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  • ADI:高性能模拟技术和半导体如何赋能新基建?

    ADI:高性能模拟技术和半导体如何赋能新基建?

    “新基建”已然成为2020年中国经济热词。作为新兴技术和先进生产力的代表,新基建正以信息化培育新动能,用新动能推动新发展,形成规模庞大的数字经济产业。前景不言而喻,因此引发千军万马、群雄逐鹿。作为新基建底层技术支撑的全球高性能模拟技术提供商和领先半导体厂商,ADI已深刻参与并体察到诸多一线产业合作伙伴在新基建浪潮下积极推动的创新变革以及由此创造的无限商机! 正如ADI中国区工业市场总监蔡振宇指出的,“无论是数字经济还是新基建,ADI都在其中扮演积极的创新推动和引领的角色。目前,我们正在加码对新基建相关的千行百业合作伙伴支持力度,借助自身领先的高性能信号链技术,聚焦打造行业变革核心驱动力,与合作伙伴一道在新基建的浪潮中实现超越一切可能的创新与变革。” ADI布局背后的产业变革与创新逻辑 在新基建的政策春风下,新兴产业纷纷孕育兴起,以数字化、网络化、智能化为特征的数字经济风起云涌,给传统产业带来从业态结构到组织形态、从发展理念到商业模式的全方位突破,新基建投资不仅本身形成了规模宏大的数字经济产业,还将与传统产业碰撞产生不可估量的叠加效应与乘数效应。 在此情况下,产业合作伙伴对于能够连接数字与现实世界的模拟技术需求前所未有的增加。而ADI正能为众多细分市场提供作为传统产业数字化入口的模拟半导体技术,让合作伙伴能够专心在数字经济浪潮中乘风破浪,不必被底层技术的难题困扰。除此之外,ADI对于各应用行业领域的深入理解,对于数字技术融合的洞察,也使ADI能够率先提供更完整的一站式解决方案,在新基建的行业交互中找到最佳用武之地。而从ADI的重点布局中,我们也能梳理出真正反映产业实际状况的一些“新基建”机会点。 Ø 能源核心:电力物联网+充电桩数据网被寄予厚望 不只是中国,目前全球都在大力发展新能源与清洁能源,能源的产生、存储、输送、利用…这一系列过程也在发生变革,带动新型智能化输配电以及储能技术的发展。智能电网本身即为“新基建”中的融合基础设施,为“新基建”提供“安全、可靠、绿色、高效”能源动力保障。大量创新技术正在改变这个行业,例如电网侧储能、智能电网监测、智能电表计量、汽车充电桩的部署等等。 新兴的能源物联网正给传统电网注入“新动能”,助力电网向智能电网的升级。在特高压输电领域,亟需解决能源从发电到用电的传输安全与稳定难题。对此,蔡振宇举例道,ADI能够与客户一起,通过MEMS IMU以及温测一体产品等解决方案对大风下的电力线摆幅、山坡上电力塔的倾斜、变电柜的温度监测等,从方方面面对智能电网系统实现实时监测与预测性维护,全面助推新基建能源创新模式及生态产业建设。 更低成本、更清洁的能源正在改变我们的生活,越来越普及的电动车首当其冲,作为电动汽车消费和发展的基础设施,充电桩也是新基建部署的另一大重点。其不只是建设一个个充电硬件设备,更重要的是要构建、运营一个巨大的充电数据网络,实现能量从电网到车的高效传递,ADI正与领先企业一起努力打造高效率的大功率直流充电桩解决方案,提升大规模部署的经济和社会效益。 Ø 新能源汽车:精准高效与安全环保并重 新基建解决了充电基础设施的短缺, 同时在环保需求与政策利好的刺激下,新能源车在2020年迎来普及潮。ADI 基于长期积累的汽车电气化广泛经验,通过提供更低排放、更高效率、更高可靠性和安全性的解决方案,让电池管理、动力总成和信息娱乐等系统保持高性能的同时变得更小、更轻、更可靠,推动更环保高效的未来汽车早日落地。 锂离子电池是电动汽车和混合动力汽车的常用储能方法。ADI提供更精准更安全的锂电池监控解决方案,不仅提升系统的可靠性和安全性,也为车辆带来更长的续航里程。创新的无线BMS系统建立电池从生产制造到仓储运输、到车内电池维修维护、最后到回收整个生命周期的监测和追踪,采集的数据与人工智能算法融合,可以延长电池以及整个电动汽车的生命周期,提高电动汽车的残值,确保电动汽车在二手车市场更有吸引力,以此来赋能电动汽车产业。 Ø 工业4.0:打造不一样的“网”,实现智能化升级 工业互联网是智能制造发展的基础,可以提供共性的基础设施和能力,中国已将工业互联网作为新基建重要基础设施,为工业智能化提供支撑。不可否认的是,搭上新基建这辆信息时代的快车,无疑会使工业控制系统市场主体如虎添翼,催生工业自动化市场的经济新动能。 不同于日常的“网”,工业互联网对延时非常敏感、需要兼容多种协议、恶劣的干扰环境以及>99.999% 的数据可靠性,才能加速制造业从信息化时代走向智能化时代。因此,每一个工业生产线上设备运营状态的监测,对实现工业安全预测诊断,系统灵活配置以达到柔性化生产等都十分重要,而这些环节几乎都有ADI的影子。“长期耕耘于工业自动化领域,ADI的技术在业内已被广泛认可与使用——从包括终端设备各种传感器和信号调理电路在内的前端检测,到后续的测量、数据解析,以及微处理器、DSP为基础的边缘计算和工业以太网连接,覆盖完整的信号链,将加速新基建下的中国工业互联网升级。”蔡振宇指出。 Ø 5G网络:更经济地加速新基建关键应用落地 5G 作为移动通信领域的重大变革点,是当前新基建的领衔领域,不管是从未来承接的产业规模,还是对新兴产业所起的技术作用来看,5G 都是最值得期待的。实际上,各大新兴产业,如工业互联网、车联网、企业上云、人工智能、远程医疗等,均需要以 5G 作为产业支撑,它将为终端使用行业提供连接大量传感器、边缘设备和执行器的平台。 5G基础设施产品和解决方案有助于数据的平滑流动,包括5G网络上的数据传输和接收。为达到各界对5G高传输率、低延迟、高网络容量密度等共识目标,在与传统基站相同的外形尺寸和功耗中安装十倍至百倍数量的通道,ADI提出了一个新的无线电架构,软件定义收发器,该架构可以将无线电中每通道的尺寸数量减少10倍,将功耗降低一半,并用作在5G系统中工作所需的更高性能的单元。 此外,演进中的5G标准、技术愈加复杂、更广泛的频谱范围,对测试测量带来挑战。长期以来,由于ADI一直在从事网络基础架构方面的工作,积累了从最基础的单元器件到高性能组件的大量核心技术,构建了广泛的端到端解决方案,这些均可有利于应对5G测试测量挑战,帮助本土测试测量企业开发高性价比的5G测试测量系统,推动新基建下关键5G应用加速上市。 Ø 智慧交通:ETC打开智慧城市建设新的想象空间 智慧交通将先进的云计算、数据通讯传输技术以及人工智能算法等有效地集成运用于整个交通运输管理体系,从而建立起一种在大范围、全方位发挥作用的实时、智能、高效的综合运输和管理系统。作为智慧城市建设中的重要一环,在新基建建设的风口下,各地相继制定出台具体政策,逐步完善公共停车设施体系,加快补齐城市公共停车设施短板步伐,将智慧城市、物联网、车载终端系统、电子收费系统等前沿新科学统一起来。 蔡振宇列出了一组数据:2019年已经有超过2亿辆汽车已经装上ETC车载单元,为智慧交通打开了更多的应用场景,也为智慧城市商业模式开创了新的想象空间,并借此可以从公路收费进入到大型交通场站停车收费、加油服务、车辆金融等领域,有望突破传统停车建设模式和运营模式,优化创新生态环境,打造贯穿整个智慧停车产业链的C-V2X跨界协同创新体系。 简便的ETC系统背后支撑的是需要对接几十种信号机控制系统的强大路边单元RSU。目前,ADI射频前端系统与单芯片收发器解决方案能有效完成ETC双向通信的前端系统设计与实现,借助信息化技术打通人、车、路、网的数字闭环,助力政府实现高效的交通出行信息管理,推进道路基础设施智能化。 Ø 新型大数据中心:算力与能效缺一不可 当今技术需要大规模的数据计算、存储和联网,人工智能和机器学习的加速发展正推动高性能计算达到新的性能水平,与日俱增的内容流和基于云的服务支撑着超大规模数据中心的快速增长。因此从国家政务到各大行业,建立数据中心将有助于促进行业转型和实现企业上云,是海量信息时代的诺亚方舟。或许你已经开始在憧憬高效数据中心驱动下的智慧生活美好未来,但数据中心被认为是能源消耗最严重的建筑之一,减少数据中心能耗,对于降低其环境影响至关重要。 如何提高数据中心能效便于优化热学设计、降低供电系统尺寸和成本,稳定可靠电源供应能力,是新基建数据中心建设的一大痛点。在狭小空间内实现各类处理器(ASIC、CPU、FPGA)低至0.6V-0.8V的核心低电压与50A-800A超高电流高稳定性供电系统设计的艰辛,需要顶级电源高可靠性和高效DC-DC电源转换解决方案,ADI的模块化和低噪声电源技术正是这些系统背后稳定供电的主要力量,可以帮助提高数据中心的效率、密度和可靠性。此外,ADI板级电源系统管理PSM可动态调节与记录数据中心核心芯片的电源供应,极大地优化了能源效率,同时保持了可靠性。 Ø 卫星互联网:弄清中国发展商用卫星最底层逻辑 随着数据流量和物联网应用的增长,对商用卫星通信系统的需求已日趋明显,对高带宽数据访问需求也增长显著,覆盖全球的卫星互联网将成为下一个建设重点。放眼全球,Space X已在商用低轨卫星上取得阶段性成功,实现了火箭的回收重复利用,大幅度降低了发射成本;作为航天强国,今年4月发改委也明确将“卫星互联网”纳入新基建中信息基础设施建设范畴中,商用卫星部署同样有望在今年迈入快车道。 “与通用宇航级卫星不同,商用近地轨道卫星更具成本效益,它们的尺寸应当相对较小而更容易制造,这有助于提高合作伙伴和潜在运营商的部署经济性。同时,低成本商业卫星向新参与者和创新者开放市场,背后小尺寸、低成本、高可靠的集成电路同样功不可没。”蔡振宇强调了商用卫星产业取得成功的最底层逻辑。 所有这些,ADI能以在全球航空航天市场处于顶尖地位的高性能信号链产品正在其中发挥关键赋能者的作用。此外,ADI拥有的高频收发器平台技术在卫星通信频段中可实现更高的选择率,利用其小尺寸和低功耗特性,可将收发器的整体尺寸缩小一个数量级,为解决下一代卫星通信难题提供大量解决方案实例。 结语 自1965年成立至今,ADI经历了一波又一波的技术浪潮发展。它既是全球科技演进历程的一名见证者,亦是在这些浪潮中扬帆寻找科技“新大陆”的众多领航员之一。此波新基建建设的热浪风口,ADI公司作为模拟和混合信号技术领导者,将利用其所具备的专业技术,把复杂的现实世界中的物理信号转化为准确、安全、实时的数据、分析和洞察,并基于相关分析和可执行的见解实现“智能”,推动实现新基建在各个细分领域中的智能化升级。

    时间:2020-06-30 关键词: adi 新能源 新基建

  • 工业过程控制系统的软件可配置模拟前端的集成ADC,你了解吗?

    工业过程控制系统的软件可配置模拟前端的集成ADC,你了解吗?

    你接触过工业过程控制系统的软件可配置模拟前端的集成ADC吗?它有什特点?Analog Devices, Inc今日推出集成24位ADC的AD4110-1模拟前端,该产品适用于工业过程控制系统。AD4110-1是一款集成ADC的通用型输入AFE,让客户能够设计出可以针对多种功能进行配置的“平台”输入模块。这将大幅节省研发成本,缩短上市时间,且需要的设计资源更少。 AD4110-1可通过软件根据电流或电压信号对高压输入进行全面配置,从而直接与所有标准工业模拟信号源连接。一个参考设计可以取代其他多个参考设计,从而减小模块尺寸,降低拥有成本。在实施工业4.0期间,通过软件配置的I/O是关键因素。 AD4110-1采用40引脚LFCSP封装。主要特性包括: ·采用集成式全差分可编程增益放大器(PGA),提供从0.2到24的16级增益设置 ·提供内部前端诊断功能,用于指示过压、欠压、开路、过流和过温情况。 ·高压输入具有热保护、过流限制和过压保护功能。以上就是工业过程控制系统的软件可配置模拟前端的集成ADC解析,希望能给大家帮助。

