總括來說,總電容 (CT) 對(duì)于 TIA 的穩(wěn)定性起了很重要的作用,CT 愈小那穩(wěn)定性便愈高,而把 CT 盡量降低有兩個(gè)方法,一是選擇合適的運(yùn)算放大器,二是施加一個(gè)反向偏壓給光二極管,但這會(huì)引致有過量的電流和噪聲出現(xiàn)。本文證實(shí)從實(shí)驗(yàn)中不同光二極管和補(bǔ)償方法得出來的測(cè)量結(jié)果與理論非常吻合。
上文提到的產(chǎn)品系列輸出是∑?Δ數(shù)據(jù)流,可以使用專用芯片AMC1210將其還原成一個(gè)串口或并口的輸出。它不僅集成了∑?Δ后端數(shù)據(jù)濾波器,還加入了一些比較器,因此可以實(shí)現(xiàn)非常多的數(shù)字功能。
本文介紹了一種用于超聲無損檢測(cè)的四通道超聲探傷卡的硬件設(shè)計(jì)方法,開發(fā)了用于回波信號(hào)處理及缺陷自動(dòng)判斷的FPGA芯片,大大地提高了檢測(cè)速度。該板卡可靈活地用于構(gòu)建各種多通道超聲探傷設(shè)備。
電子研發(fā)工程師最常采用的EMI/EMC防范措施不外乎是屏蔽、濾波、接地和布線,但是隨著電子系統(tǒng)的集成化,在考慮成本、質(zhì)量、功能,又要兼顧產(chǎn)品推出速度的要求下,工程師們必須在設(shè)計(jì)初始階段就展開EMI/EMC預(yù)測(cè)分析和設(shè)計(jì),避免在研發(fā)后期發(fā)生問題,采取挽救修補(bǔ)措施的被動(dòng)控制方法,而收到事半功倍的效果。本文就介紹在產(chǎn)品設(shè)計(jì)之初,控制EMI/EMC所應(yīng)考慮的問題。
對(duì)于器件的非標(biāo)準(zhǔn)使用(如MAX2140接收器的熱插拔操作)中出現(xiàn)的問題,我們需要用相應(yīng)的方法來解決。為了成功實(shí)現(xiàn)器件的非標(biāo)準(zhǔn)使用,必須在Maxim支持和同意的情況下,對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行認(rèn)真的設(shè)計(jì)和合理的測(cè)試。
本設(shè)計(jì)采用雙CMOS攝像頭模擬人眼獲取圖像。以FPGA為核心設(shè)計(jì)了圖像采集、處理和顯示接口,其圖像數(shù)據(jù)可直接輸出到TTL接口的液晶屏顯示。對(duì)于目前市場(chǎng)上大部分LVDS接口的液晶屏,只需修改FPGA的I/O屬性即可,無需液晶屏廠家提供驅(qū)動(dòng)電路板,實(shí)現(xiàn)了立體液晶顯示圖像采集和顯示系統(tǒng)的最小化設(shè)計(jì),目前已成功運(yùn)用于實(shí)時(shí)圖像的立體液晶顯示。整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊,擴(kuò)展性強(qiáng),生產(chǎn)成本低。此外,該系統(tǒng)只需對(duì)FPGA進(jìn)行重新編程即可用于其他多路視頻采集、處理及顯示方案。
為了成本,集成度和性能等指標(biāo),采用高速串行數(shù)據(jù)接口,并且減小半導(dǎo)體制造布局是非常有必要的。但這種較小的器件更容易受到較低電壓和電流所造成的靜電損傷。另外,用于高速數(shù)據(jù)線上的低電容ESD保護(hù)器件在電容減小的同時(shí),動(dòng)態(tài)電阻會(huì)變大,這會(huì)使它們保護(hù)系統(tǒng)敏感IC元件的能力變差。
本文討論了模擬工具必須予以強(qiáng)化以支持更高階自動(dòng)化的方法;同時(shí)也闡述了現(xiàn)代化IC設(shè)計(jì)環(huán)境必須強(qiáng)化的方法,以具備足以支持真正的、統(tǒng)一的、全芯片混合信號(hào)設(shè)計(jì)、驗(yàn)證、及實(shí)現(xiàn)的能力。
先進(jìn)的智能變送器是工業(yè)過程控制技術(shù)發(fā)展的需要,也是工藝過程實(shí)現(xiàn)高精度控制的必需,具有很好的市場(chǎng)前景。現(xiàn)場(chǎng)總線是目前國際上過程控制領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn),通過現(xiàn)場(chǎng)總線,數(shù)字通信技術(shù)可以延伸到現(xiàn)場(chǎng)儀表,給控制體系帶來一場(chǎng)革命。HART協(xié)議作為一個(gè)開放性的協(xié)議,現(xiàn)已成為智能儀表的事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)。現(xiàn)在,國際及國內(nèi)使用的智能變送器基本是帶有HART通信功能的智能變送器(簡稱為“HF智能變送器”),是一種將標(biāo)準(zhǔn)模擬信號(hào)(4~20 mA)與數(shù)字信號(hào)技術(shù)結(jié)合在一起用于傳送過程參數(shù)的變送器。傳統(tǒng)變送器傳輸傳感器數(shù)據(jù)的同時(shí),不能傳輸控制信號(hào)與診斷信號(hào)。同時(shí)為了滿足智能現(xiàn)場(chǎng)通信器對(duì)信號(hào)實(shí)時(shí)處理的需要,在HART智能現(xiàn)場(chǎng)通信器軟件總體設(shè)計(jì)中采用實(shí)時(shí)嵌入式控制系統(tǒng)。為此,筆者設(shè)計(jì)了一種基于MAXQ2000嵌入式微處理器的增強(qiáng)型智能變送器,采用HART協(xié)議進(jìn)行信號(hào)的調(diào)制解調(diào),所提供的通信通道在傳輸傳感器數(shù)據(jù)的同時(shí),還可傳輸控制和診斷信號(hào)。
