишь 10 мА в режиме сканирования, около 52 мА при приеме голоса и всего 64 мА при передаче голоса. Низкое энергопотребление и функции безопасности делают прибор идеальным решением для ряда устройств цифровой передачи голоса и данных. В приемопередатчике SCT2400 CML реализовала свой богатый опыт кодирования голоса и усовершенствованный метод прямой коррекции ошибок. Это означает, что прибор может поддерживать четкость и безопасность связи на больших расстояниях в радиосистемах с низким энергопотреблением, таких как частная мобильная радиосвязь (PMR) и наземная мобильная радиосвязь (LMR). Это позволит перенести PMR/LMR из разнородных и несовместимых региональных частотных диапазонов в диапазон ISM 2.4 ГГц, который теперь признан во всем мире как предпочтительная нелицензируемая рабочая частота. Использование SCT2400 в новых разработках даст производителям возможность стандартизировать единую платформу для нескольких регионов, а поддержка сервиса коротких сообщений расширит набор функций PMR/LMR и позволит использовать этот вид связи для новых рынков и новых приложений. В SCT2400 достигнуто пятикратное снижение потребляемой мощности по сравнению с конкурирующими продуктами, ориентированными на использование в системах PMR. Низкая рассеиваемая мощность и небольшие размеры (144-контактный корпус BGA с размерами 10 мм × 10 мм) означают, что приемопередатчик может использоваться в портативных, мобильных и носимых устройствах, в том числе в фитнес-трекерах, умной одежде и беспроводных гарнитурах. SCT2400 работает от одного источника питания 3 В и поддерживает цифровые голосовые режимы, которые включают одноранговый обмен, групповой вызов и широковещательную рассылку, а также передачу данных в режиме SMS.

Книга «Электронные эксперименты для детей»

Электронные эксперименты для детей

Автор: Шеффер Ф.
Год: 2019
Издательство: ДМК Пресс
ISBN: 978-5-97060-682-7

     Книга предназначена для первоначального изучения электроники детьми и подростками в возрасте 8-12 лет. Юный читатель узнает про конденсаторы и диоды, научится паять и делать настоящие макетные и печатные платы, познакомится с осциллографом и вольтметром. Много внимания уделено интегральным схемам – как аналоговым (операционный усилитель), так и цифровым (триггеры и счетчики). В конце книги приведен список заданий и вопросов для самостоятельной работы.Все компоненты и материалы для проведения экспериментов и исследовательской работы с книгой должны быть приобретены отдельно, что дополнительно дает почву для фантазии и изобретательности. Издание рекомендуется в первую очередь тем детям, которые хотели бы не только испытать чувство восторга от работы самостоятельно собранной электронной схемы, но и научиться эти схемы придумывать!

Шеффер Ф. - Электронные эксперименты для детей

Датчик тока XENSIV — TLI4971

Infineon добавляет в семейство датчиков тока XENSIV новый прибор для промышленных приложений TLI4971

     Infineon Technologies готовится к началу массового производства нового семейства датчиков тока, презентация которых прошла в этом году на выставке PCIM. Семейство будет состоять из точных и стабильных бессердечниковых датчиков Холла. Приборы предоставляют высокий уровень гибкости, позволяя клиентам индивидуально программировать такие параметры, как диапазон токов, порог перегрузки по току и режимы вывода.

Infineon - TLI4971

      Первый продукт нового семейства XENSIV – TLI4971 – охватывает диапазоны измерений от ±25 А до ±120 А. Он предназначен для таких промышленных приложений, как драйверы электроприводов до 50 кВт и инверторы солнечных электростанций. Остальные приборы семейства появятся в 2020 году и будут сертифицированы на соответствие стандартам автоэлектроники.