    时间:2020-06-28 关键词: adi adc 模拟前端

  • 开源LIDAR原型制作平台

    开源LIDAR原型制作平台

    摘要 本文探讨ADI公司新推出且拥有广泛市场的LIDAR原型制作平台,以及它如何通过提供完整的硬件和软件解决方案,使得用户能够建立其算法和自定义硬件解决方案的原型,从而帮助客户缩短产品开发时间;详细介绍模块化硬件设计,包括光接收和发送信号链、FPGA接口,以及用于长距离感测的光学器件;介绍系统分区决策,以凸显良好的系统设计、接口定义和合适的模块化分级的重要性;描述开源LIDAR软件堆栈的组件和平台定制的API,显示客户在产品开发期间如何受益,以及如何将这些产品集成到其最终的解决方案中。 简介 随着自动驾驶汽车和机器人从想象逐渐变为现实,汽车和工业客户开始寻求新的环境感知解决方案,力图让这些机器能够自动导航。LIDAR是该领域中发展最快的技术之一,随着它越来越成熟和可靠,其应用范围也变得更加广泛,带来了巨大的市场机遇。许多初创企业和知名传感器公司都致力于开发更加精准、功耗低、尺寸小,且更加经济高效的LIDAR传感器,但在设计系统硬件、实施软件基础设施以和系统中的所有组件通信时,他们都遇到了同样的挑战。正是在这些区域,ADI能够通过软件参考设计和开源软件堆栈提供价值,令客户能够轻松将ADI LIDAR产品系列、软件模块和HDL IP集成到其产品和IC中,从而缩短上市时间。 系统架构 客户在开发自己的LIDAR传感器时,系统设计中会存一些不同之处:接收和发送光学器件、激光器的数量和方向、激光发射模式、激光束控制,以及光接收元件的数量。但是,不管做出什么选择,在接收信号链和激光器驱动信号要求方面,所有传感器都高度相似。基于这些假设,ADI公司设计出模块化LIDAR原型制作平台AD-FMCLIDAR1-EBZ,以期让客户能够使用他们自己的硬件轻松配置或更换器件;该平台根据特定的应用要求设计,但仍可以用作整个系统。该系统可以分为三个不同的电路板,每个都配备标准化的数字和模拟接口: ► 数据采集(DAQ)电路板,包含高速JESD204B ADC、对应的时钟和电源。此电路板上有一个符合FMC要求的接口,可以连接至用户首选的FPGA开发板。它充当系统的基板,通过用于在这些板和FPGA之间路由控制和反馈信号的数字连接器,以及用于传输模拟信号的同轴电缆,将另外两个板连接至这个板。 ► 包含雪崩光电探测器(APD)的光传感器和整个信号链的模拟前端(AFE)电路板,信号链用于调谐APD输出信号,以便能馈入DAQ板上的ADC。 ► 包含激光器和驱动电路的激光器板。 和以往一样,在系统设计中,模块化意味着灵活性,但它也有一些缺点,比如复杂性增加、性能下降和成本增加,在决定系统分区时必须全面评估这些缺点。在这种情况下,系统被分成三个板,原因如下: ► 无论使用哪种模拟前端,选择哪种激光器解决方案,ADC和时钟很可能保持不变。 ► 模拟前端硬件设计和尺寸根据所选的APD、整体的系统接收灵敏度,以及选择的光学器件而变化。 ► 激光器板设计和尺寸根据所选的照明解决方案和光学器件而变化。 ► 对于接收器和发射器的位置和方向,系统提供很大的灵活性,以便它们彼此对应或和其他目标对应,因此使用柔性电缆来传输数字信号,使用同轴电缆来传输两个电路板之间的模拟信号。 图1.LIDAR平台系统设计。 图2.产品开发周期。 包含硬件设计的软件堆栈以分层方法为基础,以少数几个层级区分为适用于特定操作系统的驱动和接口、系统特定的API和应用层。这使得堆栈的上层可以保持不变,无论软件是在嵌入式目标上运行,还是在通过网络或USB连接与系统通信的PC上运行。如图2所示,在不同的产品开发阶段,这一点非常有用,因为这意味着将系统连接至PC以简化开发时,在原型制作期间开发的同样的应用软件可轻松部署到嵌入式系统中,甚至无需触碰低层接口。 硬件设计 LIDAR传感器通过测量光脉冲到达目标并返回的时间来计算与目标之间的距离。测量时间时,以ADC 采样数据为增量, 这里ADC采样速率决定了系统对接收的光脉冲采样时的分辨率。公式1显示如何根据ADC采样速率计算距离。 其中: LS为光的速度,3 × 108 m/s fS为ADC采样速率 N为光脉冲生成至返回接收期间ADC样本的数量 假设系统使用AD9094JESD204B四通道ADC的1 GHz采样速率,那么每个样本结果相当于15厘米距离。因此,系统中不能存在采样不确定性,因为任何样本不确定性都可能导致巨大的距离测量误差。传统上,LIDAR系统以并行ADC为基础,这种ADC本身提供零采样不确定性。随着接收通道的数量不断增加,功率和PCB尺寸的要求越来越严格,这些ADC类型不能很好地扩展。另一选项是使用具备高速串行输出的ADC,例如JESD204B,以解决并行ADC存在的问题。这种选项的数据接口复杂度更高,因此难以实现零采样不确定性。 图3.DAQ板时钟和数据路径。 图4.AFE板信号链。 LIDAR DAQ板提供了解决这些挑战的方案,通过展示为在Subclass 1模式下运行的JESD204B数据采集系统的电源、时钟和数据接口设计来确保确定性延迟,以实现零采样不确定性,同时利用JESD204B接口提供的所有优势,令时钟方案的功耗达到最低。要在Subclass 1模式下运行JESD204B,系统总共要用到5个时钟: ► ADC采样时钟:驱动ADC信号采样过程。 ► ADC和FPGA SYSREF:源同步、高压摆率时序分辨率信号,用于重置器件时钟分频器,以确保获得确定性的延迟。 ► FPGA全局时钟(也称为内核时钟或器件时钟):驱动JESD204B PHY层和FPGA逻辑的输出。 ► FPGA参考时钟:生成JESD204B收发器所需的PHY层内部时钟;需要等于,或是器件时钟的整数倍。 所有时钟都由一个AD9528 JESD204B时钟生成器生成,因此可以确保它们彼此都同步。 图3显示了时钟方案,以及与FPGA的数据接口。 AFE板接收光学反射信号,将其转化成电子信号,然后传输给DAQ板上的ADC。这个板可能是整个设计中灵敏度最高的部分,因为它混合信号调节电路(使用16通道APD阵列生成的微安电流信号),将光学信号转化成电子信号,并采用为同样的APD供电所需的–120 V至–300 V大电压电源。16个电流输出被馈送至4个低噪声四通道互阻增益放大器(TIA)LTC6561,带有一个内部4合1复用器,用于选择之后向其中一个ADC输入端馈送的输出通道。要特别注意TIA的输入部分,以实现所需的信号完整度和通道隔离等级,使得APD生成的极低电流信号中不会掺杂更多噪声,从而最大化系统的SNR和对象检测率。AFE板的设计显示,要实现最高信号质量,最好的方法是让APD和TIA之间的线路长度尽可能短,并在TIA输入之间增加椭圆孔,以最大化通道间隔离;此外,在部署信号调节电路时,要保证该电路不会干扰板上的其他电源电路。另一项重要特性是能够测量APD的温度,以补偿APD信号输出的变化,这种变化是因为在正常运行期间APD温度上升导致的。提供几个旋钮来控制信号链的偏置和APD偏置,这些偏置转化成APD灵敏度,从而最大化ADC输入范围,以实现最大SNR。图4显示了AFE板信号链的框图。 激光器板生成波长为905 nm的光学脉冲。它使用四个激光器,这些激光器同时驱动,以增加光束强度,实现更长的测量距离。此激光器使用由FPGA载波板生成的具备可编程脉宽和频率的PWM信号来控制。这些信号在FPGA上生成,以LVDS从FPGA传输至激光器板,经过DAQ板以及连接DAQ和激光器板的扁平电缆期间,不易受到噪声影响。驱动信号可以返回至其中一个ADC通道,以获得飞行时间参考。采用外部电源为激光器供电。其设计符合国际标准IEC 60825-1:2014和IEC 60825-1:2007中关于Class 1级激光器产品的要求。 图5.激光器板信号链。 图6.HDL设计框图。 AFE和激光器板都需要光学器件,以实现长距离测量。事实证明,该系统可在60米范围内测量,使用快速轴准直器1,帮助激光二极管将垂直FoV缩小到1°,同时在保持水平视场不变的情况下,在接收侧放置一个非球面透镜。 HDL参考设计 HDL设计包含连接硬件的主要接口,其逻辑电路实现了将来自JESD链接的数据传输至系统存储器,驱动激光器,同步接收器和发射器以准确测量飞行时间,并且在所有组件上设计了通信接口。图6显示了HDL设计的简化框图。ADI的HDL参考设计采用了通用架构使得框架可扩展,且更容易连接另一个FPGA端口。该设计使用ADI公司的JESD204B框架2,以及多个SPI和GPIO接口来接收来自AD9094 ADC的数据,以及控制该原型机平台上的所有器件。 JESD204链接配置用于支持4个数据转换器(M),这些转换器使用线路速率为10 Gbps的4条路线来实现8位转换器分辨率。器件时钟与高速收发器的参考时钟相同,被设置为250 MHz,由DAQ板提供。该链接在Subclass 1模式下运行,确保高速转换器和FPGA之间具备确定性延迟。 对于LIDAR系统,最大的挑战在于如何同步各种功能和发射脉冲,以及如何处理从高速ADC接收的必要数量的数据。为了解决这一挑战,HDL设计中包含了一个IP,用于提供生成激光器脉冲所需的逻辑,控制TIA的内部多路复用器,以及为DMA提供背压。所有这些控制函数都与发射脉冲同步,以便系统无需保存所有原始高速量化数据流。如此,大幅降低系统的总数据速率。 软件 定义LIDAR平台的软件堆栈的几个关键点包括自由和开源。用户因此能够“自由运行、复制、分发、学习、变更和改善软件,”3 包括从Linux®内核到用户域的工具,以及与此相关的所有代码。 图7.软件堆栈。 内核中使用的软件驱动器会启动硬件组件,向用户显示所有可用功能。这些驱动器大部分都是工业I/O (IIO) Linux子系统的组成部分。4这些驱动器都与平台无关,所以无需改变硬件,包括与FPGA供应商相关的部分(例如,从Xilinx® FPGA迁移至Intel®)。 为了简化软件接口IIO器件开发,ADI开发出了libiio库。5该库提取硬件的低层详情,提供简单但完整的编程接口,可供高级项目使用。多种可用的libiio后端(例如,本地、网络、USB、串行端)支持在本地使用IIO器件,以及远程在不同操作系统上运行的应用(包括,Linux、Windows®、macOS®)中使用该器件。 ADI开发的IIO示波器就是这样一项应用示例,它使用libiio连接IIO器件,可在系统评估阶段使用。该工具可在不同模式下捕捉和图示数据(例如,时域、频域、星座图、交互相关)、发送数据以及允许用户查看和修改被检测器件的设置。 图8.显示LIDAR数据的IIO示波器捕捉窗口。 虽然libiio提供低层编程接口,但在大多数情况下,用户期望使用平台相关的集合了低层驱动器调用的API,来展示一组功能,用于访问和配置各种系统参数和流数据。因此,LIDAR原型制作平台采用特定的API,以及适用于常用框架和编程语言(例如C/C++、MATLAB®或Python®)的配套组件,6使用户能够使用其首选的编程语言与系统连接,集中精力研发对客户而言极具价值的算法和应用。 结论 对于系统设计,在建立架构和做出设计决定时,存在一定程度的模糊性。这代表着系统构建完成后无法正常工作或运行的风险,会导致重复的设计周期,增加开发成本,以及延长产品上市时间。参考设计以预设计的、针对彼此交互操作的系统为基础,与从头开始的自定义专用设计相比,其风险降低,整体可预测性和可靠性提高。在规划过程中使用参考设计作为起点,有助于更快将新设计推向市场,并确保出现更少的意外和问题。系统设计人员总是寻求通过参考平台来验证其设计方案,以降低风险和提高可靠性。启动项目时,使用清晰标准的设计选项有助于推动规划过程的实施。可通过使用通用语言来帮助协调目标,鼓励多个职能部门相互合作和参与来实现,并且帮助简化在各设计目标之间评估和取舍的难度。LIDAR原型制作平台试图通过提供开源硬件和软件设计来满足这些需求,这些设计可以提供初始系统架构阶段的参考。硬件平台和软件堆栈可用于整个产品开发阶段,从初始系统评估、开发,到集成到最终产品中。参考设计的内容(例如工程图纸和BOM)可构建、合法、本地化的系统设计提供了一个良好的开端。可以帮助缩短设计周期,且可能在整个过程中帮助节省资金。模块化硬件设计支持使得各种配置选项满足特定的应用要求,而基于行业标准框架和编程语言,搭配应用示例的开源软件堆栈则允许客户侧重于开发应用,为产品注入价值,无需将精力耗费在堆栈的低层。

    时间:2020-06-28 关键词: adi lidar 原型制作

  • ADI突破电池生产效率瓶颈的两大秘笈是什么?

    ADI突破电池生产效率瓶颈的两大秘笈是什么?

    据中国汽车工业协会数据统计,2017年,中国新能源汽车产销均接近80万辆,分别达到79.4万辆和77.7万辆,而在新能源乘用车中,纯电动乘用车(EV)产销分别完成47.8万辆和46.8万辆,同比分别增长81.7%和82.1%。 电动车辆需求日益增长,对电池的需求自然水涨船高,但电池的生产很耗费时间,因而形成了供应瓶颈,而且它的成本很高,占EV成本的比例高达40%。目前,电动汽车广泛应用的无论是小体积小容量还是大体积大容量的电池,在出厂前都需要经过两个过程:化成和分容。化成过程就是电池从无效到有效的过程,简单的说就是将电池激活。化成之后就是分容,即定下容量大小。这两步决定了锂离子电池的性能指标,而锂离子电池的一致性好坏,直接影响到电动车的续航里程。 因此在电池完成阶段,特别是电池化成和测试尤其具有挑战性,其成本占电池成本的比例高达20%~30%。对于电池制造商和仪器仪表提供商来说,扩大EV生产规模和提高效率是在电动车辆市场上抓住这一机会的关键。如何减少电池化成和测试的时间和成本?业界半导体方案提供商ADI汽车技术专家在最近的一场演讲中提及ADI突破电池生产效率的两大秘笈。 ADI 创新为电池化成和测试设备制造商带来可度量的结果 秘笈一:启用灵活多通道,容量和精度双双大涨 目前,分容化成的方案有两种,一种为线性方案,另一种为PWM(Pulse Width Modulation,脉冲宽度调制)。线性方案的功率消耗会比较大,且需要更好的散热设备。目前市面上的解决方案也根据电池容量的大小进行了区分,小容量的仍然会采用线性方案,效率低但设备成本低,而到了6A以上时,功率消耗会高很多,采用PWM方式就显得很合适。 ADI目前用于电池测试和化成的集成式精密解决方案AD8452集模拟前端、控制器和PWM于一体,能够提高锂离子电池化成与分级的系统精度和效率。与传统技术相比,新款AD8452能够在相同空间内多提供50%的通道,从而扩充容量并提高电池产量。同时,AD8452所采用的开关技术可在放电时回收电池的能量,精度高达传统开关解决方案的10倍。更高的精度意味着电池包内可以放更多的电芯,这有助于延长电动汽车等应用的电池寿命。 此外,AD8452还兼具更为出色的检测和监控功能,能够有效防止可能导致电池故障的过度充电和充电不足行为,从而提高制造过程的安全性。AD8452可为充电/放电板节省高达50%的物料清单(BoM)成本,系统成本可节约20%左右。该器件具有配套的系统仿真演示板,能够为测试设备制造商降低研发工程成本并缩短上市时间。 秘笈二:精确模拟控制器,高效锂离子电池制造 对于如何以更低成本更快生产电池,ADI同样有深入的见解。目前,高品质、高功率的锂离子电池单元代表了现今最佳的解决方案,广泛用于笔记本电脑、手机、数码相机、摄像机和其他便携式设备中,但生产效率并未成为一个主要问题,因为这些电池的容量较低,通常为每单元或每组低于5安时(Ah)。一个典型的电池组由不到一打的电池单元组成,因此匹配也不是什么重要问题。 然而用于车辆或电能存储的电池具有高得多的容量,通常为几百Ah。这是通过大量小型电池单元或一些高容量电池来实现的。例如,某种型号的电动汽车采用大约6800个18650锂离子电池单元,重达450 kg。由于这个原因,电池生产需要制造速度更快、效率更高以及控制更精确以满足市场的价格需求。 典型的锂离子电池制造过程如下图所示,下线调理步骤中的电池化成和测试不仅对电池寿命和品质产生极大影响,还是电池生产工艺瓶颈。就目前的技术来说,必须在电池单元级完成化成,这可能需耗时数小时甚至数天,具体取决于电池化学特性。在化成时通常采用0.1 C(C是电池容量)电流,因此一次完整的充放电循环将需要20小时,且一个典型的测试序列包括多个充放电周期。 锂离子电池制造过程 为了以更低的成本更快地生产电池,系统在化成和测试阶段使用了成百上千的通道,其测试仪拓扑取决于系统的总能源容量。而化成和电气测试则具有严格的精度规格,电流和电压控制在±0.05%以内。测试仪中的大电流会导致温度大幅上升,增加随时间推移而维持高测量精度和可重复性的难度。ADI公司用于电池测试和化成系统的精密集成模拟前端、控制器和 PWM产品系列,可通过控制环路设计、减少校准时间、减少纹波、均流控制等方式,简化系统设计,具有优于0.05%的系统精度和超过90%的能效,有助于解决可充电电池制造瓶颈问题,同时为环保技术的普及做出贡献。 典型锂离子电池充放电曲线 树行业标准,打造更好更快的电池化成和测试解决方案 一直以来,行业内努力为电池化成和测试制定各种标准,这些标准是确保电池质量和安全性的关键所在。ADI等全球领先的半导体方案提供商持续的研究催生了全新的产品、参考设计和集成解决方案,不但实现了高精度,而且让制造商能够更高效地生产电池,提高工厂产出。所有这些可帮助扩大电池化成和测试的规模,因而相关客户可以更好地扩展其EV生产规模。

