在发明晶体管之前，继电器一直被用作开关。从低压信号安全地控制高压系统（如隔离电阻监测中的情况）的能力是开发许多汽车系统所必需的。尽管机电式继电器和接触器技术多年来有所改进，但对于设计人员来说，要实现其寿命可靠性和快速开关速度以及低噪声、冲击振动和功耗目标，仍然具有挑战性。
电容式和电感式隔离固态继电器 (SSR) 具有性能和成本优势，并且适合不同级别的隔离（无论是基础型还是增强型）。与机电继电器和固态光继电器等替代技术相比，SSR 也具有优势。
传统继电器开关解决方案
机电继电器 (EMR) 在高压开关应用中很常见。EMR使用电磁力来机械地打开和关闭触点。鉴于其机械特性，EMR具有极低的导通电阻。它们的触点本质上是金属对金属的连接。
在开关速度和可靠性方面，EMR确实需要权衡取舍。继电器内部的活动器件是一个限制因素，开关…
对于大功率工业系统（如电机驱动器和光伏逆变器）以及汽车系统（包括电动汽车 (EV) 充电器、牵引逆变器、车载充电器和DC/DC转换器）而言，故障检测机制必不可少。
故障检测通过电流、电压和温度测量来诊断系统内的任何交流电源线波动、机械或电气过载。在检测到故障事件后，主机微控制器 (MCU) 会执行保护动作，例如关闭或修改功率晶体管的开关特性或使断路器跳闸。
为了提高效率并减小系统尺寸，设计人员正从绝缘栅双极晶体管 (IGBT) 改用宽带隙碳化硅 (SiC) 和氮化镓 (GaN) 开关晶体管，从而实现更快的开关速度 (>100kHz) 和更短的耐受时间 (<5µs)。
要保护功率开关晶体管免受故障条件的影响，首先要使用基于分流器或基于霍尔效应的解决方案来检测过流情况。虽然基于霍尔效应的解决方案支持单模块方法，但它们的测量精度很低，尤其在温度升高的情况下…
作者：Duoduo Cheng
电机在工业领域具有广泛的应用，而电机驱动系统的趋势是高效率，高功率密度和高可靠性。功率半导体供应商不断在导通损耗和开关速度上实现突破，推出更高的电流等级、更小的封装尺寸以及更短的短路耐受时间的半导体器件。并且随着宽禁带半导体器件成本降低，也使得电机驱动系统逐步开始使用SiC,GaN器件。这些功率器件的发展及应用使得电机驱动系统的效率以及功率密度得到了提高，但也对驱动系统的可靠性，尤其过流及短路保护的响应时间提出了更高的要求。
本文将详细介绍工业电机驱动系统中的过流现象，以及TI隔离比较器在过流保护中的应用。
电机驱动系统中的过流类型分析
一般工业电机驱动器的应用环境复杂且相对恶劣，可能会出现高温、机械过载、交流线路瞬变以及接线错误等突发状况，这些可能会导致过大的电流流入电机驱动器系统…
作者：Wayne Liu
Abstract
FPD Link 器件广泛的应用于汽车影音娱乐以及ADAS系统中高清视频数据的传输。本文主要总结了FPD Link 串行、解串芯片的主要功能模块的基本工作原理以及其在链路中的作用，便于工程师们快速理解和应用FPD Link系列产品。
Contents
1..... FPD Link系统架构.............................................................................................................................. 2
2..... FPD Link 串行芯片架构介绍...........................................…
作者：Shuang Feng
Abstract