Infineon - TLI4971

      Бессердечниковый датчик, включаемый в схему без обратной связи, обеспечивает точные и стабильные измерения тока, результаты которых представляются в форме аналогового напряжения. Благодаря использованию разработанного Infineon и проверенного рынком метода компенсации температуры и напряжений, ошибка при комнатной температуре составляет всего 2%. Посредством одноточечной калибровки в системе погрешность может быть снижена до уровня менее 2%. Кроме того, дифференциальное измерение с двумя элементами Холла гарантирует высокую точность даже в зашумленной среде с перекрестными помехами от соседних линий тока или магнитных полей рассеяния. TLI4971 имеет два выхода для быстрых сигналов, индицирующих перегрузку по току. Потребители могут программировать пороговые уровни включения сигналов перегрузки в соответствии с требованиями конкретной системы без использования дополнительных внешних компонентов. Сигналы могут использоваться для предварительного предупреждения и выключения системы. Кроме того, устройство вырабатывает аварийный сигнал в случае чрезмерно низкого или высокого напряжения питания. Отсутствие сердечника дало возможность разместить TLI4971 в безвыводном корпусе QFN (TISON-8) с размерами 8 × 8 × 1 мм. Расположение токовой шины без дополнительных затрат обеспечивает лучшие в своем классе тепловые характеристики для токов до 120 А. Устройство, предназначенное для использования в высоковольтных приложениях, имеет гальваническую изоляцию до 1.1 кВ (максимальное повторяющееся напряжение изоляции).

Доступность

Серийное производство датчиков XENSIV TLI4971 начнется в сентябре 2019 года. Единичные образцы приборов будут доступны в августе.

CIPOS Micro IM231

Infineon расширяет семейство интеллектуальных силовых модулей устройствами с наивысшей плотностью мощности

    Infineon Technologies выпустила новую серию интеллектуальных 600-вольтовых силовых модулей CIPOS Micro IM231. Приборы, рассчитанные на работу в суровых и сырых средах, в течение 1000 часов проходят стресс-тестирование при высоком напряжении, высокой температуре и высокой влажности. По этой причине энергоэффективные силовые модули хорошо подходят для драйверов мощных бытовых электроприборов, особенно для циркуляционных гидронасосов, сливных насосов стиральных машин, для посудомоечных машин и кухонных вытяжек. Дополнительными приложениями могут быть вентиляторы кондиционеров, компрессоры холодильников и жалюзи с электроприводом.

Infineon - CIPOS Micro IM231

      В драйверах двигателей модулей серии CIPOS Micro IM231 использованы новейшие IGBT технологического поколения TRENCHSTOP 6. Характеристики переключения оптимизированы для повышения КПД и снижения уровня электромагнитных помех. Сертифицированные на соответствие требованием стандарта UL1557 модули имеют самое высокое в своем классе приборов напряжение изоляции 2 кВ. Серия состоит из 4-амперных модулей IM231-M6S1B, IM231-M6T2B и 6-амперных IM231-L6S1B, IM231-L6T2B. Для удобства разработчиков модули CIPOS Micro IM231 выпускаются в корпусах двух типов: для монтажа в отверстия и для поверхностного монтажа. Встроенный NTC термистор с сертификатом UL, интегрированные цепи защиты от сквозных токов и перегрузки, а также функция формирования отчетов повышают уровень интеллекта системы. Модули могут управлять мощностью до 450 Вт, как в приложениях с теплоотводом, так и без него. Новая серия IM231 отличается высоким уровнем технических характеристик, надежностью, защищенностью и простотой использования. Схема защиты от сквозных токов предотвращает одновременное включение IGBT верхнего и нижнего плеча, вызванное неисправностью микроконтроллера или внешними помехами. Интегрированная защита от перегрузки по току имеет высокую точность ±5%. Существенным преимуществом новых устройств также является возможность использования одного и того же модуля в различном оборудовании с напряжением от 100 до 230 В переменного тока при неизменной конструкции печатной платы. Это обеспечивает простоту разработки и быстрый вывод на рынок готового продукта.