    时间:2020-06-26 关键词: adi 新能源汽车

  • ADI公司网络安全战略保障现实世界的安全

    ADI公司网络安全战略保障现实世界的安全

    将网络安全扩展到互联边缘 智能手机的发展开启了互联设备的新趋势,不仅可以执行某种形式的计算和决策,而且还改变了我们与周围世界的关联方式。这些设备通过网络和云服务互联,可轻松获取与共享信息。为了满足市场需求,互联设备的数量激增,旨在改变和创新我们与世界无缝连接的方式。这种趋势正在改变我们与汽车和工厂的联系,但同时它也使行业集成商面临新的网络安全挑战。在这些市场中,要求运行的可靠性更高,这意味着在扩展互联边缘时将面临独特的网络安全挑战。 例如,汽车不再仅仅是将我们从A地点带到B地点的交通工具。它正在成为一个为我们提供新的方式与世界互动并提高生活品质的平台。这是通过连接和数据共享实现的,例如如何优化电池性能或根据环境变化更新导航。汽车平台正在成为互联和整合服务的一种方式,酷似智能手机的发展潮流,在此环境中要求近乎绝对的安全性、完整性和可访问性。 随着新技术的进步成为提高生产力的催化剂,工业市场也在发生巨变。提高生产力的需求正在改变我们与工厂互操作和互动的方式。以更直观的无缝方式与工厂交互连接的需求正在推动下一次工业革命。伴随工业4.0的发展浪潮,工厂的连接和访问需求日益高涨。随着分析工作进一步向边缘迁移以及不断增加的功能性、自主性和连接性需求,边缘设备需要更强大。工厂设备与传统现场连接点之间的数据链接也必须变得更强大;以提高云端可见性和控制力。在公认的注重稳定性和可用性的行业,对灵活性的需求也在不断增加。 为了以更直观的无缝方式与周围世界实现交互连接,需要不断推出新功能和新技术。然而,同时必然会带来安全性需求。网络安全是需要高可靠性和高安全性的细分市场的主要考虑因素。具有恶意企图的人(通常称为坏人)可能在组织系统的内部或外部,其动机也可能各不相同。对互联设备的威胁既存在于整个网络中,也存在于物理访问中。必需对这些边缘设备采取网络安全措施,有效地解决此类威胁。 ADI公司通过模数转换解决方案来连接现实世界与数字世界。ADI公司在市场上拥有独一无二的优势,可推动网络安全进一步向建立数据的边缘发展。让信号链下游的数据更加可信,用户才能深信数据准确可靠,从而信心满满地基于这些数据做出决策。网络安全是ADI公司战略的重要组成部分,不仅因为它在我们的市场中必不可少,而且因为它是支持我们的客户系统和增加传感器信息价值的催化剂。最终,我们的客户关心的是可信数据。这意味着必须确定测量的准确性和数据的完整性。 为什么网络安全难以理解 网络安全并不总是易于理解,因为它是一个不断变化的复杂问题,它是系统或设备生命周期中每个环节的考虑因素。安全性是一个系统解决方案,系统的安全程度取决于其最薄弱的环节。当今,有大量的网络攻击,随着系统变得越来越复杂,成功的攻击也越来越多。 有很多示例证明薄弱环节会导致系统漏洞。2016年,整个车队的车钥匙被破解,因为过去20年仅使用了四个根密钥。2011年,通过获取在工厂车间创建和存储的生产伪像,高安全性身份令牌被盗用。2017年,黑客通过蜂窝链接潜入了一辆汽车的操作系统,进而能够远程更新操作系统和重写程序。HeartbleedOpenSSL缓冲区读取漏洞使20万个活动服务器和设备易受攻击,并且至今仍无法接收安全更新。永远也不会实现绝对的安全,这也进一步说明了为什么网络安全难以理解。随着不断发现新漏洞以及黑客采用新的设备攻击方法,设备和系统必须持续更新以适应安全性要求的变化。 网络安全的环境不断变化及其复杂性使这个问题更难以理解。系统和设备的相互作用提出了一个复杂的安全问题,任何单一解决方案都无法解决这个问题。解决方案需要具有深度防御方式的安全系统架构。过去的方法,例如气隙(airgapped)系统,在当今的互联世界中并不能提供足够的保护,仍可在网络上获取对设备的物理访问。这个问题需要尽可能在设计周期的前期解决,以便通过设计方式来确保安全,采用可应对不断变化和不断增长的威胁的架构和生命周期设计。 在边缘实施网络安全的原因 网络安全传统上被认为是一个IT问题,需要实施良好的网络协议、操作系统与应用程序协议、防火墙、恶意软件防护以及其他旨在防范网络攻击的解决方案。然而,并不总是能就边缘构成达成单方面一致。对于网络提供商而言,通常认为边缘是路由器、网关、个人电脑、平板电脑或其他具有高级功能的设备。在工业自动化领域,它可能是控制泵的驱动器。在当今不断变化的环境中,这些边缘设备正在不断改变,包含了更多功能和更高级别的连接。系统的风险评估也随之改变。有些设备以前可能不需要网络安全,如果不对其采取适当的措施来防范风险,它们可能会成为系统中最薄弱的环节。 在边缘实施网络安全能够让用户对数据更有信心。为了达到最高级别的安全性,必须在信号链中更早地应用安全性设计。通过验证源信号来确保数据未被操纵,从而为基于该数据做出的决策提供了更高的置信度。ADI公司充分利用连接现实世界和数字世界的现有解决方案,在重新定义安全边缘方面具有独特的地位。 复杂性是网络安全的大敌。每1000行代码中,只要有两到三个编码错误,就会为恶意利用系统提供通道。在复杂性最低的点上实施网络安全,提供了一个可以更好地确保安全性得到正确实施的环境。在由边缘设备实现的安全边界内进行安全操作,可让信任链更接近现实世界。在高度复杂的网络中,组织和个人必须不断更新应用程序和配置,以防范最新的威胁。在设备级别,可以限制安全操作的覆盖区域,使之在产品的整个生命周期中变得更易于管理。 通过在信号链中尽早建立可信数据,在现实世界与数字世界连接处实施网络安全,可提供最高级别的安全性。随着IT和OT的融合,网络安全不再只是一个IT网络问题。过去未经过安全加固的设备需要在数据中提供信任根,并且需要根据系统的风险评估和约束来应用安全性能。在边缘证实身份和完整性可以更早地建立对数据的信任,从而更加确信数据是准确的。ADI公司通过重新定义安全边缘并在数据中应用硬件信任根,能够为客户带来独特的价值。 适应市场的网络安全战略 ADI公司是精密检测领域的领导者,在用于做出实时决策的高可靠性设备市场占有很大的市场份额。随着我们的客户不断适应行业的大趋势,努力满足与现实世界互动方式改变的新需求,ADI公司在增强客户信心方面发挥着重要作用。除了提供技术以推动实现超越一切可能的功能外,我们还在努力解决由这些进步的派生需求而产生的问题,而网络安全是我们优先考虑的重点。 当我们评估传统市场时,我们发现这些市场如何看待网络安全以及采用安全解决方案的成熟度存在明显差异。针对防务和政府部门市场,ADI公司拥有强大的安全加密解决方案产品组合。ADI公司通过收购SyprisElectronics获得了网络安全专业技术优势。通过利用这一在国家级加密解决方案中的强大基础,我们正在转向需要高可靠性操作的相邻市场,并推动网络安全解决方案进一步向边缘发展,ADI公司过去一直为这些市场提供精密检测技术。 网络安全技术适用于所有市场,ADI公司的战略是有效评估每个市场的需求,并运用合适的网络安全解决方案,以实现与每个应用的风险评估一致的安全器件架构。很容易理解,在必须实现高可靠性操作并因此拥有更先进的网络安全格局的市场中,满足网络安全需求更艰难。我们的主要目标是解决工业市场问题并开发能够加速采用工业4.0的解决方案。 同样,工业市场也发生过多次严重的攻击。其中某些最重大的攻击是国家级的攻击,以关键基础设施为目标或攻击一些可能造成致命伤害的目标。这些攻击通过侵入系统的恶意软件发起,通常由物理访问连接到工厂网络的控制单元或PLC来实施。随着工业4.0的出现,传统I/O设备开始对操作进行更多的控制,并通过以太网连接到PLC或直接连接到云,攻击点也将会继续进一步向边缘扩展。随着网络上的功能不断扩展并提供更多的功能性连接,在某一点上的边缘设备过去几乎不太会损伤整个系统,如今对系统而言却具有更高的风险。由于在这类市场中的攻击更复杂,正确实施网络安全技术的能力对防范整个系统漏洞尤为重要。这一实施需要进行准确的威胁评估,以了解潜在的攻击点并对安全解决方案进行分层设置,有效提供安全保护。对于边缘设备而言,建立适当的安全边界并启用硬件信任根大大增强了系统安全态势。 ADI公司优先在工业市场领域考虑网络安全战略,因为它需要高可靠性的操作,安全性对这些环境影响重大,并且网络安全问题进一步向边缘推进是大势所趋,而ADI公司在边缘市场占有重要的市场份额。通过将网络安全推向边缘,将有机会在这些市场中实现更安全的系统,这意味着ADI公司的产品将有助于整体系统设计,从而减少威胁影响。我们对新技术的投资不仅旨在提供安全性以抵御当前和未来的威胁,而且还通过解决产品安全的生命周期挑战,使客户将网络安全集成到边缘更简化,从而使我们的客户更轻松地实现网络安全。

    时间:2020-06-23 关键词: adi 智能手机 网络安全

  •  详解ADI公司的ADM3055E产品

    详解ADI公司的ADM3055E产品

    ADI公司的ADM3055E是集成了隔离DC/DC转换器的5kVrms隔离的CAN物理层收发器,满足CAN灵活数据(FD)速率要求,可以工作高达5Mbps或更高,并和ISO 11898-2标准兼容.器件采用ADI的iCoupler®技术,把三路隔离器,CAN收发器和ADI isoPower® DC/DC转换器集成在SOIC表面安装封装中,工作电压5V,工作温度−40℃到 +105℃,主要用在CANOpen,DeviceNet和其它CAN总线应用,工业自动化,过程控制和建筑物控制以及交通运输和基础设备.本文介绍了ADM3055E主要特性和功能框图,以及评估板EVAL-ADM3055EEBZ主要特性,电路图,材料清单和PCB设计图. The ADM3055E is a 5 kV rms isolated controller area network (CAN) physical layer transceiver with an integrated isolated dc-to-dc converter. The ADM3055E meets CAN flexible data (FD) rate requirements for operation to 5 Mbps and higher, and complies with the ISO 11898-2 standard. The device employs Analog Devices, Inc., iCoupler® technology to combine a 3-channel isolator, a CAN transceiver, and Analog Devices isoPower® dc-to-dc converter into a single, small outline integrated circuit (SOIC), surface-mount package. The device is powered by a single 5 V supply realizing a fully isolated soluTIon for CAN and CAN FD applicaTIons. Radiated emissions from the high frequency switching of the dc-to-dc convertor are kept below EN 55022 Class B limits by conTInuous adjustments to the switching frequency. The ADM3055E provides complete isolaTIon between the CAN controller and physical layer bus. Safety and regulatory approvals (pending) for 5 kV withstand voltage, 565 VPEAK working voltage, 10 kV surge test, and 8.3 mm creepage and clearance ensure that the ADM3055E meets application isolation requirements. Low propagation delays through the isolation support longer bus cables. Slope control mode is available for standard CAN at low data rates. Standby mode minimizes power consumption when the bus is idle or if the node goes offline. Silent mode allows the TXD input to be ignored for listen only. Dominant timeout functionality protects against bus lock up in a fault condition. The current limiting and thermal shutdown features protect against output short circuits. The device is fully specified over an industrial temperature range of −40℃to +105℃. ADM3055E主要特性: 5 kV rms signal and power isolated CAN transceiver isoPower integrated isolated dc-to-dc converter VIO pin for 1.7 V to 5.5 V logic levels ISO 11898-2: 2016 compliant (CAN FD) Data rates up to 12 Mbps for CAN FD Low maximum loop propagation delay: 150 ns Extended common-mode range: ±25 V Bus fault protection: ±40 V on CANH and CANL pins Low power standby support remote wake request Extra isolated signal for control (such as termination switches) Passes EN 55022 Class B by 6 dB Slope control for reduced EMI Safety and regulatory approvals VDE certificate of conformity, VDE V 0884-10 (pending): VIORM = 565 VPEAK UL: 5000 V rms for 1 minute per UL 1577 (pending) CSA Component Acceptance 5A at 5 kV rms (pending) IEC 60950-1, IEC 61010-1 Creepage and clearance: 8.3 mm with 20-lead SOIC_IC High common-mode transient immunity: >75 kV/μs Industrial temperature range: −40℃to +105℃ ADM3055E应用: CANOpen, DeviceNet, and other CAN bus applications Industrial automation Process control and building control Transport and infrastructure 图1.ADM3055E功能框图 评估板EVAL-ADM3055EEBZ The EVAL-ADM3055EEBZ allows the user to evaluate the ADM3055E isolated signal and power transceiver for controller area network (CAN) or CAN with flexible data rate (CAN FD) networks. The EVAL-ADM3055EEBZ allows all of the input and output functions to work without the need for external components. Based on the Analog Devices, Inc., iCoupler® technology, the ADM3055E integrates logic side on-off keying (OOK) signal isolation channels and an Analog Devices isoPower® dc-to-dc converter to provide regulated, isolated power that is well below CISPR22/EN55022 Class B limits when transmitting on a 2-layer printed circuit board (PCB) with ferrites. The EVAL-ADM3055EEBZ comes populated with an ADM3055E. Full specifications of the ADM3055E can be found in the ADM3055E data sheet, available from Analog Devices, Inc., and must be consulted in conjunction with this user guide when using the EVAL-ADM3055EEBZ. 评估板EVAL-ADM3055EEBZ主要特性: ADM3055E with isoPower integrated, isolated, dc-to-dc converter 2-layer PCB with low radiated emissions, passes CISPR22/EN55022 Class B On-board LDO for 6 V to 9 V supply, providing 5 V to the ADM3055E VCC pin Screw terminal connectors for the following: 6 V to 9 V LDO, 5 V power supply to the VCC pin and the VIO pin 5 V direct power supply to VCC pin 1.8 V to 5.0 V direct power supply to the VIO pin TXD pin, RXD pin, STBY pin, SILENT pin, AUXIN pin, AUXOUT pin, and RS pin signals Divided PCB return planes for GND1 and GND2 SMA connectors for TXD pin and RXD pin signals 评估板EVAL-ADM3055EEBZ包括: EVAL-ADM3055EEBZ evaluation board ADM3055EBRIZ ADP7104 LTC6900 图2.评估板EVAL-ADM3055EEBZ外形图 图3.评估板EVAL-ADM3055EEBZ电路图 评估板EVAL-ADM3055EEBZ材料清单: 图4.评估板EVAL-ADM3055EEBZ PCB设计图(1):顶层丝印 图5.评估板EVAL-ADM3055EEBZ PCB设计图(2):顶层 图6.评估板EVAL-ADM3055EEBZ PCB设计图(3):底层 图7.评估板EVAL-ADM3055EEBZ PCB设计图(4):底层丝印  