传统的开关具有许多功能，例如可以实现ON/OFF开关，可以改变部件的运动方向，可以通过旋钮的形式用角度做量程控制等等。 这些传统的开关主要是机械方案，成本很低，但机械结构件都会存在磨损问题，频繁使用会缩短系统的寿命。针对这类问题， TI 的霍尔效应传感器可以在许多开关应用中替代机械开关，从而实现稳健的设计，与机械开关相比，系统寿命更长。本应用文档介绍了四种 TI 霍尔传感器的开关解决方案。涵盖了市面上开关常用的ON/OFF功能，方向控制功能，旋转控制功能，以及一些要求严格的系统方案。TI的霍尔传感器的产品规划很好的覆盖了传统开关的绝大多数类型，优良的性能和极低的成本也引领了传统开关由机械化往电子化转变的趋势
Contents
1..... ON…
随着汽车油耗标准的不断提高（根据美国环境保护署的规定，2026年每加仑汽油的行驶里程需提升至40英里），汽车音响设计人员面临的挑战是如何提供身临其境的音频体验，同时减轻车辆重量并提高整体效率。
如果需要设计汽车外部放大器，可以通过增加输出功率、利用更高阻抗的扬声器以及在系统中实施H类控制来升级音频系统架构，从而增强用户体验。本文将详细介绍每种方法，包括这些方法对音频系统重量和性能的影响。
使用更高的电源电压和更高的输出电流支持更高的输出功率
除了原始设备制造商 (OEM) 要求减轻车辆重量外，消费者还希望获得出色的音频性能，能够在车内享受身临其境的音频体验。为了开发能带来这种体验的系统，设计人员喜欢集成性能更强大的低音炮：这些低音炮能够持续输出震耳欲聋的低音，并提供更大动态范围（以分贝计量的最低声音和最高声音之间的差异）的声音复制。
为了增加动态范围以及提高输出功率…
我们都知道驾驶汽车时看清路面至关重要。而在实施自动驾驶等技术时，对这点要求得更为严格。自动驾驶汽车的“眼睛”被称为光检测和测距（激光雷达）技术，可提供汽车周围环境的精确图像。激光雷达使用光源和传感器来检测物体。
激光雷达系统的视场 (FOV) 决定了激光雷达能够捕捉到的图像的宽度，因此该视场对于自动驾驶决策算法十分重要。扩大FOV的方法有很多种，其中之一就是利用机械扫描，使用电机帮助实现360度FOV。无刷直流 (BLDC) 电机可以实现此目标，且高效低噪，因此广受欢迎。
图1展示了激光雷达模块，图2展示了配备激光雷达的自动驾驶汽车。
图1：激光雷达模块
图2：配备激光雷达的自动驾驶汽车
配备机械扫描激光雷达的自动驾驶汽车
典型的激光雷达模块由光源和传感器组成，可实现120度FOV。遗憾的是120度的视场对于自动驾驶环境来说远远不够…
作者：Frank Cai
如今，智能穿戴产品成为我们日常生活中不可缺少的一个部分，耳机、智能手表、手环、智能眼镜等产品已经成为了现代人必备。 2014 年 9 月，Apple 推出了第一款智能手表。从那时候开始，苹果在市场上就掀起了智能穿戴的帷幕，亚马逊、三星、华为、OPPO、vivo等众多公司都卷入了这场智能穿戴引起的浪潮。
从IDC对于2015，2016，2019以及2020年智能穿戴出货量的调研报告可以看出，智能穿戴设备的出货量在逐年增加。在2015年以及2016年的几家主要生产商包括：小米（市场份额37.4%），小天才（市场份额7.4%），乐心和华为（5.4%和5.1%）以及苹果（3.4%）。而到了2020年，智能穿戴市场的主要生产商有了一个很大的改变。从上述的几家生产商变成了以手机厂商为主的主要生产商…
为了可靠地捕获高频信号和快速瞬态脉冲，示波器和有源探头等宽带宽数据采集系统需要满足以下要求的高性能模拟前端（AFE）信号链：
克服这些设计难题的一种方法是建立基于复合环路的方案，使低频和高频信号链交错，以获得直流精度和较宽的大信号带宽。
由于部署满足系统要求的基于复合环路的电路非常复杂，工程师通常需要设计定制的应用特定集成电路（ASIC）或使用多个分立式元件，如图1所示。这两种方案都存在弊端，包括需要专门的ASIC专业知识，同时还会增加设计复杂性。这两种方案还需要在性能和成本方面进行权衡：分立式实施比ASIC成本低，但不符合性能等级的要求。