Сбор энергии для питания удаленных датчиков

Сбор энергии для питания удаленных датчиков

Walter Bacharowski

     Для питания удаленных датчиков все чаще используются схемы сбора энергии окружающей среды. В таких схемах применяются солнечные элементы, пьезоэлектрические генераторы или другие устройства преобразования энергии. Эти устройства собирают энергию от различных источников, преобразуют ее в электричество. Для хранения применяют конденсаторы большой емкости вместо аккумуляторов. Во многих ситуациях не требуется, чтобы схема датчика работала непрерывно, и запас энергии пополняется во время периодов отключения датчика. В приведенном  примере солнечный элемент и конденсатор емкостью одна фарада используются для питания удаленного детектора движения, сигнал которого, возникающий при обнаружении присутствия, сразу передается по радиоканалу на центральную систему контроля. Такой тип датчика подходит наилучшим образом, поскольку не нуждается ни в проводах, ни в замене батареи. Для контроля напряжения на конденсаторе и информирования других цепей о том, что напряжения достаточно для включения и выполнения некоторой обработки, иногда требуется соответствующая схема. Когда напряжение на конденсаторе падает ниже заданного уровня, схема отключается. С учетом емкости, напряжение на конденсаторе является мерой того, сколько энергии доступно для питания внешних цепей. В примере  использованы недорогие фотогальванические ячейки из аморфного кремния, способные питать схему как от внешнего, так и от внутреннего освещения. Между размером солнечных ячеек, размером накопительного конденсатора и частотой включения схемы всегда можно найти компромисс. Для изоляции цепи нагрузки от компонентов, собирающих энергию, на время, пока накапливаемой энергии не станет достаточно для выполнения задачи, используется монитор напряжения. Элементами сбора энергии батареи солнечных элементов служат диод D1 и конденсатор C1.

Детектор движения с радиоканалом и питанием от солнечной батареи.
Рис.1
Детектор движения с радиоканалом и питанием от солнечной батареи.

     Схема контроля накапливаемого напряжения должна потреблять очень низкую мощность и работать в широком диапазоне питающих напряжений. На рис.1 функцию монитора выполняет компаратор LPV7215, типовой рабочий ток которого равен 580 нА. Пороги и гистерезис компаратора LPV7215 задаются резисторами R1, R2 и R3, а также источником опорного напряжения LM385-1.2. Компаратор используется для управления MOSFET Q1, включающим схему детектора движения. MOSFET включается, когда напряжение на конденсаторе C1 становится больше 4 В, и выключается, когда напряжение опускается ниже 3 В. В схеме детектора движения использован пироэлектрический датчик, за которым следует полосовой фильтр с большим коэффициентом усиления. В качестве усилителей U5 и U6 используется микросхема LPV511 с типовом рабочим током всего 880 нА и произведением коэффициента усиления на ширину полосы пропускания, равным 27 кГц. Для питания полной схемы детектора движения требуется лишь около 4 мкА. На рис.2 показан выходной сигнал усилителя U6, возникающий в то время, когда поле зрения пироэлектрического датчика пересекает теплое тело, а также сигналы оконного компаратора и расширителя импульсов.

Сигналы детектора движения.
Рис.2 Сигналы детектора движения.

    Выходной сигнал усилителя U6 поступает на вход оконного компаратора, собранного на двух микросхемах U2 и U3 (LPV7215) и трех резисторах R6, R7 и R8. Пороговые напряжения установлены на уровне 1/3 и 2/3 от коммутируемого напряжения +VSW. Когда сигнал датчика движения становится выше или ниже пороговых значений, выход компаратора переключается в низкий уровень. Выходы компараторов через диоды D2 и D3 соединены по схеме «ИЛИ» и подключены к входу расширителя импульсов. Расширитель импульсов, состоящий из компаратора U4 (LPV7215), а также элементов C2, R9, R10, R11 и R12, формирует импульс длительностью примерно 0.5 с, который включает радиопередатчик через транзистор Q2. Для работы передатчика требуется приблизительно 25 мА, в то время как схема монитора потребляет всего порядка 20 мкА. Расчет емкости накопительного конденсатора требует оценки тока схемы, изменения напряжения на конденсаторе и времени, необходимого для выполнения задачи. Например, при активном передатчике схема на Рисунке 1 потребляет приблизительно 25 мА. Выбранные солнечные элементы способны вырабатывать примерно 5.5 В при токе 10 мА, заряжая конденсатор C1 до 4.9 В. (Напряжение на солнечных элементах минус падение напряжения на диоде D1, равное приблизительно 0.6 В). Время, в течение которого может работать схема, определяется временем, за которое конденсатор C1 разрядится от 4.9 В до 3.0 В, и рассчитывается по формуле:

Каждый раз передатчик включается на 0.5 с, поэтому детектор движения имеет возможность без подзарядки передать информацию примерно 156 раз (76/0.5), прежде чем напряжение на конденсаторе упадет ниже уровня выключения 3.0 В. В нормальном режиме работы и при наличии света солнечный элемент постоянно подзаряжает конденсатор C1.