    时间:2020-06-21 关键词: adi 芯片

  • 为工业4.0启用可靠的基于状态的有线监控——第2部分

    为工业4.0启用可靠的基于状态的有线监控——第2部分

    简介 在“为工业4.0启用可靠的基于状态的有线监控——第1部分”一文中,我们介绍了ADI公司的有线接口解决方案,该方案帮助客户缩短设计周期和测试时间,让工业CbM解决方案更快地进入市场。本文探讨了多个方面,包括选择合适的MEMS加速度计和物理层,以及EMC性能和电源设计。此外,还包括第一部分介绍的三种设计解决方案和性能权衡。本文为第二部分,着重介绍第一部分展示的SPI至RS-485/RS-422设计解决方案的物理层设计考量。 为MEMS实现有线物理层接口的常见挑战包括管理EMC可靠性和数据完整性。但是,在RS-485/RS-422长电缆上分布SPI之类的时钟同步接口,同时在相同的双绞线(虚假电源)上部署电源和数据时,会带来更多挑战。本文讨论以下关键问题,并就物理层接口设计提供建议: ·管理系统时间同步 ·推荐的数据速率与电缆长度 ·适用于共用电源和数据架构的滤波器设计和仿真 ·虚假电源结构中的无源元件性能权衡 ·元件选择和系统设计窗口 ·试验性测量 时间同步和电缆长度 设计SPI至RS-485/RS-422链路时,电缆和元件会影响系统时钟和数据同步。在长电缆中传输时,SCLK信号会在电缆中产生传播延迟,100米长的电缆会延迟约400ns到500 ns。对于MOSI数据传输,MOSI和SCLK会被电缆延迟同等时间。然而,从从机MISO发送到主机的数据会出现两倍传播延迟,因而不再与SCLK同步。可能的最大SPI SCLK基于系统传播延迟设置,包括电缆传播延迟,以及主机和从机元件传播延迟。 图1展示系统传播延迟如何导致SPI主机上出现不准确的SPI MISO采样。对于没有采用RS-485/RS-422电缆的系统,MISO数据和SPI SCLK会以低延迟或无延迟同步。对于采用了电缆的系统,SPI从机上的MISO数据与SPI SCLK之间存在一个系统传播延迟,如图1中的tpd1所示。回到主机的MISO数据存在两个系统传播延迟,如tpd2所示。当数据由于电缆和元件传播延迟而右移时,会发生不准确的数据采样。 图1.采用与不采用RS-485/RS-422长电缆的系统的MISO数据和SPI SCLK同步。 为了防止出现不准确的MISO采样,可以缩短电缆长度、降低SPI SCLK,或者在主控制器中实施SPI SCLK补偿方案(时钟相位偏移)。理论上,系统传播延迟应该小于SCLK时钟周期的50%,以实现无错通信;在实践中,可以将系统延迟限值确定为SCLK的40%,这可以作为一般规则。 图2针对1.1部分中描述的两个SPI至RS-485/RS-422设计提供SPI SCLK和电缆长度指南。这种非隔离设计使用了ADI公司具备高速EMC稳健性的小型RS-485/RS-422器件(ADM3066E和ADM4168E)。这种隔离设计还采用了ADI公司的iCoupler®信号和电源隔离ADuM5401器件,可以为SPI至RS-485/RS-422链路提供更高的EMC稳健性和抗噪声干扰性能。这种设计会增加系统传播延迟,导致不可在更高的SPI SCLK速率下运行。在更长的电缆(超过30米)中传输时,强烈建议增加隔离,以帮助消除接地回路和EMC事件的影响,例如静电放电(ESD)、电快速瞬变脉冲群(EFT),以及与数据传输电缆耦合的高压浪涌。当电缆长度达到或超过30米时,隔离和非隔离设计的SPI SCLK和电缆长度性能相似,如图2所示。 图2.针对隔离和非隔离设计的SPI SCLK和电缆长度指南。 虚假电源 背景知识 虚假电源将电源和数据部署在一根双绞线上,在主机和从机之间实现单电缆解决方案。将数据和电源部署在同一根电缆上,可以在空间有限的边缘传感器节点上实现单连接器解决方案。 电源和数据通过电感电容网络分布在单根双绞线上,具体如图3所示。高频数据通过串联电容与数据线路耦合,可以保护RS-485/RS-422收发器免受直流总线电压影响,如图3a所示。图3所示为通过连接至数据线路的电感连接至主机控制器的电源。如图3b所示,5V直流电源对交流数据总线实施偏置。在图3c中,电流路径显示为从机和主机之间的IPWR,使用电缆远端基于状态监控(CbM)的从机传感器节点上电感从线路中获取电源。 图3.虚假电源物理层的交流和直流电压电平。 高通滤波器 在本文中,假设将虚假电源电感电容网络部署到两根电缆中,这会部署SPI MISO信号的RS-485/RS-422转换。图4描述主机和从机SPI至RS-485/RS-422的设计,以及SPI MISO数据线的虚假电源滤波器电路。滤波器电路采用高通电缆,所以要求传输的数据信号不能包含直流内容或极低频率的内容。 图4.SPI至RS-485/RS-422设计和虚假电源滤波器电路。 图5所示为二阶高通滤波器电路,这是对图4的简化演示。RS-485/RS-422发射器的电压输出标记为VTX,R1具备15Ω输出电阻。R2为30 kΩ,是RS-485/RS-422接收器的标准输入电阻。电感(L)和电容(C)值可以选择,以匹配所需的系统数据速率。 选择电感(L)和电容(C)值时,需要考虑最大的RS-485/RS-422总线压降和压降时间,如图6所示。存在一些标准,例如对于单根双绞线以太网2,指出的最大可允许压降和压降时间如图6a所示。对于有些系统,最大的可允许压降和压降时间值可能更大,受信号极性交越点限制,如图6b所示。 压降和压降时间可与图5中的仿真配对,以确定系统的高通频率。 对于衰减出色的系统,高通滤波器截止频率和压降要求之间的关系如公式1.3所示 在SPI至RS-485/RS-422通信系统中增加虚假电源时,很显然可允许的最低SPI SCLK速率会受虚假电源滤波器元件限制。 为了实现不含位错误的可靠通信,需要考虑最糟糕场景下的最低SPI SCLK,例如,当所有的SPI MISO采样位处于逻辑高电平时,如图7所示。如果所有的MISO采样位都处于逻辑高电平,会导致位数据数率低于系统SPI SCLK。例如,如果SPI SCLK为2 MHz,且所有16个位都处于逻辑高电平,那么虚假电源LC滤波器网络的速率相当于125 kHz的SPI MISO位数率。 如“时间同步和电缆长度”部分所示,电缆长度越长,需要的SPI SCLK速率越低。但是,虚假电源会限制最低的SPI SCLK速率。要平衡这些对立的要求,就需要小心选择和确定无源滤波器元件的特性,尤其是电感。 图5.RS-422发射数据路径和RS-485/RS-422接收数据路径的二阶高通滤波器。 图6.RS-422接收器的压降和压降时间。 图7.具有MISO 16位突波(所有都处于逻辑高电平)的SPI协议。 无源元件选择 在选择合适的功率电感时,需要考虑许多参数,包括足够的电感、额定/饱和电流、自谐振频率(SRF)、低直流电阻(DCR)和封装尺寸。表1提供选择的功率电感和参数。 额定电流需要满足或超过远程供电的MEMS传感器节点的总电流要求,额定饱和电流需要更大。 此电感不会给交流数据造成高于其SRF的高阻抗,在达到某个点之后,会开始呈现电容性阻抗特性。选择的电感SRF会限制在SPI至RS-485/RS-422物理层上使用的最大SPI SCLK,如图1所示。在长电缆上使用时,可能不会接触到SRF电感;例如,电缆超过10米时,可能无法达到11 MHz SPI SCLK速率(产品型号为744043101的SRF)。在其他情况下,在长电缆上运行时,电感SRF可能达到更低的SPI SCLK速率(2.4 MHz、1.2 MHz)。如前所述,在虚假电源滤波器网络中使用时,电感也会限制可允许的最低SCLK速率。 值更大的电感可以采用12.7 mm × 12.7 mm封装,值更小的电感可以采用4.8 mm × 4.8 mm封装。 表2显示在通过权衡这些对立要求,以最小化电感尺寸时,会因为物理限制(内部绕组)等受到限制。 表1.选择的功率电感参数 表2.功率电感——对封装尺寸的限制 选择合适的直流电压隔离电容时,受限因素包括瞬态过电压额定值和直流电压额定值。直流电压额定值需要超过最大的总线电压偏置值,具体如图3所示。电路或连接器短路时,电感电流会失衡,会被端电极阻抗消耗。出现短路时,需要设置隔直电容的额定值,以实现峰值瞬态电压。例如,在低功率系统中,电感饱和电流约为1 A时,对应的隔直电容额定值至少为直流50 V。 系统实现 设计窗口和元件选择 在RS-485/RS-422长电缆上使用SPI之类的时钟同步接口,同时在相同的双绞线(虚假电源)上部署电源和数据时,存在多种设计限制,具体如图8所示。可允许的最小SPI SCLK由虚假电源滤波器元件设置,即SPI数据线上的高通滤波器数据。最大的SPI SCLK由虚假电源电感自谐振频率(SRF)或系统传播延迟设置,以SPI SCLK值更低者为准。 图8.设计窗口限制。 表3提供建议使用的电感和电容值,对应的最小SPI SCLK通过模拟图5确定,使用图6和公式1作为指导。其中,假设VDROOP为VPEAK的99%。最小的SPI SCLK也会考虑最糟糕的场景,如图7所示,其中所有数据突波位都处于逻辑高电平。对应的电缆长度根据图2预估。最大SPI SCLK由系统传播延迟或电感SRF值设置。 下面是一个计算示例。 要确定最大SPI SCLK: ·指明系统所需的电缆长度。在本例中,我们选择使用10米长的RS-485/RS-422电缆。 ·使用图2确定系统可允许的最大SPI SCLK。电缆10米长时,约采用2.6 MHz SPI SCLK。将最大SPI SCLK降低10%,以获取LC元件容差,从而提供2.3 MHz SPI SCLK。可允许的最大SPI SCLK也可能受选择的电感的SRF限制。 要确定最小SPI SCLK: ·考虑SPI协议,其中MISO线路上的所有位都处于逻辑高电平。在本例中,我们选择使用16位SPI协议,其中会在32 SCLK瞬态期间对16位SPI MISO数据采样。如果所有16位都处于逻辑高电平,那么有效位的速率为2.3 MHz / 32 = 72 kHz。 ·按照图5,在VTX上的方波为72 kHz时,可以使用多个L和C值来模拟电缆VRX远端上的电压波形。在电缆长度增加时,电感值和电感封装尺寸会增加。电容值也会增加。 ·L和C值的选择可变,具体由所需的压降设置决定,如图6所示。在本例中,假设VDROOP = VPEAK × 99%。 ·在VTX上使用100 µH电感、3.3 µF电容和72 kHz方波时,会产生7 µs TDROOP,其中VDROOP = VPEAK × 99%。 ·6 µs至7 µs TDROOP相当于2.3 MHz至2.6 MHz SPI SCLK。 ·如果选择100 µH (744043101)电感,2.6 MHz SPI SCLK低于11 MHz电感SRF。 如果使用100 µH电感和3.3 µF电容,可以最大限度减小元件的PCB面积。使用更大的电感时,例如1000 µH或2200 µH,元件的PCB面积可能增大3倍。最大的SPI SCLK理论值由电感SRF设置,这实际上是不可能的,例如,在11 MHz时在没有时钟补偿的系统中使用100 µH (744043101)。 表3.各种虚假电源滤波器元件 如果使用更大的电感,例如2200 µH,网络需要更多电容和电阻来衰减系统谐振。额外的元件用蓝色表示,在图9中标记为RDAMP (1 kΩ)和CDAMP (47 µF)。 实验设置 图10所示为ADI公司的有线CbM评估平台,因此被称为Pioneer 1。此系统使用第一部分所示的SPI至RS-485/RS-422设计解决方案。Pioneer 1也包括ADcmXL3021宽带宽、低噪声、三轴MEMS加速度计,将高性能和多种信号处理功能结合到一起,以简化CbM系统中的智能传感器节点开发。SPI至RS-485/RS-422从机将ADcmXL3021 SPI输出通过10米电缆返回到主机控制器,以实施振动数据分析。SPI至RS-485设计使用虚假电源100 µH电感和3.3 µF电容来最小化从机接口解决方案的尺寸,该方案的大小为26 mm × 28 mm(不包括接口连接器)。 图9.增加更多系统衰减,以支持更大的电感和电容滤波器。 图10.Pioneer 1基于状态监控的有线评估系统。 虚假电源线上的交流数据波形 图11和表4显示在SPI主机和从机上,以及在RS-485/RS-422差分电压总线上测量的电压。这些电压使用图10中的示例应用设置测量。模拟信号1(黄色)和2(蓝色)是表示MISO信号(紫色)的总线压差,在SPI从机输出端测量。数字信号4(黄色)显示在主机控制器上采样的MISO。SPI主机上的MISO信号与SPI从机上的MISO的极性和相位匹配,且无传播延迟。 表4.测量的示波器通道和信号 图11.在SPI主机和从机上,以及在RS-422差分电压总线上测量的电压。 虚假电源线上的直流正确性 图12表示ADcmXL3021正常模式,其中包括SPI协议,该协议在MISO上发送16位数据突波,之后空闲一段时间(最短16 µs),然后再发送另一个16位数据突波。 在虚假电源网络中,使用100 µH电感和3.3 µF电容: ·在帧末尾(EOF),RS-485/RS-422总线电压衰减回到稳定的直流状态。 ·空闲期直流稳定状态要求差分电压RS-422 B-A > 500 mV,用于反映ADcmXL3021 MISO高阻状态,以及确保ADM4168E收发器输出上提供逻辑0。如图4中的滤波器电路所示,如果使用500 Ω电阻,即可确保这个空闲状态的正确性。 ·下一个帧起始(SOF)将从低电平正确瞬变到高电平,或者保持低电平,具体由ADcmXL3021的MISO数据输出决定。 ·空闲期RS-485/RS-422总线稳定状态不与SPI SCLK边缘对应,所以随机噪声不会影响这段时间内的SPI MISO数据采样。 在虚假电源网络中,使用1000 µH电感和4.7 µF电容: ·ADcmXL3021 MISO输出之后依次出现EOF、空闲期和SOF,在空闲期,总线电压电平不会衰减回到500 mV最低直流稳定状态。可能出现一定的电压电平衰减,但不会衰减到500 mV。 图12.虚假电源线上的直流正确性。 有线评估解决方案 ADI公司开发出Pioneer 1有线系统评估解决方案,以支持ADcmXL3021三轴MEMS加速度计。如维基百科指南所述,Pioneer 1评估套件也可以利用扩展板,支持表5所示的MEMS器件。 表5.适用于MEMS传感器的有线评估解决方案

    时间:2020-06-15 关键词: adi 工业4.0 有线监控

  • 新型阻抗和恒电位仪模拟前端,你了解吗?

    新型阻抗和恒电位仪模拟前端,你了解吗?

    你知道新型阻抗和恒电位仪模拟前端吗?它有什么作用?Analog Devices, Inc. (ADI), 宣布推出一款新型电化学和阻抗测量前端,可实现下一代生命体征监测装置和智能电化学传感器。AD5940模拟前端在单个芯片内集成了恒电位仪和电化学阻抗谱 (EIS) 功能,从而可在时域和频域中实现传感器测量。该器件具有用于先进传感器诊断的集成化硬件加速器、用于完成准确传感器测量的同类最佳低噪声性能,并专为“始终保持开机”的可穿戴式应用而设计。 与那些有局限性、并且需要使用多个 IC 方可实现相似性能的传统分立式解决方案相比,ADI 的单芯片解决方案在系统准确度和尺寸灵活性方面拥有优势,可测量 2 引脚、3 引脚和 4 引脚电化学传感器。对于那些将高精度生物和化学感测作为关键任务的应用 (如工业气体检测、液体分析、材料感测、生命体征监测、阻抗谱和疾病管理等)来说,这是一款理想的解决方案。 AD5940 AD5940 是功耗极低、性能极高的阻抗和电化学前端,具有智能自主控制功能。该模拟前端兼具领先的集成度和性能水平,适用于恒电位仪和基于阻抗的电化学传感器管理。片内恒电位仪为采用一系列基于电化学的标准测量方法创造了条件,如电流、电压、或阻抗测量。 AD5940设计用于针对皮肤阻抗和人体阻抗测量的医疗健康相关生物阻抗系统,且配合完整生物电/生物电位测量系统中的AD8233AFE使用。 该模拟前端芯片能够测量电压、电流和阻抗。这款器件包括两个恒电位仪环路:一个能产生高达 200 Hz AC 信号的低带宽环路,和一个能生成最高 200 kHz AC 信号的高带宽环路。超低功耗恒电位仪在偏置模式中的电流消耗仅为 6.5uA。 AD5940 测量通道具有一个带输入缓冲器的 16 位、800 kSPS、多通道逐次逼近寄存器 (SAR) 模数转换器 (ADC)、一个内置的抗混叠滤波器 (AAF),和一个可编程增益放大器 (PGA)。ADC 具有 ±1.35 V 的输入电压范围。位于 ADC 之前的一个输入多路复用器允许用户选择一个用于测量的输入通道。这些输入通道包括多个外部电流和电压输入以及内部电压通道。内部通道实现了内部电源电压、芯片温度和基准电压的片内诊断测量。 AD5940 测量模块可利用直接寄存器写入 (通过串行外设接口 SPI 完成) ,或通过使用一个预编程时序控制器 (其提供 AFE 芯片的自主控制) 进行控制。6 kB 的静态随机存取存储器 (SRAM) 划分为深度数据先入先出 (FIFO) 和命令存储器。测量命令存储在命令存储器中,测量结果则存储在数据 FIFO 中。许多 FIFO 相关中断可用于指示 FIFO 的状态。以上就是新型阻抗和恒电位仪模拟前端解析,希望能给大家帮助。

    时间:2020-06-14 关键词: adi 测试 恒电位

  • 为精确测量带来变革的MeasureWare,你知道吗?

    为精确测量带来变革的MeasureWare,你知道吗?

    你知道为精确测量带来变革的MeasureWare吗?它有什么作用?中国北京——Analog Devices, Inc. (ADI)宣布推出MeasureWare,这是一套即插即用的硬件测量套件和软件工具,可帮助满足多个行业不断增长的精确测量需求,其中包括精密农业、设备健康监测、电化学和其他需要精确测量的领域。用户需要实时的数据洞察能力,但可能缺乏时间或相关的专业知识,无法吃透相应的数据手册或进行复杂的固件开发,MeasureWare的推出为这些用户带来了ADI的电子工程经验。 ADI的MeasureWare解决方案可将设备与周围的世界相连,让用户能更有效地测量各自项目所必需的数据集,例如温度、重量、湿度、pH值、压力等。MeasureWare还为用户提供了灵活性,让他们可以随着项目发展调整和改变测量参数。这些解决方案目前运用于蜜蜂健康监测、工业监测、饮料生产和药物冷链等各种应用。 “越来越多的客户希望在不需要精通组件和硬件规格的情况下,充分利用ADI的技术。我们创造MeasureWare的目的,就是为了向这个客户群提供精确测量解决方案。” ADI公司的MeasureWare主管表示,“借助MeasureWare和相关的合作伙伴网络,我们能够提供从创意到生产的各种解决方案,在整个测量过程为用户提供支持。” 简单易用的MeasureWare Software Studio包括: MeasureWare Designer:根据客户具体的应用需求向他们提供硬件方面的建议。 MeasureWare Lab:收到硬件后,客户可以用测量单元快速传递和查看监测结果。 MeasureWare Developer:适用于更高级的用户;主机微控制器的支持偏好和用于应用编码的集成开发环境。最初提供一个ARM®Mbed™示例项目和API,但将来会支持其他IDE。 MeasureWare网络生态系统是一个交流中心,客户可以在此学习和分享经验,同时获得支持并最终将其原型运用到生产中。以上就是为精确测量带来变革的MeasureWare解析,希望能给大家帮助。