針對(duì)傳統(tǒng)欠壓鎖定電路功耗大、閾值電壓高的缺點(diǎn),提出了一種低電壓低靜態(tài)功耗快速響應(yīng)欠壓鎖定電路。
最基本的開關(guān)電容電路是由電子開關(guān)和電容組成的,主要應(yīng)用是構(gòu)成各種低通、高通、帶通、帶阻等開關(guān)電容濾波器(Switched-Capacitor Filter,SCF)。將開關(guān)電容電路與運(yùn)算放大器結(jié)合,組成的開關(guān)電容有源濾波器具有很多奇特的性質(zhì),但由于引入了電子開關(guān),對(duì)電路特性進(jìn)行嚴(yán)密分析變得異常困難,目前已有的分析方法都只是在一定條件下從一個(gè)側(cè)面進(jìn)行近似分析,本文立足于最基本的電路理論,借助計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行復(fù)雜而嚴(yán)格的分析計(jì)算,最終得到了具有普遍意義的結(jié)論,上述文獻(xiàn)的結(jié)果只是該普遍性結(jié)論的特例。
測(cè)控系統(tǒng)常常需要處理所采集到的各種數(shù)字量信號(hào)。通常測(cè)控系統(tǒng)采用通用MCU完成系統(tǒng)任務(wù)。但當(dāng)系統(tǒng)中采集信號(hào)量較多時(shí),僅依靠MCU則難以完成系統(tǒng)任務(wù)。針對(duì)這一問題,提出一種基于FPGA技術(shù)的多路數(shù)字量采集模塊。利用FPGA的I/O端口數(shù)多且可編程設(shè)置的特點(diǎn),配以VHDL編寫的FPGA內(nèi)部邏輯,實(shí)現(xiàn)采集多路數(shù)字量信號(hào)。
隨著我國電網(wǎng)的逐步發(fā)展,如何保證優(yōu)良的電能質(zhì)量成為一項(xiàng)重要的工作。電能質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)跟蹤電網(wǎng)參數(shù)的變化,故可為改善電網(wǎng)電能質(zhì)量提供實(shí)際依據(jù)。傳統(tǒng)的監(jiān)控裝置對(duì)目前一些高頻的復(fù)雜暫態(tài)量的采集與處理還相對(duì)困難,所以研制一種高速的、處理能力強(qiáng)大的監(jiān)控系統(tǒng)有著重要的意義。為此,本文以TMS320F2812型DSP為控制核心設(shè)計(jì)了一種電能質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)。TMS320F2812是TI公司生產(chǎn)的32位定點(diǎn)DSP,它采用1.8 V的內(nèi)核電壓,具有3.3 V的外圍接口電壓,最高頻率150 MHz,片內(nèi)有18K字的RAM。由于在通常情況下,采集系統(tǒng)中轉(zhuǎn)換器件的性能決定著系統(tǒng)性能的優(yōu)劣。所以本設(shè)計(jì)選用TI公司的ADS8364作為AD轉(zhuǎn)換模塊。ADS8364的最高頻率為5 MHz,對(duì)應(yīng)采樣頻率250kHz,可以滿足本采集系統(tǒng)的要求。
近年來,隨著雷達(dá)技術(shù)的高速發(fā)展對(duì)雷達(dá)信號(hào)源的要求也越來越高。寬工作頻段、高輸出功率、復(fù)雜多變的信號(hào)調(diào)制形式和信號(hào)的穩(wěn)定度已成為衡量雷達(dá)信號(hào)源性能的重要指標(biāo)。AD9858是業(yè)界首款具有1 Gs/s直接數(shù)字合成器(DDS),10位D/A轉(zhuǎn)換器,快速頻率跳躍和精細(xì)調(diào)諧分辨率功能的單片解決方案,AD9858優(yōu)良的性能使其適用于軍事以及航空雷達(dá)的信號(hào)源設(shè)計(jì)。
ADS1274/ADS1278是德州儀器(TI)推出的多通道24位工業(yè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC),內(nèi)部集成有多個(gè)獨(dú)立的高階斬波穩(wěn)定調(diào)制器和FIR數(shù)字濾波器,可實(shí)現(xiàn)4/8通道同步采樣,支持高速、高精度、低功耗、低速4種工作模式;ADS1274/ADS1278具有優(yōu)良的AC和DC特性,采樣率最高可以達(dá)128 Ks/s,62 kHz帶寬時(shí)信噪比(SNR)可達(dá)111 dB,失調(diào)漂移為0.8μV/℃。 ADS1274/ADS1278可通過設(shè)置相應(yīng)的輸入/輸出引腳選擇工作模式,無需寄存器編程,其數(shù)據(jù)輸出可選幀同步或SPI串行接口,便于連接至DSP、FPGA及微控制器。每個(gè)接口均支持菊花鏈,簡化多通道計(jì)數(shù)系統(tǒng)中的多個(gè)ADS1274或ADS1278的回讀功能(readback)。ADS1274工作溫度范圍為-40℃~+125℃,ADS1278則為-40℃~+105℃,可滿足要求嚴(yán)格的多通道信號(hào)采集應(yīng)用,包括振動(dòng)分析、醫(yī)療監(jiān)控、聲學(xué)/動(dòng)態(tài)應(yīng)變測(cè)量及壓力測(cè)量設(shè)備等。