Второй вопрос, связанный с накоплением энергии – это то, как долго схема обнаружения движения может работать без подзарядки конденсатора. Используя приведенную выше формулу, и считая, что схемы детектора движения и монитора в сумме потребляют 20 мкА, а напряжение на конденсаторе изменяется от 4.9 В до 3.0 В, получаем:

И, наконец, интересно знать, сколько времени пройдет после первой установки схемы до того момента, когда зарядится конденсатор C1 и схема начнет работать. Расчет дает следующую оценку этого времени:

Чтобы не ждать зарядки C1 от солнечного элемента, непосредственно перед установкой схемы можно на время подключить ее к источнику 5 В.

Этот пример демонстрирует использование усилителей и компараторов с очень низким энергопотреблением в схемах удаленных беспроводных датчиков с автономным питанием. Вместо показанной здесь схемы детектора движения к устройству можно подключить множество других датчиков, измеряющих, например, температуру, влажность или протечки.

Драйвер белого светодиода работает от…

Драйвер белого светодиода работает от батареи 1.5 В

Steve Caldwell

     Несмотря на широкое распространение белых светодиодов в различных системах освещения, падающее на них напряжение 3-4 В затрудняет их использование в низковольтных приложениях. Для управления белыми светодиодами выпускаются зарядовые насосы и другие микросхемы, но при низких напряжениях питания 1.5 В в приложениях с одноэлементными батареями они обычно не работают. Низковольтная схема, способная стабилизировать выходной ток, достаточный для питания белого светодиода, показана на Рисунке 1. Микросхема повышающего преобразователя IC1 может отдавать в нагрузку ток 62 мА при входном напряжении, начиная от 1.2 В, что позволяет использовать его с элементом питания 1.5 В. Поскольку ток светодиода незначителен до тех пор, пока напряжение на нем ниже 3 В, повышающий преобразователь легко запускается при входном напряжении всего 0.8 В.

При питании от одной щелочной батарейки эта схема обеспечивает стабилизированный выходной ток, достаточный для питания белого светодиода.
Рис.1
При питании от одной щелочной батарейки эта схема обеспечивает стабилизированный
выходной ток, достаточный для питания белого светодиода.

      Получая обратную связь от токоизмерительного усилителя IC2 из верхней шины питания, схема позволяет стабилизировать ток, не ухудшая КПД преобразования. Рабочая полоса частот 1.8 МГц микросхемы усилителя IC2 гарантирует устойчивость петли обратной связи. Микросхема IC2 усиливает напряжение на резисторе R1 с коэффициентом 20. Этот большой коэффициент усиления улучшает КПД схемы, позволяя использовать токоизмерительный резистор с небольшим сопротивлением. Рассчитать сопротивление R1 для требуемого выходного тока можно по формуле:

      При входном напряжении 1.5 В и выходном токе 62 мА КПД схемы на Рисунке 1 составляет примерно 80%. Стабилитрон D1 обеспечивает защиту выхода от повышенного напряжения. Когда выходное напряжение превышает уровень, равный сумме напряжения стабилитрона (VZ) и напряжения обратной связи 1.235 В микросхемы IC1 (VFB), напряжение обратной связи на выводе 3 увеличивается, и внутренний генератор IC1 останавливается. Таким образом, в отсутствие нагрузки выходное напряжение стабилизируется на уровне VZ + VFB.

Использование повышающего преобразователя…

Использование повышающего преобразователя для автоматического снижения яркости светодиодного фонаря

Jianwen Shao

     Благодаря высокой светоотдаче и большому сроку службы, сверхяркие светодиоды хорошо подходят для использования в фонарях. Обычно светодиоды питаются постоянным током, поэтому, когда батарея разряжается, фонарь просто перестает работать. В некоторых ситуациях это может быть неудобно. Было бы неплохо иметь фонарик, который автоматически тускнет, когда напряжение аккумулятора падает. Подобно традиционному фонарику с лампой накаливания, это указывало бы на низкий уровень заряда батареи и продлило время работы.Типичное прямое напряжение белого светодиода составляет от 3 до 5 В. Поэтому, если входное напряжение падает ниже 3 В, светодиод должен питаться от повышающего преобразователя. На Рис.1 показана схема такого повышающего преобразователя, ток которого автоматически снижается по мере падения напряжения батареи.