    时间:2020-06-14 关键词: adi 精确测量 measureware

  • 5G通信的未来如何?拥有30年电信网络技术研发经验的博士这样说

    5G通信的未来如何?拥有30年电信网络技术研发经验的博士这样说

    ADI公司无线技术总监Thomas Cameron博士曾经谈到第五代通信技术的ADI解决方案和开发情况,以及其未来。 Cameron博士拥有超过30年的电信网络技术研发经验,包括蜂窝基站、微波无线电以及电缆系统,在接下来的内容中我们分享了他的专业见解。 谈谈5G通信及其未来 5G进展顺利,许多现场试验已完成,还有许多其他工作正在全球稳步进行。GSA最近发布的5G试验快照报告显示,迄今全球已确定了326个以上的单独5G试验和示范,约有62个国家和地区的134家移动运营商宣布了5G试验。虽然其中许多试验都侧重于展示更高吞吐量,但5G颇具灵活性,其提供的新特性将实现新用例。5G为无线标准奠定基础,带领我们走进2030年和未来。 展望未来,随着视频共享在社会中越来越普遍,移动数据的产生和消耗丝毫没有减缓。但是,随着我们进入即将到来的机器时代,在未来,连接也意味着与我们身边的世界相连。我们正迈入数字转型时代,届时,我们每天的生活方式、工作方式以及移动方式都将发生翻天覆地的变化。虽然当前智能手机充当人与信息之间的接口,但未来的设备将积极地相互通信,不受人类互动的影响,通过密集的互连传感器网络监控我们周围的环境。以高可靠性和低延迟连接每个人、连接万物的强大移动网络,是即将到来的数字转型的核心。 虽然作为工程师,我们更关注带宽、延迟等新兴规范,但5G的基础之一是灵活性。如果我们观察这些规范是如何形成的,就可以看到人们正在定义波形,希望通过规定还未预想到的用例来实现目前设想的一系列用例。 从较高层面来看,实现三大用例的目标推动着5G的发展 增强移动宽带(eMBB) 大规模机器类通信(mMTC) 高可靠低延迟通信(uRLLC) 目前,行业5G焦点的相当一部分是增强移动宽带,利用中频和高频频谱中的波束成型技术向高网络容量和更高吞吐量发展。我们也开始看到利用5G网络架构低延迟特性的用例兴起,例如工业自动化。 无线电技术在哪些方面对5G贡献最大? 增强移动宽带推动了对更高数据吞吐量和更高网络容量的需求。蜂窝基站容量可通过三大措施予以提高:获得新频谱,提高基站密度,以及改善频谱效率。虽然我们不断看到全球为移动应用提供新的频谱,并且网络密度通过增加小型蜂窝而提高,但仍然非常需要改进可用频谱的利用率。 近年来兴起的大规模MIMO技术可显著改善频谱效率。大规模MIMO涉及到使用大量有源天线元件,这些天线可以通过相干方式进行调整,以精确地将信号传递给空间中的目标用户,同时控制对其他用户的干扰。大量天线与信号处理算法相结合,使系统实质上将频率复用扩展到微观尺度。这给频率复用引入了一个新因素,现在可以使用空间让基站能同时并在同一频谱中向多个用户传送独立的数据流。这导致频谱效率大幅提高,进而大大改善蜂窝的吞吐量。图1显示了这样一个系统。天线在物理上显示为面板,其上安装有许多辐射器(天线振子)。每个辐射器后面是无线电信号链。 大规模MIMO现状如何? 大规模MIMO已被证实能够使移动数据吞吐量提高3至5倍,并且还将继续提高。全球许多移动运营商已完成大规模MIMO试验,预计在2019年至2020年,早期采用者就会开始商业部署该技术,以支持网络中最拥堵地区的通信。展望未来,随着大规模MIMO技术的演进和3GPP无线标准中新特性的增加,我们预计这种无线电规格会在全球移动网络中普及。 这项技术给工程界带来哪些挑战? 在大规模MIMO系统中,我们给系统添加了更多无线电通道,使其从普通8T8R(8个发射器、8个接收器)TDD(时分复用)无线电头端扩展为64T64R系统。虽然大规模MIMO系统能大幅改善基站容量,但其代价是无线电头端的复杂性提高。传统无线电部署采用无源天线罩,由远程无线电头端通过电缆馈送信号。 大规模MIMO物理结构基于有源天线架构,现在有源无线电信号链嵌入天线组件中。这些无线电系统通常是塔式或杆式安装,因此有源天线系统的容许尺寸和重量存在限制。天线尺寸由天线元件间距决定,而直流功耗也是影响系统重量的关键因素。为在尺寸、重量和功耗限制范围内实现所需的无线电性能,无线电设计人员面临着许多技术挑战。 ADI产品如何支持5G? 有多种方法可以减小无线电系统的尺寸、重量和功耗,最常见的方法是利用电路集成和摩尔定律来缩小尺寸并提高功效比。ADI公司提倡通过系统级方法解决这些重大问题。当然,集成是最直接的无线电收缩办法,但集成本身也许无法产生预期的好处。然而,如果我们分割系统并优化集成架构,便能产生令人印象更深刻的结果。例如,如果我们基于可减少和/或消除大滤波器及其他无源要素的无线电架构进行构建,便能得到一个综合性能出色的解决方案。再比如,由于采用了零中频无线电架构,整体系统复杂性和功耗降至最低,故能实现很高的无线电功能集成度。 图2. 业界最宽带宽RF收发器加快2G到5G基站和相控阵雷达的开发 ADI公司的集成CMOS无线电收发器产品系列基于零中频架构,能够带来高集成度,显著改善整体无线电系统的大小、重量和功耗。除了CMOS无线电收发器之外,ADI公司还提供用于无线电前端信号链的各种高性能RF器件系列、精密监测和控制功能、高效电源管理电路。 ADI的收发器产品系列颇受好评, AD9375 和最近发布的 ADRV9009就是其中几个例子。2017年,我们发布了AD9375,它是首款片内集成数字预失真(DPD)算法的RF收发器,专门用于优化小型蜂窝无线电和有源天线系统的发射功效比。“由于DPD系统从FPGA划分到收发器,故JESD204B串行数据接口通道数减半,使得功耗大幅降低,尤其是在每个基站的天线数增加的情况下。 最近,ADI公司推出业界最宽带宽RF收发器ADRV9009,以扩展其屡获殊荣的 RadioVerse™ 技术和设计生态系统。该收发器为设计人员提供单一无线电平台来加速5G部署,支持2G/3G/4G覆盖范围,并简化相控阵雷达设计。ADRV9009 RF收发器提供两倍于前代器件的带宽(200 MHz),可取代多达20个器件,功耗降低一半,封装尺寸减小60%。ADRV9009内置LO(本振),支持多芯片相位同步,可实现高性能数字波束合成成型,同时减小尺寸、重量和功耗。 详解ADI RadioVerse无线技术 RadioVerse技术体现了我们如何利用系统级方法为客户带来价值。通过我们全面的比特到天线产品系列,再加上系统级专业技术,我们不仅是供应商,更是客户的合作伙伴,帮助他们解决最棘手的问题。例如,通过设置和利用我们网站上的RadioVerse生态系统,客户能够快速从概念进入原型制作,再到生产。 无论客户使用我们高度集成的收发器产品进行设计,还是使用前沿数据转换器和RF产品系列进行设计,RadioVerse技术均可提供丰富的技术信息、参考设计、软件和工具,协助客户完成设计流程。通过EngineerZone™——一个包括支持论坛、博客及其他内容的活跃支持社区,设计人员可以与我们的技术专家互动,快速获得设计问题的答案。 AD9375小型蜂窝参考设计是RadioVerse生态系统中的又一个很好的例子。图3中的参考设计包括小型蜂窝无线电所需的所有元件,从SERDES接口到天线。该设计适用于2T2R 250 mW输出功率/每根天线的室内小型蜂窝。所有无线电元件均为板载元件,包括带DPD的AD9375、高效率PA、LNA、滤波器和电源解决方案。功耗小于10 W且尺寸小巧,手持非常方便舒适。只需一个12 V电源即可为电路板供电,它配有一个评估套件,可直接连接到基带子系统,使设计人员能够快速开发系统原型。 图3:参考设计 5G的商业现实及其采用和发展 2017年年底,3GPP发布了首个5G NR规范(第15版)。虽然该非独立规范是实现5G的第一步,但这能使SoC供应商可以有调制解调器向前迈进,支持2019年推出5G手机。最近,3GPP宣布完成了又一个里程碑——5G NR独立规范制定完毕,这将支持5G NR网络的独立部署。虽然频谱选择因地区而异,但预计到2020年,5G商业部署将会启动,届时消费者有望体验5G技术的先期优势。我们预计,随着技术逐渐成熟,在许多地区,5G大规模MIMO将利用中频段,接着是毫米波部署。在任何部署情况下,无论低频段、中频段还是毫米波,ADI公司都能为我们的客户提供强大且不断发展的技术组合,使其能够在5G中超越一切可能。 最近,ADI公司推出业界最宽带宽RF收发器ADRV9009,以扩展其屡获殊荣的 RadioVerse™ 技术和设计生态系统。该收发器为设计人员提供单一无线电平台来加速5G部署,支持2G/3G/4G覆盖范围,并简化相控阵雷达设计。ADRV9009 RF收发器提供两倍于前代器件的带宽(200 MHz),可取代多达20个器件,功耗降低一半,封装尺寸减小60%。ADRV9009内置LO(本振),支持多芯片相位同步,可实现高性能数字波束合成成型,同时减小尺寸、重量和功耗。

    时间:2020-06-12 关键词: adi mimo rf收发器 5g通信

  • ADI ADMV1014 24-44GHz宽带微波下变频器解决方案

    ADI ADMV1014 24-44GHz宽带微波下变频器解决方案

    ADI公司的ADMV1014是采用硅锗(SiGe)工艺术设计的宽带微波下变频器,针对点到点微波无线电设计进行优化,工作频率范围为 24.5 GHz 至 43.5 GHz.该下变频器提供两种频率转换模式。该器件能够从正交解调直接变频为基带 IQ 输出信号,并从镜像抑制下变频为复中频输出载波频率。基带输出可采用直流耦合,特别是IQ 输出将使用足够低的高通转折频率进行交流耦合,以确保充足的解调精度.SPI 接口可对正交相位进行微调,使用户能够优化 IQ 解调性能。另一方面,可以禁用基带 IQ 输出,且 I/Q 信号可通过片内有源巴伦提供两个单端复中频输出(800至6000MHz)。用作镜像抑制下变频器时,不需要的镜像项通常会被抑制,比所需边带低 25dBc. 高度集成的ADMV1013微波上变频器和ADMV1014微波下变频器非常适用于工作在28 GHz和39 GHz 5G无线基础设施频带下的微波无线电平台。这些转换器具有1GHz带宽,以及OIP3高于20 dBm的上变频器,可以支持严苛的调制方案(如1024QAM),可支持多Gb无线数据。同时该芯片组也支持其他应用如卫星和地面接收站宽带通信链路,航空无线电,RF测试设备和雷达系统。本文介绍了ADMV1014主要特性,功能框图以及评估板ADMV1014-EVALZ主要特性,配置图,实验室建立图,电路图,材料清单和PCB设计图。 The ADMV1014 is a silicon germanium (SiGe), wideband, microwave downconverter optimized for point to point microwave radio designs operaTIng in the 24 GHz to 44 GHz frequency range. The downconverter offers two modes of frequency translaTIon. The device is capable of direct quadrature demodulaTIon to baseband inphase (I)/quadrature (Q) output signals, as well as image rejecTIon downconversion to a complex intermediate frequency (IF) output carrier frequency. The baseband outputs can be dc-coupled, or, more typically, the I/Q outputs are ac-coupled with a sufficiently low high-pass corner frequency to ensure adequate demodulation accuracy. The serial port interface (SPI) allows fine adjustment of the quadrature phase to allow the user to optimize I/Q demodulation performance. Alternatively, the baseband I/Q outputs can be disabled, and the I/Q signals can be passed through an on-chip active balun to provide two single-ended complex IF outputs anywhere between 800 MHz and 6000 MHz. When used as an image rejecting downconverter, the unwanted image term is typically suppressed to better than 30 dBc below the wanted sideband. The ADMV1014 offers a flexible local oscillator (LO) system, including a frequency quadruple option allowing up to a 41 GHz range of LO input frequencies to cover a radio frequency (RF) input range as wide as 24 GHz to 44 GHz. A square law power detector is provided to allow monitoring of the power levels at the mixer inputs. The detector output provides closed-loop control of the RF input variable attenuator through an external op amp error integrator circuit option. The ADMV1014 downconverter comes in a compact, thermally enhanced, 5 mm × 5 mm LGA package. The ADMV1014 operates over the −40℃ to +85℃ case temperature range. ADMV1014主要特性: Wideband RF input frequency range: 24 GHz to 44 GHz 2 downconversion modes Direct conversion from RF to baseband I/Q Image rejecting downconversion to complex IF LO input frequency range: 5.4 GHz to 10.25 GHz LO quadrupler for up to 41 GHz Matched 50 Ω, single-ended RF input, and complex IF outputs Option between matched 100 Ω balanced or 50 Ω single-ended LO inputs 100 Ω balanced baseband I/Q output impedance with adjustable output common-mode voltage level Image rejection optimization Square law power detector for setting mixer input power Variable attenuator for receiver power control Programmable via a 4-wire SPI interface 32-terminal, 5 mm × 5 mm LGA package ADMV1014应用: Point to point microwave radios Radar, electronic warfare systems Instrumentation, automatic test equipment (ATE) 图1.ADMV1014功能框图 评估板ADMV1014-EVALZ The ADMV1014-EVALZ evaluation board incorporates the ADMV1014 with a microcontroller, low dropout (LDO) regulators, and nanoDAC® to allow quick and easy evaluation of the ADMV1014. The microcontroller allows the user to configure the ADMV1014 register map through the ACE software. The LDO regulators allow the ADMV1014 to be powered on by a single supply and offer good power supply ripple rejection. The nanoDAC allows the user to attenuate the RF power going into the mixer of ADMV1014 without using an external power supply. For full details on the ADMV1014, see the ADMV1014 data sheet, which must be consulted in conjunction with this ADMV1014-EVALZ evaluation board user guide when using this evaluation board. 评估板ADMV1014-EVALZ主要特性: Full featured evaluation board for the ADMV1014 On-board USB for SPI control 5 V operation ACE software interface for SPI control 图2.评估板ADMV1014-EVALZ外形图 图3.评估板ADMV1014-EVALZ配置图 图4.评估板ADMV1014-EVALZ顶视图 图5.评估板ADMV1014-EVALZ I/O模式实验室建立图 图6.评估板ADMV1014-EVALZ IF模式实验室建立图 图7.评估板ADMV1014-EVALZ电路图-ADMV1014连接图 图8.评估板ADMV1014-EVALZ电路图-MCU和电平转换连接图 图9.评估板ADMV1014-EVALZ电路图-LDO稳压器连接图 评估板ADMV1014-EVALZ材料清单: 图10.评估板ADMV1014-EVALZ:左:正面;右:背面 图11.评估板ADMV1014-EVALZ PCB设计图:顶层 图12.评估板ADMV1014-EVALZ PCB设计图:第二层电压 图13.评估板ADMV1014-EVALZ PCB设计图:第三层 图14.评估板ADMV1014-EVALZ PCB设计图:底层

    时间:2020-06-10 关键词: adi 变频器

  • 提供业界最低插入损耗的44 GHz硅开关,你了解吗?

    提供业界最低插入损耗的44 GHz硅开关,你了解吗?

    什么是提供业界最低插入损耗的44 GHz硅开关?它有什么作用?推出采用先进绝缘硅片 (SOI) 技术的44 GHz单刀双掷 (SPDT) 开关产品ADRF5024和ADRF5025。这两款新型开关均为宽带产品,ADRF5024和ADRF5025分别在100 MHz至44 GHz、9 kHz至44 GHz范围内提供平坦的频率响应,且两者的可重复特性优于1.7 dB的插入损耗和35 dB的通道间隔离。在直通和热切换条件下,两款器件均支持27 dBm的功率处理。 新型开关采用紧凑、高度可靠的2.25 mm x 2.25 mm表贴封装技术 (SMT) 兼容封装,电气性能超越现有解决方案,这将为射频(RF)和微波设计专家带来众多益处,包括节省偏置功率、消除外围元件,并实现诸多系统的高度集成,如相控阵列、便携式仪器仪表、高分辨率人体扫描仪以及用于新兴5G和高轨星座卫星网络的新一代毫米波通信基础设施。 ADRF5024和ADRF5025采用固有的反射式架构,工作温度范围为 –40°C 至105°C 。所有引脚均具有强固的静电放电 (ESD) 保护。器件标称电源电压为 ±3.3 V,电源电流低于120 μA (典型值)。器件使用标准的正逻辑控制电压,简化了接口设计。 ADRF5024和ADRF5025是基于PIN二极管的对应器件的理想替代品,由于它们不需要外部元件来生成或匹配偏置,并且其信号引脚在内部偏置于地 (GND) 基准,因此无需直流 (DC) 阻断电容器。 ADRF5024针对速度低于10 ns、边缘速率为2 ns的快速开关应用进行了优化,而ADRF5025则针对具备低至9 kHz的低频特性的超宽带应用进行了优化。这两款器件的其他特性相同,因此可以互相替代,并且可以在相同的印刷电路板 (PCB) 尺寸上互换使用。以上就是提供业界最低插入损耗的44 GHz硅开关解析,希望能给大家帮助。

    时间:2020-06-09 关键词: adi adrf5024 adrf5025

  • 升压型 µModule 稳压器,你了解吗?

    升压型 µModule 稳压器,你了解吗?

    什么是升压型 µModule 稳压器?它有什么作用?ADI宣布推出 Power by Linear™ LTM8005 升压型 DC/DC µModule® (电源模块) 稳压器,这是专为驱动 LED 而设计。LTM8005 将一个 DC/DC 控制器、电源开关、肖特基二极管和电流检测电阻器置于一个 9mm x 11.25mm x 2.22mm BGA 封装中。 LTM8005 可在 5V 至 38V 的输入电压范围内工作,并能在高达 38V 的输出电压下提供高至 1.6A 的稳定电流。采用了一个外部电感器,因而使得 LTM8005 能够利用一个耦合电感器容易地配置在不同的操作模式,包括升压、降压-升压、降压和 SEPIC 拓扑。 高可靠性 H 级版本可在 –40°C 至 150°C 温度范围内正常工作。宽输入电压范围和 150°C 的工作温度使这款 µModule LED 驱动器非常适合汽车和工业照明应用。 工作频率可在 100kHz 至 1MHz 范围内调节,内置的扩展频谱频率调制改善了电磁兼容性性能。LED 的亮度可通过模拟 CTRL 引脚和利用调光范围高达 3000:1 的 PWM 调光进行控制。LTM8005 拥有诸多安全特性,如输出断接短路保护、开路 LED 保护、可编程输入电流限制、以及输入和输出电流报告。 LTM8005 的 E 和 I 级版本工作温度范围为 –40°C 至 125°C,H 级版本的工作温度则高达 150°C。 特性概要:LTM8005 宽输入电压范围:5V 至 38V 40V、10A 内部电源开关 3000:1 True Color PWM™ 调光 用于 PWM 和输出断接的内部 40V 开关 内部扩展频谱频率调制 具 OPENLED 标记的开路 LED 保护 具 SHORTLED 标记的短路保护 输入和输出电流报告 9mm x 11.25mm x 2.22mm BGA 封装。以上就是升压型 µModule 稳压器解析,希望能给大家帮助。

    时间:2020-06-08 关键词: adi LED 稳压器

  • 隔离式四端口供电PSE控制器,你了解吗?

    隔离式四端口供电PSE控制器,你了解吗?

    什么是隔离式四端口供电PSE控制器?它有什么作用?ADI 宣布推出 Power by Linear™ LTC4291/92 隔离式四端口供电设备 (PSE) 控制器芯片组,在同类产品中率先通过一系列由 Sifos Technologies 管理的 IEEE 802.3bt (PoE++) 以太网供电 (PoE) 一致性测试。PoE 自然给系统和网络工程师带来了 PSE 评估挑战。PSE 是通过标准化过程启用和停用的多通道、智能型 DC 电源,并不会扰乱传统的以太网数据传输。与此同时,由于需要在几种功率输送和极性配置中运行,因此进一步增加了符合性测试的复杂程度。 Sifos 24 端口 PSA-3000 PowerSync 分析仪配备多个两端口 PSA-3202 测试刀片,可为基于 LTC4291/92 的 PSE 提供完整的自动化测试和分析。严格的符合性测试套件通过专用分析功能进行了强化,其按照 IEEE 802.3at (PoE+) 标准、即将推出的 802.3bt 标准和其他专有规范对 LTC4291/92 进行了验证。这些可扩展的设计和测试解决方案融入了深厚的 PoE 知识和多年的丰富经验,可加快产品上市速度,并在 2018 年实现 IEEE 802.3bt PoE 网络部署的标准方法批准。 在 ADI 所做的测试中,在由 PSA-3000/3202 解决方案模拟多种 IEEE 802.3bt PD (受电设备) 的情况下,LTC4291/92 PSE 芯片组通过了众多的测试。连续 90W 四对 PSE 负载能力确保 PSE 可在单签名或双签名 PD 配置中处理 802.3bt 的 71.3W 最大 PD 功率级别。根据新的 3 类和 4 类 PD、以及向后兼容的 1 类和 2 类 PD 的要求,LTC4291/92 能正确识别所有物理层类别 (多达五个事件)。对于采用链路层发现协议 (LLDP) 的 PSE,PSA-3000/3202 还能够模拟和分析此类功率协商。 客户采用提供的 GUI 和脚本环境来配置设备并与之互动。LTC4291/92 由经过实验室测试的原理图、完整的参考设计、QuikEval™ GUI 和代码示例提供支持,而PSA-3000/3202 则利用 PSA 交互式 GUI 和 PowerShell PSA 脚本环境实现功能扩展。 LTC4291/92 芯片组可在商业和工业温度范围内工作。LTC4291 数字控制器采用符合 RoHS 标准的 24 引脚 4mm x 4mm QFN 封装,而 LTC4292 模拟控制器则采用 40 引脚 6mm x 6mm QFN 封装。LTC4291/92 是 ADI 首款符合 802.3bt 标准的 PSE 控制器,是广受欢迎的 LTC4266 四端口 802.3at PSE 控制器的升级版。以上就是隔离式四端口供电PSE控制器解析,希望能给大家帮助。

    时间:2020-06-08 关键词: adi 控制器 四端口

  • 两会再传充电桩产业利好,以高效率、大功率充电解决方案迎接新基建风口

    两会再传充电桩产业利好,以高效率、大功率充电解决方案迎接新基建风口

    在刚刚闭幕的十三届全国人大三次会议上,国务院总理李克强在政府工作报告中提出重点支持既促消费惠民生又调结构增后劲的“两新一重”建设,充电桩与5G应用等多项重点基础设施建设项目一起被作为加强新型基础设施建设,发展新一代信息网络,激发新消费需求、助力产业升级的关键产业布局。政府工作报告为充电桩产业的快速、高质量发展吹响了集结号,为达成“车桩相随、智能高效”的充电基础设施体系规划目标加注了强大动能。 据中国充电联盟统计,截至2019年底全国充电桩总数为121.9万根,车桩比仅为3.1:1,充电基础设施依然是新能源汽车产业链主要短板。“年初的新基建计划和最新的两会政府工作报告中,都特别将建设充电桩作为助力产业升级的关键内容之一。随着政府和社会的积极产业部署,充电桩基础设施的完备将有望彻底解决严重制约电动汽车市场的‘里程焦虑’。”ADI公司工业与能源事业部市场经理张松刚在最近的一场活动指出。作为为电动汽车电池系统管理提供了最广泛解决方案的企业,ADI同样提供了业内领先的充电桩电力计量、直流变换模块、充电控制器等主要功能模块解决方案。 ADI公司工业与能源事业部市场经理张松刚 新基建为电动汽车普及加速,大功率充电桩解除关键掣肘 《2019北京市新能源汽车充电行为报告》显示:用户单笔平均充电量22.15kWh,单笔使用公共快充桩充电时长1.32小时,公共慢充桩充电时长5.09小时(不包括排队时间)。值得注意的是,根据合格证数据统计,我国新增纯电动汽车单车带电量从2015年1月的22.2kWh提升到2020年1月的48.3kWh,22.15kWh只能补充纯电动乘用车50%-80%的电量,大功率直流充电桩建设势在必行。“如果纯电动车要解锁如同燃油车一般的‘快速回血’技能,就必须借助更大功率的充电桩。但功率提高带来的问题是充电桩尺寸增大、热管理等问题,要兼顾充电桩尺寸、效率和功率,提高功率器件的开关频率非常关键。” 张松刚指出。 半导体技术的进步让功率MOSFET器件开关频率得到快速有效提升,IGBT从过去的20k左右提升到现在40k到50k,而氮化镓(GaN)和碳化硅(SIC)MOSFET器件可以达到更高的开关频率。“驱动方式是达到这些开关器件所能支持的开关频率的关键,而开关频率决定着系统设计成本、尺寸与效率之间的最佳平衡。更高开关频率对栅极驱动器的要求越来越高,采用的栅极驱动器的传输延迟、死区时间、共模瞬变抗扰度(CMTI)等指标对提升充电桩功率和效率发挥着关键的影响。” 张松刚表示。 解锁大功率直流充电,隔离式栅极驱动器是关键 为了操作MOSFET/IGBT,通常须将一个电压施加于栅极,使用专门驱动器向功率器件的栅极施加电压并提供驱动电流。张松刚指出:“隔离式栅极驱动器的隔离性能、共模瞬变抗扰度、总传播传输延迟等指标将决定直流模块的整体功率、效率和系统尺寸,正确选择这类解决方案非常关键。”与传统的基于光学隔离式栅极驱动器相比,ADI提供的iCoupler隔离式栅极驱动器提供了良好的栅极驱动特性和隔离性能。 据张松刚分析,传统光耦合隔离的方式传输延时时间长(150—200纳秒),而iCoupler隔离式栅极驱动器传输延时在50—60个纳秒左右,从而大降低减小了传输延迟,并且传输延时一致性更好,更低的传输延迟和延时一致性对于提高开关频率和效率具有重要作用。此外,隔离栅极驱动器的死区时间也是关键特性之一,iCoupler隔离式栅极驱动器更低的死区时间将有效降低损耗。对于大规模部署的充电桩来说,即使零点几个百分点效率提升都具有很大经济和社会效益。 张松刚以ADI最新的ADuM4136为例分析了iCoupler隔离式栅极驱动器的特性:可实现150kV/µs的共模瞬变抗扰度(CMTI),以数百kHz的开关频率驱动SiC MOSFET;加上去饱和保护等快速故障管理功能,设计人员可以正确驱动高达1200V的单个或并联SiC MOSFET。“iCoupler磁隔离的固有优势使得这些特性明显优于光隔离栅极驱动器,可以确保充电机在不牺牲效率的情况下,在功率变换器中实现超高的功率密度。”张松刚指出。 此外,从功能安全和用户人生和财产安全来说,良好的隔离性能也非常关键。《2019新能源汽车消费市场研究报告》披露,20.65%的公共充电桩发生故障。此外,央视曾经报道指出9家企业的10个批次的充电桩产品中,7批次不符合国标要求,风险监测发现样品四个项目不符合国标要求,容易起火或导致触电。因此,充电机功能电路中的隔离式栅极驱动器发挥的隔离功能就非常关键,实现充电模块中功能电路之间的电气分离,使得它们之间不存在直接导通路径,从而提升安全性能。 破坏试验证明,在最坏的情况下,iCoupler隔离式栅极驱动器不会影响隔离的耐受性能。 ADI负责电源管理/数字电源/iCoupler应用的专家Bernhard Strzalkowski博士就曾撰文指出,在高度可靠、高性能的应用中,隔离式栅级驱动器需要确保隔离栅在所有情况下完好无损,由于功率密度极高,所以在制作驱动器芯片时需要保证即使芯片本身出现故障仍然能够保持电隔离。为此,他进行了专门的破坏性试验试验:即在最坏的情况下,高功率MOSFET/IGBT发生故障时逆变器几千μF的电容组会快速放电,释放的电流会导致MOSFET/IGBT损坏、封装爆炸、等离子体排出到环境中,一部分进入栅级驱动电路的电流会导致电气过载。试验结果证明,在最坏的情况下,对输出芯片施加高功率时,驱动器输出引脚附近会出现小范围损坏,这个试验不会影响隔离的耐受性能。 新基建风口下的大功率普及趋势,如何为充电桩“赋能”? 前不久国网营销部印发的2020年智能用电专业工作要点中,明确了国网对于2020年充电设施的发展规划,且提及多项储能相关任务目标,包括紧密跟踪分布式光伏、储能政策、技术、产业发展,研究对电网的影响以及电动汽车、客户侧储能、分布式电源参与的负荷平衡,等等。而前不久新疆自治区发展改革委印发《关于加快充电基础设施综合体建设的通知》也有类似的表述,鼓励投资单位以充电桩设施+分布式能源+储能项目+商业综合体方式投资。 事实上,充电桩的大功率化、广泛部署是必然的趋势,但也给相关基础设施建设提出了挑战——如何经济有效的满足充电站峰值负荷要求?例如一个二十个充电桩的充电站要满足全天候的充电状态,电网需要提供的局部充电峰值功率超过1 MW。如此高的峰值负载功率可能导致电网在多个点上崩溃,或者需要投入巨额资金改善输电线路和集中式发电厂以大幅提高基本负荷能力。“增加储能系统可以利用此储备能量增加电动汽车充电负荷能力,储能系统通过调节功率峰值保持电网稳定,或是在停电的情况下提供充电电源。”对此张松刚给出了这样的解决方案思路。 未来电动汽车充电站的功率变换系统配置示意图 储能系统除了缓解充电峰值对电网的压力外,还可以借助配套的可再生能源实现环保降耗目标,甚至在电网高峰期储能系统通过反向供电实现削峰平谷,而这也是电网的一大“刚需”。这也与全球车网互动(V2G)的趋势一致,例如特斯拉为Model 3、Model Y准备了双向充电技术,国家电网也正逐步推进V2G项目,探索出成本合理、业务高效的市场化运营新模式。国家电网华北分部就在前不久首次将车网互动(V2G)充电桩资源正式纳入华北电力调峰辅助服务市场并正式结算。“与V2G一样,储能系统+电网的供电侧的布局应该是未来的发展趋势,当前该类应用还处于市场探索阶段。”张松刚表示。 结束语: 为了应对未来的直流快速充电基础设施面临的挑战,优化的大功率直流充电系统和大负荷能力的供电侧是关键。作为高性能模拟技术提供商,ADI在电力应用领域实现可靠的计量、监测和控制方面提供极具竞争力的高质量解决方案,其领先的电池管理系统(BMS)解决方案、DCDC电源管理、高可靠性隔离技术、系统级混合信号转换,以及针对电动汽车充电器优化的整个信号和电源链产品,在这波新基建热潮下有望成为关键的助推力量。“其实这些系统中还有更多领域需要重点关注,包括了从电流计量到故障保护器件,从气体检测到功能安全都极其重要,ADI公司目前正在积极研发所有这些子系统,确保我们的客户能够在能量转化、测量、连接、保护和驱动所有环节获得高效率且鲁棒的解决方案。”张松刚表示。

    时间:2020-06-08 关键词: adi 充电桩 新基建

  • 拼技术硬核,ADI打造创新音频总线走入全球90%的汽车厂商

    拼技术硬核,ADI打造创新音频总线走入全球90%的汽车厂商

    随着人工智能的发展,语音交互技术正在各个领域扎根,汽车也不例外。早在 2002年,英菲尼迪就推出了世界首款可用语音控制的汽车,而今天语音识别控制功能已经成为很多新车型的一大卖点。语音识别之外,外置麦克风的环境声探测在ADAS中也发挥关键作用,犹如汽车的耳朵,犬吠声、喇叭声、警报声。..。..声音信号有助于让ADAS系统更加有效地掌握周边环境。 此外,考虑到电动汽车的行车安全,去年欧盟下令要求所有电动汽车在2021年前加装能够发出虚拟引擎声的装置,以使路人能注意到低速行驶、没有噪音的电动汽车。而要让虚拟引擎声接近真实,对汽车外挂音响数量与音频音质提出了新的要求。 ADI基于其DSP技术推出一款嵌入式系统用于为电动(EV)和混合动力汽车(HEV)产生发动机声音 从上述案例不难看出,车用音频正从过去单纯的娱乐系统,向信号输入、触发、处理与反馈的方向发展,并开始与汽车驾驶紧密结合。不管如何,有一种趋势是确定的,那就是汽车上的音频设备将越来越多,音频质量将越来越好。而要协调所有这些音频设备,并传输高质量的音频信号,车用音频总线变得不可或缺。 技术硬核,A2B挑战传统总线技术 提起车用音频总线,业内人士容易联想到MOST。 MOST (Media Oriented System Transport) 是一种面向媒体的系统传输总线,用于满足要求严格的车载环境。这种基于光纤的网络最高能够支持50Mbps的数据速率,与以前的铜缆相比具有减轻重量和减小EMI的优势。 但因专利及光纤收发器成本过高等原因,过去MOST常见于高端车型。但事实上近年来车用音频总线或成为汽车标配,市场需要一种既能在中高端车型上应用,也符合入门级汽车成本要求的泛用方案,作为全球汽车电子解决方案领先供应商,ADI适时地提出了极具成本和性能优势的汽车音频总线方案——ADI车用音频总线(A2B)技术,为车辆信息娱乐系统提供关键支持。 A2B产品可提供高保真音频,并使音频布线重量减少75%,从而提高燃油效率。A2B产品组合可帮助实现语音识别和有源噪声消除等多种应用。A2B节省BOM成本的特性特别值得一提,A2B无需在每一个节点都使用昂贵的集成了大容量存储器的微控制器,即使在主节点,也仅仅需要只包含I2C接口的微控制器即可。而MOST或以太网AVB等数字总线,因为需要增加管理其相关的软件协议栈,所以必须在每一个节点都使用高价格、集成了大容量存储器的微控制器,从而导致成本上升。 另外,A2B收发器在一条非屏蔽双绞线上传输音频、I2C控制、低速GPIO、时钟和幻象供电信号,这也可以降低系统总BOM成本。首先与传统音频连接方案相比,物理线缆的数量有所减少,而且实际采用的线缆可以是成本更低、重量更轻的非屏蔽双绞线,而非相对较为昂贵的屏蔽线缆。更最重要的是,对于特殊使用案例,A2B技术可提供小功率的幻象电源,整条A2B菊花链上可以传输不超过300 mA的电流,每个节点支持输出最大50mA的电流。有了这个小功率的幻象供电功能,无需在各个节点的音频模块上使用本地电源,从而进一步降低总系统成本。 而更重要的是,A2B可以帮助节省研发成本。A2B技术可为多种音频输入输出设备提供相当灵活的连接,还支持SigmaStudio™图形设计环境,可大幅简化采用A2B的系统设计流程。SigmaStudio能够通过使用业界领先的图形化编程工具链,无需软件编程就可以初始化A2B网络并配置所有的寄存器。SigmaStudio环境中还包含A2B总线带宽计算器和误码率测试仪(BERT)。提供系统级全方位A2B功能评估,可快速完成实际A2B网络的系统原型设计,从而加快系统的早期理念验证以及功能测试、功能验证和功能调试。 用创新音频总线技术赋能汽车功能创新 我们常常忽略总线技术上的变革带来的应用创新机会,A2B除了让布线更简单,例如车机可以通过非屏蔽双绞线直接连接麦克风模组,并且支持麦克风阵列。其实还有更多的创新应用,比如更适应高级音频算法。因为音频节点有固定的延迟,可凭借DSP算法确保车内不同位置的音区独立性,以及实现回声消除、配合麦克风和功放进行ANC主动降噪、配合支持A2B接口的加速度传感器进行RNC路噪消除等功能。 事实上,利用ADI的A2B与DSP以及振动传感器和电源管理产品的组合,还可为汽车厂商的设计提供很多扩展空间,比如环绕声、音频分区、声音合成、麦克风波束成形、超宽带AEC/NR、主动回声消除加背景噪音消除、ANC主动降噪、RNC路噪消除、ICC车内通信等功能,而这些是目前需求量非常大的新功能。另外还能为电动车提供对外警示音、模拟声浪等功能。 此外系统级诊断也是A2B的一大亮点。所有A2B节点都能够识别多种故障状况,其中包括断路、线束反接或线束短路至电源或地等。在出现断路、线束短路或线束反接等故障时,故障上游的A2B节点仍然能够正常工作,从而保证系统完整性。诊断功能还提供高效隔离系统级故障的能力,有助于后续维修。 A2B“连升三级”,创新汽车音频总线走向主流应用 与其他“历史悠久”的汽车总线相比,A2B是标准的“10后”——2014年10月ADI推出了A2B的首款产品AD2410,接着很快连续几次迭代,产品性能“连升三级”。2017年1月,ADI宣布推出三款增强型A2B收发器,在前代产品引脚兼容的基础上,大幅提高总线带宽利用率。2018年6月,ADI再次宣布推出三款A2B收发器,新的AD242x系列提供接口驱动能力的配置,从而开发人员可以让系统性能适应更高规格的汽车OEM EMC的规范要求。 ADI增强型A2B收发器 从初代产品开始,就有全球领先的汽车制造商认同A2B为汽车音频带来的革新。福特公司早在2016年投入生产的四个汽车平台上就使用了A2B系列的首款产品,并将A2B作为其首要信息娱乐网络技术。而作为ADI A2B技术的早期实施者,松下汽车系统美国公司发现该技术可大大降低新一代信息娱乐系统的布线复杂度和相关成本以及重量,而这是松下OEM客户的重点关注领域。 就在前不久,ADI公司宣布比亚迪也开始采用 ADI 公司 A2B总线技术以打造更节能环保的汽车平台,比亚迪公司认为A2B音频总线使得比亚迪汽车能够进一步提升驾驶座舱信息娱乐系统的性能和体验,降低设计复杂度和成本、提升燃油/电池效率,这符合比亚迪公司“用技术创新满足人们对美好生活的向往”这一造车理念。据ADI 公司透露,短短5年时间,A2B音频总线已成功与全球 90% 的汽车制造商合作实现了创新的汽车信息娱乐体验。 比亚迪采用 A2B总线技术以打造能效更高、更节能环保的汽车平台