Используя высокоэффективный контроллер повышающего преобразователя (U1), разработчики могут добавить к светодиодному фонарю функцию автоматического снижения яркости.
Рис.1
Используя высокоэффективный контроллер повышающего преобразователя (U1),
разработчики могут добавить к светодиодному фонарю функцию автоматического
снижения яркости.

      L6920D – это высокоэффективный контроллер повышающего преобразователя с очень небольшим числом внешних компонентов, преобразующий напряжение батареи в заданное выходное напряжение или ток. Устройство запускается при напряжении 1 В и способно продолжать работу при напряжении, сниженном до 0.6 В, потребляя всего 10 мкА. Кроме того, микросхема содержит синхронный выпрямитель на P-канальном MOSFET с сопротивлением открытого канала 120 мОм, который, заменяя обычный диод, увеличивает КПД схемы. В этой схеме ток светодиода ILED является функцией напряжения батареи VFB. При уменьшении напряжения батареи ток светодиода также уменьшается. В результате батарея может работать дольше, а фонаря приобретает функцию автоматического ослабления силы света. Выведем формулу для расчета зависимости тока ILED от входного напряжения VIN.

Если R5 >> R4, то можно считать, что R5||R4 ≈ R4, тогда

И, наконец

На Рис.2 приведен график зависимости тока светодиода от напряжения батареи, рассчитанный для номиналов компонентов, использованных в схеме на Рисунке 1 и VFB = 1.23 В (напряжение опорного источника микросхемы L6920D).

График, показывающий зависимость тока светодиода от напряжения батареи, рассчитанный для сопротивлений резисторов, использованных в схеме на Рисунке 1.
Рис.2
График, показывающий зависимость тока светодиода от напряжения батареи, рассчитанный для сопротивлений резисторов, использованных в схеме на рис.1.

Умножитель для измерителя мощности

Дешевый умножитель для измерителя мощности

Jeff Kotowski, EDN

     Для измерителя мощности обычно требуются аналоговые или цифровые схемы умножения. Эти схемы могут быть сложными, капризными в настройке или дорогими. Более простой способ умножения основан на том, чтобы сначала преобразовать ток в импульсы с коэффициентом заполнения, пропорциональным току. Эти импульсы можно использовать для стробирования входного напряжения; такое стробирование эффективно заменяет функцию умножения.

Основой схемы измерителя мощности служит недорогая микросхема формирователя ШИМ-сигнала.
Рис.1
Основой схемы измерителя мощности служит недорогая микросхема формирователя ШИМ-сигнала.

       Последующий фильтр нижних частот формирует выходное напряжение, пропорциональное мощности. На первый взгляд, метод кажется вычурным, однако его реализация достаточно проста. На Рисунке 1 показана полная схема измерителя мощности. Микросхема LM3812M-7.0 измеряет проходящий через нее ток и формирует сигнал ШИМ, коэффициент заполнения которого пропорционален току. Зависимость коэффициента заполнения D от тока определяется следующим выражением:

        Требуемый выходной сигнал представляет собой напряжение, численно равное входной мощности, деленной на 10. Операция деления на 10 не позволяет напряжению выходить из контролируемого диапазона. Выходное напряжение равно:

       Чтобы вычесть в выражении член ½VIN, первый операционный усилитель инвертирует сигнал мощности. Второй операционный усилитель добавляет смещение и снова инвертирует сигнал. Конденсаторы C1 и C2 обеспечивают фильтрацию. Встречное включение этих электролитических конденсаторов образует неполярный конденсатор. Тесты с входными токами от –7 А до +7 А и источником напряжения 2 В … 5.25 В показали, что в диапазоне мощностей от 0 до 25 Вт схема имеет точность лучше 3%.

Следующие » · « Предыдущие