    时间:2020-06-06 关键词: adi 总线 电动汽车

  • ADI宣布推出突破性解决方案,将加快毫米波5G无线网络基础设施部署

    ADI宣布推出突破性解决方案,将加快毫米波5G无线网络基础设施部署

    中国北京 –面向 5G 基础设施的 RF 和微波技术及系统设计的行业领导者Analog Devices, Inc.(ADI) 今日宣布推出一款面向毫米波 (mmWave) 5G 基础设施的新型解决方案,该解决方案拥有目前最高的集成度,旨在降低下一代蜂窝网络基础设施的设计要求和复杂性。此解决方案整合了 ADI 的先进波束成形 IC、上/下变频 (UDC) 和其它混合信号电路。这种优化的“波束至比特”信号链展现了只有 ADI 可提供的一组独特能力。 “毫米波 5G 是一项蕴含巨大潜力的新兴技术。” ADI公司微波通信部总经理 Karim Hamed 表示,“从头开始设计这些系统会极其困难,需要平衡性能、标准和成本方面的系统级挑战。这款新型解决方案利用了 ADI 的业内一流技术和在 RF、微波和毫米波通信基础设施方面的悠久传承,以及整个 RF 领域的深厚专业知识,从而可简化客户的设计过程、减少组件总数量,并加快 5G 部署的步伐。” 这款新型毫米波 5G 芯片组包括 16 通道 ADMV4821 双/单极化波束成形IC、16 通道ADMV4801 单极化波束成形IC 和 ADMV1017 毫米波 UDC。24 至 30 GHz 波束成形 + UDC解决方案构成了一个符合 3GPP 5G NR 标准的毫米波前端,支持 n261、n257 和n258 频段。高通道密度,加上支持单极化和双极化部署的能力,极大地增强了针对多种 5G 用例的系统灵活性和可重构性,而同类最佳的等效全向辐射功率 (EIRP) 则扩展了无线电覆盖范围和密度。ADI 在毫米波技术领域的传统优势使得客户能够利用世界一流的应用及系统设计,从而针对热、RF、功耗和布线等考虑因素优化完整的产品线。

    时间:2020-06-03 关键词: 无线网络 adi 毫米波 5G 微波

  • 最大化电源效率并最小化辐射的隔离技术,你了解吗?

    最大化电源效率并最小化辐射的隔离技术,你了解吗?

    什么是最大化电源效率并最小化辐射的隔离技术?它有什么作用?工业4.0技术领导者Analog Devices, Inc (ADI) 近日发布一款简单的电源解决方案,在客户向更高密度自动化迁移时,最大化运动系统的效率并最小化其电磁(EM)辐射。ADuM4122是一款采用iCoupler®技术的隔离式双驱动强度输出驱动器,使设计人员可以充分利用功效更高的电源开关技术的优势。 按照国际能源署的数据,电机驱动系统消耗的电量占全球耗电量的40%,电机效率的提高将带来广泛的经济和环境效益。随着智能工厂中工业自动化和物联网的采用率不断提高,系统中需要采用更多的智能技术和功能来确保效率最大化。ADuM4122是率先实现这一点的简单解决方案,它通过在运行中控制MOSFET或IGBT按照用户命令开启或关闭的速度来控制电机的电流。 “对于安全、互联的企业,灵活性和效率是两大关键。以前,典型的解决方案都选择采用栅级驱动器强度来确保在所有操作点都符合EM系统规定,这意味着系统通常都过度设计,但利用不足,” ADI公司的接口与隔离技术部总监Mack Lund表示,“现在,用户可以动态地实现从较慢到较快开关的过渡,从而在不牺牲效率的情况下优化EM辐射。简而言之,当您尝试降低辐射和功耗时,不需要再牺牲性能。” 新型ADuM4122是一款简单的双驱动强度输出驱动器,可以高效地在数字信号控制的两个压摆率之间切换。与现在具有20个或更多引脚的分立式解决方案或复杂的集成式解决方案相比,ADuM4122的体积更小,仅有8个引脚,可以在多种工作条件下使用。 ADuM4122进一步改善了系统的功能,具有高共模瞬变抑制性能和低传播延迟,适合运动控制、机器人和能源等高性能应用。以上就是最大化电源效率并最小化辐射的隔离技术解析,希望能给大家帮助。

    时间:2020-06-03 关键词: adi 驱动器 adum4122

  • 基于PPG信号进行的手腕PPG信号逐搏算法间隔分析

    基于PPG信号进行的手腕PPG信号逐搏算法间隔分析

    摘要 心电图(ECG)的心率变异性(HRV)是一种著名的诊断方法,用于评估心脏的自主神经功能。为了更方便地评估心脏功能,可使用光电容积脉搏波(PPG)波形,用脉搏率变异性(PRV)代替HRV。但是,由于没有用于分析PPG信号的可靠检测算法,医疗市场一直无法使用PRV提供临床诊断,也无法测量健康方面的生物信息,如睡眠阶段、压力状态和疲劳状况等。 本文提供一种可靠的峰值和起始点检测算法,可以利用PPG信号进行逐搏间隔分析。我们利用ADI公司的多感知手表平台,通过大数据收集来演示我们的方法,与通过ECG信号获得的逐博结果相比,我们方法的覆盖范围广,灵敏度高,且逐次差分的均方根(RMSSD)较低。 简介 心率(HR)监测是许多现有的可穿戴设备和临床设备的一个关键特性,但这些设备还没有配备利用逐搏间隔来测量持续心率变异性的功能。HRV包括从自心电图(ECG)提取的连续心跳之间的间隔时间(称为心搏间期)变化。1HRV包含总所周知的生物特征识别信息,反映了自主神经系统的交感神经和副交感神经活动。2研究人员广泛使用HRV这一工具来帮助临床诊断和测量健康方面的生物信息,如睡眠阶段、压力状态和疲劳状况等。2, 3鉴于ECG测量的技术要求,在事故/灾难现场、战场或者在心电图可能引起电气干扰的区域,并不一定能获取这种信号。4 从光电容积脉搏波信号中提取的脉搏率变异性可能 被用于替代HRV。5, 6, 7PPG信号的获取方式为: 用LED照射人体皮肤,然后用光电二极管测量血流引起的反射光强度变化。 此外,PPG还可以提供与心血管系统有关的信息,如心率、动脉压、硬度指数、脉搏传导时间、脉搏波传导速度、心输出量、动脉顺应性和外周阻力等。8, 9, 10然而,受血液灌流不良、环境光线以及最重要的运动伪像(MA)的影响,基于PPG的算法的性能会降低。11业界已提出许多信号处理技术来消除MA噪声,包括ADI公司的运动抑制和频率跟踪算法,通过使用一个靠近PPG传感器放置的三轴加速度传感器来实现。 很关键的一点是要从PPG波形中准确地提取出重要的点,如收缩期峰值、起始点和重搏切迹,用于实施PRV分析。12PPG波形的起始是由于血液开始从心脏输出到主动脉引起的,而重搏切迹则表示射血结束或主动脉瓣关闭。没有适用于PPG信号的可靠检测算法让研究人员无法利用PPG来全面开展PRV分析,至少一定程度上是如此。之前关于PRV的一些研究忽略了基准点,13据报道有些是使用人工方法或根据经验检测收缩期峰值,14,有些则是基于没有经过验证的时间窗口算法来获取脉搏峰值。15 本文提出一种可靠的峰值和起始点检测算法,该算法使用最初被提议用于动脉血压(ABP)波形的描绘方法。16需要注意的是,采用腕戴式设备的PPG信号包含许多运动伪影、基线波动、反射波以及其他可能影响检测算法行为的噪声。6因此,在将数据馈入逐搏提取模型之前,会对其实施预处理。本项工作使用的自动描绘器是一种混合方法,利用从原始PPG预处理得来的不同信号和信号的一阶导数来提取峰值和起始点。我们使用通过ADI手表平台收集的大型数据库来提供同步PPG和ECG信号。至于存储器大小,这种算法需要的内存较小,在ADI手表平台中可作为嵌入式算法使用。利用覆盖率、灵敏度、正检测率,以及逐次差分的均方根,对该算法实施了验证,并与来自ECG信号的逐博结果进行了比较。17 图1.提出的逐搏提取算法的流程图,包含(i)预处理和(ii)高分辨率B2B提取。 基于PPG形态学的逐搏算法 在本节中,我们将详细介绍所提出的适用于手腕PPG信号的逐搏算法,该算法由(i)预处理和(ii)高分辨率逐搏提取模块组成。该算法的框图如图1所示。 预处理 PPG信号易受周边组织的不良血液灌流和运动伪像的影响是众所周知的。18 为将这些因素的影响降至最小,以免干扰随后的PPG分析和逐博估算,须有一个预处理阶段。这个步骤包括: 帧传输和窗口 带通滤波(0.4 Hz至4 Hz) 自动增益控制(AGC),用于限制信号幅度 信号平滑处理和基线漂移去除 PPG输入数据使用T0秒窗口进行处理,进一步的数据块则通过移动带有mT0 (m = 3/4)重叠的窗口进行处理。然后需要一个带通滤波器来消除PPG信号的高频成分(如电源)和低频成分(如毛细血管密度和静脉血容量的变化、温度变化等等)。图2a和2b显示了滤波前后的PPG信号。滤波器的截止频率为0.4 Hz和4 Hz。HR的基波频率范围为0.4 Hz至3 Hz。因此,使用更高一点的范围进行逐搏估算即可将强调搏动次数的谐波包含在内。使用中值滤波器去除滤波信号中突然出现的尖峰值。然后,AGC模块将信号电平限制为±V伏,以在稍后的阶段通过确认信号的幅度来验证所选的峰值。用于HRV的PPG测量流程持续时间较长,不可避免地会引入另一种伪影,例如基线漂移。因此,使用低通有限脉冲响应(FIR)滤波器对帧内的PPG样本阵列进行平滑处理(如图2c所示),以去除基线漂移噪声,并得到更为平滑的、适用于描绘模块的信号。 图2.PPG图。 高分辨率逐搏提取模块 逐搏提取算法由以下模块组成: 插值 描绘 高分辨率逐搏提取 信号质量指标 预处理模块的输出被馈入插值模块,以提高逐搏提取算法的精度。如果在第一帧中给出从t0至tτ的PPG分段,其逐搏间隔为b0和bτ,我们会使用端点之间的n个点,以线性方式插入逐搏间隔值,然后从b0和bτ提取高分辨率逐搏间隔值(例如,1 ms分辨率)。接下来,描绘模块依靠信号形态学和节奏信息来提取峰值和起始点。因此,进行逐搏检测时,不仅需要收缩期峰值,还应报告起始点和重搏切迹。提议的描绘器从理论上来说,与两篇文章中所示的描绘器相似,一篇是“一种用于光电容积脉搏波波形的自适应描绘器”12,一篇是“关于用于动脉血压波形的自动描绘器”16,该描绘器利用来自信号一阶导数的一对转折和过零点进行调整以适应手腕PPG信号。图2d描绘了转折和过零点,以进行PPG表征。对于过零点,信号通过零相位失真滤波器来处理,通过匹配初始条件将启动和结束瞬变最小化。这是为了确保在滤波之后仍然保有时域特性。注意,来自PPG波形导数的起始点与最大转折之前的过零点对应,而收缩期峰值与该转折点之后的过零点相关。用在这种逐搏算法中的信号质量指标为清晰度,并指明了信号的信号音范围。这种指标最初是在Philip McLeod和Geoff Wyvill的文章“通过更聪明的方式来查找音调”19中提出的,该指标采用归一化平方差函数(一种自相关函数)来查找信号的周期性。我们使用这个指标来决定逐搏算法什么时候能够可靠地报告峰值和起始点。 来自ADI腕表平台的评估结果 我们的PPG逐搏算法的结果与Pan-Tompkins算法的结果进行了比较,20后者是一种公认的心电图峰值检测算法。收集的数据用于评估使用ADI生命体征监测(VSM)腕表平台的算法。ADI VSM iOS应用被用于通过蓝牙®连接与手表接口。ADI腕表包含一个PPG传感器,用于收集来自受试者手腕的PPG信号。此外,也会在ADI腕表上收集ECG信号。有3个ECG电极连接到受试者的胸部区域。这些电极上的电线连接到ADI腕表上,以处理这些信号,并与PPG信号同时记录下来。这个平台提供同步化的PPG和ECG信号。图3a所示为用于数据收集的ADI腕表,而图3b所示为iOS应用界面和从平台获取的示例信号。 图3.ADI平台和工具。 评估指标和结果 在计算逐搏指标之前,需要先执行异常值剔除过程,以确定Pan-Tompkins算法输出和我们的PPG逐搏算法输出中缺失的/额外的峰值,这一点非常重要。忽略缺失的/额外的峰值可能导致心跳时长异常,进而得出不准确的结果。ECG信号中缺失的/额外的峰值是通过检查由Pan-Tompkins算法提供的连续心跳时长来确定的。心跳时长改变超过20%的任何ECG峰值都被标记为异常值。剔除这些ECG峰值之后,通过将每个ECG峰值与PPG信号中的峰值关联来确定PPG信号中缺失的/额外的峰值。如果PPG峰值在ECG峰值的时间接近范围内,则将其与ECG峰值关联。当PPG峰值无法确定,或者ECG峰值的时间接近范围内确定的峰值数量过多时,则将它们识别为异常值。在计算指标期间,这些缺失的/额外的PPG心跳可能导致的异常心跳时长作为异常值被忽略。 利用通过我们建议的算法以及Pan-Tompkins算法得出的逐搏值,对多个指标实施了计算。这些指标包括:(I)覆盖范围(等式1);(Ii)灵敏度(Se)(等式2);(Iii)正检测率(P+)(等式3);以及(iv)逐次差分的均方根(RMSSD)(等式4)。图4展示了用于指标计算的一些值的直观表示。 其中TP(真阳性)表示PPG B2B算法正确识别的心跳次数,FP(假阳性)表示与ECG中的实际心跳不对应的PPG心跳次数,FN(假阴性)表示PPG逐搏算法遗漏的心跳次数。心搏间期(IBI)是连续ECG峰值、PPG峰值或PPG起始点之间的时间间隔。 为了评估我们的算法,我们同时从每位受试者收集PPG和ECG信号。我们从不同年龄、不同肤色和不同体型的广大受试者收集收据。这是为了确保我们的评估结果适用于所有人群。数据采集自27位受试者(肤色不同的男性和女性),每位检测2分30秒。要求受试者前半段时间保持站姿,后半段时间保持坐姿。表1是通过逐搏算法得出的每个指标的平均值。如表中所示,与来自ECG信号的结果相比,手腕数据的覆盖范围、灵敏度和正检测率都高于83%,RMSSD平均差则低于20 ms。 图4.显示ECG和PPG信号与IBI,以及逐搏算法分析原始的PPG信号得出的峰值和起始点。 表1.逐搏指标结果 讨论和总结 本文提出了可对手腕PPG信号实施PRV分析的可靠峰值和起始点检测算法。该算法采用多个预处理阶段,建议采用混合描绘算法来检测手腕PPG信号的基准点。我们将ADI多感手表用作评估平台,对建议的算法进行测试。结果显示,与ECG HRV存在较强的相关性和一致性。未来的工作将侧重于应用运动抑制算法和处理PRV分析中遗漏心跳次数的问题。 参考文献 1 H. Posada-Quintero、D. Delisle-Rodríguez、M. Cuadra-Sanz和R. F. de la Vara-Prieto。“对通过光电容积脉搏波信号的脉搏 起始点获取的脉搏率变异性实施评估。”Physiological Measurement,第34卷第2篇第179页,2013年2月。 2 Hyun Jae Baek和JaeWook Shin。“缺失心搏间期数据对利用腕戴式可穿戴设备实施心率变异性分析的影响。”医疗系统杂志,第41卷第10篇第147页,2017年。 3 Tine Willum Hansen、Jan A. Staessen、ChrisTIan Torp-Pedersen、Susanne Rasmussen、Lutgarde Thijs、Hans Ibsen和Jørgen Jeppesen。“主动脉脉搏波传导速度作为一般人群动脉硬度指数的预后价值。”CirculaTIon,第113卷第5篇第664-670页,2006年。 4 Chun-Chieh Hsiao、Fang-Wei Hsu、Ren-Guey Lee和Robert Lin。“采用不同姿势时可穿戴设备的PPG和ECG之间的心率变异性关联分析。”2017年IEEE系统、人与控制论(SMC)学会国际会议。 5 Eduardo Gil、Michele Orini、Raquel Bailon、José María Vergara、Luca Mainardi和Pablo Laguna。“在非平稳条件下采用光电容积脉搏波脉搏率变异性作为心率变异性的替代测量指标。”Physiological Measurement,第31卷第9篇第1271页,2010年。 6 Chiung Cheng Chuang、Jing Jhao Ye、Wan Chu Lin、Kuan TIng Lee和Yu TIng Tai。“采用光电容积脉搏波变异性作为获取慢性疼痛患者的心率变异性信息的替代方法。”临床监测与计算杂志,第29卷第6篇第801-806页,2015年。 7 Sheng Lu、He Zhao、Kihwan Ju、Kunson Shin、Myoungho Lee、Kirk Harry Shelley和Ki H. Chon。“光电容积脉搏波变异性可否作为获取心率变异性信息的替代方法?”床监测与计算杂志,第22卷第1篇第23-29页,2008年。 8 Justine I. Davies和Allan D. Struthers。“除了血压:脉搏波分析是否为评估心血管危险的更好方式?”Future Medicine,2005年。 9 Arthur de Sa Ferreira、José Barbosa Filho、Ivan Cordovil和Marcio Nogueira de Souza。“对原发性高血压血管重构实施无创性评估的三段传输线动脉模型。”生物医学信号处理与控制,第4卷第1篇 第2–6页,2009年1月。 10 John Allen。“光电容积脉搏波及其在临床生理测量领域的应用。”Physiological Measurement,第28卷第3篇第R1页,2007年。 11 Byung S. Kim和Sun Kyung Yoo。“采用独立分量分析减少光电容积脉搏波中的运动伪影。”IEEE Transactions on Biomedical Engineering,第53卷第3篇第566–568页,2006年4月。 12 Mohanalakshmi Soundararajan、Sivasubramanian Arunagiri和Swarnalatha Alagala。“一种用于光电容积脉搏波波形的自适应描绘器。”Biomedical Engineering/Biomedizinische Technik,第61卷第6篇第645– 655页,2016年1月。 13 Bistra Nenova和Ivo Iliev。“一种用于快速脉搏波检测的自动算法。”International Journal Bioantomation,第14卷第3篇第203–216页,2010年7月。 14 Nandakumar Selvaraj、Ashok Kumar Jaryal、Jayashree Santhosh、Kishore K. Deepak和Sneh Anand。“对从指尖光电容积脉搏波获取的心率变异性进行与心电图相比的评估。”医学工程与技术杂志,第32卷第6篇第479-484页,2008年。 15 Keyne Charlot、Jérémy Cornolo、Julien V. Brugniaux、Jean-Paul Richalet和Aurélien Pichon。“交感神经刺激期间心率和光电容积脉搏波变异性之间的可互换性。”Physiological Measurement,第30卷第12篇第1357页,2009年。 16 Bing Nan Li、Ming Chui Dong和Mang I. Vai。“关于用于动脉血压波形的自动描绘器。”生物医学信号处理与控制,第5卷第1篇第76–81页,2010年。 17 Gary Berntson、David L. Lozano和Yun-Ju Chen。“心率逐次差分均方根(RMSSD)的滤波特性。”Psychophysiology,第42卷第2篇第246-252页,2005年3月。 18 Margareta Sandberg、Qiuxia Zhang、Jorma Styf、Björn Gerdle和Lars-Göran Lindberg。“采用光电容积脉搏波对肌肉血液灌注进行无创性监测:对新应用的评估。”Acta Physiologica,第183卷第4篇第335–343页,2005年。 19 Philip McLeod和Geoff Wyvill。“通过更聪明的方式来查找音调。”ICMC,2005年。 20 Jiapu Pan和Willis J. Tompkins。“实时QRS检测算法。”IEEE Transactions on Biomedical Engineering,第3篇 第230–236页,1985年。 作者简介 Foroohar Foroozan于2015年8月加入ADI公司。她是一位信号处理科学家,领导医疗健康业务部面向生命体征和家用监测系统的多伦多算法团队。加入ADI之前,她担任Geotech Ltd.的研发科学家,致力于新一代机载电磁地球物理测量系统的智能滤波。她是Sunnybrook Research Institute博士后,在2012年至2013年期间致力于脑血管病图的3D、超高分辨率超声成像。她于2011年获得加拿大多伦多约克大学-拉松德工学院计算机科学博士学位。她对生物医学系统中的信号处理和算法感兴趣,主要致力于生命体征系统和生物医学成像。她是安大略省专业工程师协会(P.Eng.)成员和IEEE高级成员。联系方式:foroohar.forozan@analog.com。 Madhan Mohan自2005开始在印度清奈的Jasmin Infotech工作。在此之前,他是SRM大学VLSI和数字信号处理学科的高级讲师。他获得了印度特里奇Bharathidasa大学J.J.工程技术学院的电子电气工程学士学位,以及印度特里奇地区工程学院(现更名为NIT)的VLSI系统硕士学位。Madhan拥有与多种DSP应用有关的经验,也从事过与音频压缩算法、医疗保健应用、高性能音频信号处理、嵌入式系统设计和VLSI有关的工作。联系方式:madhanmohan.p@jasmin-infotech.com。 Jian Shu (James) Wu正在多伦多大学进行最后一年的学习,专业为机器人工程学。2017年5月至2018年8月,他在ADI公司实习。他对算法开发、数据科学和数学建模颇感兴趣。

    时间:2020-06-01 关键词: adi ppg信号 ppg

  • ADI,从小仓库到模拟芯片巨头

    ADI,从小仓库到模拟芯片巨头

    ADI(亚德诺半导体)是业界认可的数据转换和信号处理技术全球领先的供应商,更是领先业界40多年的高性能模拟集成电路(IC)制造商,它的产品用于模拟信号和数字信号处理领域,ADI在高性能模拟、混合信号和数字信号处理(DSP)集成电路设计领域都颇有建树,产品涵盖几乎所有类型的电子电器设备。 作为模拟芯片巨头,ADI是如何走到现在的呢? ADI一路走来 1934年,身为未来ADI联合创始人的Ray Stata诞生在美国宾西法尼亚州,并于1957年获得麻省理工电子工程学士学位,1958年获得麻省理工电子工程硕士学位。 1965年的冬天,Ray Stata与合伙人Matthew Lorber在麻省理工附近租了一个简陋的库房,从高性能运算放大器的设计制造开始,一砖一瓦地建造起了自己的科技王国——ADI。 ADI初期专注于运算放大器,而后扩展至包含数据转换器在内的其它线性IC,随后扩展至数字信号处理(DSP),为信号处理应用提供模拟及数字整合方案。 在创办后的第四年,ADI迎来一个重大的转折点——从一个主要从事分立元件装配的公司变成高性能模拟IC制造商。据Stata回忆,那时ADI已经上市,“当我提议公司转为制造IC时,公司内每一个阶层都完全反对。” 而且当时ADI在其原业务领域已发展得相当成功,这使得公司转型的提议更难被接受。“说服所有人相当吃力,也亏得我当时那么坚持。”Stata说道。 为了能让公司众人接受自己的意见,Stata不得不采取了一个比较极端的方法,他将自身所持股票作为启动资金,建立另一个完全独立的公司,并且ADI有权利低价买下这个公司。如果这个公司最后失败了,损失也由Stata来承担。 这个方法就像是在当时的ADI管理层面前放了一块无比诱人的蛋糕,他们没有悬念地同意了Stata的提议。 两年后,Stata凭借着名为Nova Devices的初创公司证明了自己。 到了八十年代,ADI销售开始放缓。当时正值索尼CD播放器上市,这种新型消费电子产品的设计需要用到一块16位的D/A芯片,因此索尼四处寻找高性能且成本极低的数模转换器。他们看上了ADI的一款芯片,但仅出价5美元,而这款芯片当时售价为50美元。面对如此疯狂的“大砍价”,ADI毫无疑问的拒绝了索尼,也将这个机会送到了竞争对手Burr-Brown手中。 Stata也开始意识到,ADI不能一直依赖于低产量高成本芯片的业务,他们需要做出转变。在经过几年打磨之后,ADI成为了一家生产低成本高产量器件的大公司。 转型后的ADI将研发重点转移到了数模信号转换器、高性能运算放大器、MEMS器件等技术上。与此同时,随着产品的商业落地,ADI逐渐将业务布局强势扩张至全球消费电子、无线通信和信息计算等领域,而其原先在航空航天、工业仪器领域的市场地位也得到进一步的巩固与提升。 1995年,随着中国走上科技强国的战略道路,Stata和公司一同决定进军中国市场,并于1995年在北京成立了分公司。 目前,ADI先进的模拟信息技术已布局全球工业、通讯、医疗和消费电子等各个重要领域,建立起了属于自己的商业帝国。 ADI发展起来了 除了自身不断研发新的产品及技术,进行转型升级之外,通过收购扩展能力也是ADI发展的“手段”之一。 细数ADI发展历史中最重要的两次收购节点,一次是讯泰微波(Hittite Microwave),另一次则是凌力尔特(Linear Technology)。 2014年6月,ADI宣布以约20亿美元现金收购讯泰微波,进一步扩大其RF产品组合。 这次收购意味着ADI的射频技术可以不再局限于6GHz以下,ADI成为了一家拥有全射频(RF)频谱开发能力的公司,并得以触及新兴的航天电子领域。 2016年7月,ADI以现金和股票交易方式收购凌力尔特公司,这笔交易价值143亿美金,合并后公司总市值约为300亿美元,ADI也将成为全球首要的领先模拟技术公司。 根据业界人士透露,其实凌力尔特本来并无意出售,但ADI开出的价实在太吸引公司股东。 这次ADI瞄准的是凌力尔特高性能电源技术,它能将电源模块的封装体积做到极小,在提高电源效率的同时,提高电磁兼容性,大幅度降低对外辐射的干扰,进一步满足未来愈发严格的汽车应用需求。 除了上述两个节点之外,ADI还有着来自其他领域的收购记录。 2016年,ADI收购了专注视觉检测技术的SNAP Sensor SA公司,加强了ADI在检测和信号处理领域的地位,并为平台级物联网(IoT)解决方案打下基础。还有确定性以太网半导体和软件解决方案供应商Innovasic,ADI收购Innovasic可掌握一整套多协议工业以太网解决方案,并为适用于工业自动化和工业物联网(IoT)的ADI智能自动化解决方案产品组合增添关键的配套技术。 2018年,ADI收购了OtoSense,OtoSense开发了学习和识别声音或振动的"传感解译"软件,能够在问题变得严重之前确定工厂机器或汽车发动机中的潜在问题。还有专注于为自动驾驶汽车和工业应用提供雷达硬件和软件的私人企业Symeo GmbH,Symeo的信号处理算法能帮助ADI为客户提供角度、精度和分辨率显著改善的雷达平台。 2019年,ADI宣布收购专门从事电机和发电机预测性维护的公司Test Motors。此次收购扩展了ADI状态监控解决方案组合,能够实现在停机和灾难性故障发生之前识别设备故障。ADI公司还计划将OtoSense的软件与Test Motors的监控功能相结合来创建解决方案,为机器提供更全面的健康状况监测。 ADI并不仅限于对公司的收购,当发现有利于自身发展的技术及产品时,ADI也会尽力将其收入囊中。例如Vescent Photonics公司的固态激光波束转向技术,这也为ADI研发下一代ADAS和自动驾驶应用提供了便利。 ADI就像一个在不断寻找并汲取新知识的学子,而且学无止境。 ADI强大起来了 多年以来,ADI的核心使命是建立连接物理世界和数字世界的桥梁。可以说自ADI成立之初,桥梁理念就已深深地烙印在它的基因之中。 ADI目前的全球布局业务领域主要为工业自动化、通讯、汽车和消费电子与医疗等产业。 汽车电子 近年来,随着各种环保政策的出台,车辆电气化得到迅速普及,各大汽车制造商也开始纷纷研发电动汽车,这也对汽车提出了更多的要求。此外,自动驾驶也成发展大势。 ADI通过提供电池管理、高压隔离、电池化成和测试、位置速度检测和电流检测解决方案,能够解决储能系统、替代动力总成类型和车辆电气化子系统的问题,让汽车系统在变得小巧轻盈、更高效的同时不影响其性能。在2019年,ADI的BMS产品避免了6000万吨二氧化碳进入大气,并继续将二氧化碳车辆排放量逐年减少30%。 在自动驾驶领域,凭借着Drive360方案和传感器融合概念,ADI成功为实现新一代自动驾驶和ADAS应用构建了框架。 医疗电子 医疗设备开发商在为其设备选择组件时,会挑选最好的组件以达到要求。对于患者监测和诊断系统,ADI有能力为其提供更为安全高效的器件。 ADI所提供的医疗检测解决方案能够加速医院内的无缝监测和实施诊断,给予患者可靠的医院外监测及个性化医疗,提供即时性的检测分析,以确保患者得到及时治疗。毕竟对于一些患者来说,时间就是生命。 工业自动化 工业4.0的到来使制造过程实现了更高的灵活性和生产力水平,但自动化带来的不仅是高效与便利,也有挑战。 ADI在工业领域所推出的解决方案可为如今现有的基础设施提供新一代的灵活性、连接性和效率,实现更为精准的机器控制与监测。 通信 下一代无线技术5G通信正在改变人们的生活,ADI也正凭借着自身的专业知识帮助更多通信企业测试、构建和利用5G的力量。ADI拥有行业内较好的技术,其产品具有全集成信号链能力,尺寸更小、功耗更低。 其实ADI不仅为2G、3G和4G通信发展做出了贡献,还为每一项大型5G现场测试提供助力,帮助构建了全球首个5G网络。 ADI的2019财报数据显示,这家公司去年约87%的营收都来自于工业、通信、汽车行业的B2B市场,营收大头则落在了工业市场。工业市场以50%的营收比例在总营收中远远领先于其他市场,而通信和汽车市场的占比分别为21%和16%。 毫无疑问,工业、通信和汽车是ADI的三大主力市场。创立之初到现在,ADI的每一次成长转型几乎都得益于前瞻性的决策。 从小仓库变企业巨头,ADI的转变是不易而又成功的。ADI公司以创新为基石,对半导体工艺而言,想要创新必然要做好前瞻性准备。半导体技术的快速发展,ADI将在应对这些变化所带来的挑战中扮演重要的角色。

    时间:2020-05-29 关键词: 半导体 adi 模拟芯片

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