图1：具有精密放大器模拟前端的分立式缓…
作者：Jerry Chen
ADS127L11是德州仪器在2021年发布的高分辨率高采样率ΣΔADC，在评估其噪声和有效分辨率的时候可以运用本文论述的基于Histogram Analysis的方法。
首先给ADS127L11EVM输入一个稳定的直流电压源，该直流源需要深度去耦以减少输入的噪声影响，然后对其进行大量的重复采样。采样的统计结果会显示在ADS127L11EVM-PDK GUI的Histogram Analysis界面中。如图1统计了16384次采样结果。
图1. ADS127L11EVM-PDK GUI的Histogram Analysis
Code spread是ADC输出code的峰峰值，在图1中为307。
在统计结果中，还有一个名为Sigma…
目前，工业产品趋向小型化发展，该趋势为精密数据采集系统带来了新的挑战。设计人员必须平衡整个系统的解决方案尺寸和功耗，同时在更高的带宽下实现更精确的信号测量并在此过程中进行权衡。
本文将详细讨论这些挑战，重点介绍模数转换器 (ADC) 在工业系统中的作用。
ADC封装尺寸
正如人们对消费类电子产品不断增长的需求，人们对减小工业设备的尺寸和功耗的需求也在日益增强。只要不影响产品的功能和性能，用户就会优先选择更小、更轻的便携式或半便携式数据采集设备，因为此类设备更容易在实验室或在外进行移动使用。小型化可编程逻辑控制器插件模块在工厂车间的控制面板内占用更少的空间，其次，设备库存和备件备用库存需要的货架空间更少。
当然，小型产品设计与内部电子设备的尺寸直接相关。图1显示了数据采集系统的布局，该系统使用TI具有四阶低通滤波器的
…现推出超小型24位宽带宽模数转换器(ADC)，可比同类ADC在更宽的带宽内实现业界领先的信号测量精度。ADS127L11为TI精密宽带宽ADC系列的全新产品，其封装尺寸减小了50%，可实现超精密数据采集，大幅优化了多种工业系统应用下的功耗、分辨率和测量带宽。如需更多信息，请参阅www.ti.com.cn/product/cn/ADS127L11。
“在测试和测量设备以及便携式医疗设备等应用中，缩小解决方案尺寸和降低功耗是一大流行趋势，与此同时延长电池寿命也势在必行，”Omdia高级研究分析师Noman Akhtar表示，“需要尽快提高数据吞吐量和带宽，并减小功耗和尺寸。”
在带宽增加50%或延迟降低25%的情况下捕获高分辨率信号
ADS127L11的设计灵活度很高，可通过宽带宽和低延迟滤波器选项，优化各…
作者：Tan, Yuan
各类隔离器是我们在做系统设计时常常会谈及的话题，这篇文章将从以下三个方面展开介绍：
答案是隔离与可靠保护有关。电隔离是一种电路设计技术，允许两个电路进行通信，可消除在它们之间流动的任何不需要的直流电。
隔离常用于：
图1 隔离跨电介质隔离层阻止不需要的直流电和交流电
绝缘技术三个要素是：绝缘材料、结构和数据传输方法。设计人员之所以引入隔离，是为了满足安全法规或者降低接地环路的噪声等。电流隔离确保数据传输不是通过电气连接或泄漏路径，从而避免安全风险。然而，隔离会带来延迟、功耗、成本和尺寸等方面的限制。数字隔离器的目标是在尽可能减小不利影响的同时满足安全要求。
我们先看看绝缘材料的影响：
表1 …
德州仪器 (TI) 推出业内超精确的 3D 霍尔效应位置传感器。借助 TMAG5170，工程师能够在高达 20 kSPS 的速度下无需校准即可实现超高精度，从而在工厂自动化和电机驱动应用中进行更快速、更精确的实时控制。该传感器也提供集成的功能和诊断特性，可更大程度地提高设计灵活性和系统安全性，同时功耗比同类器件至少低 70%。TMAG5170 是 TI 全新 3D 霍尔效应位置传感器系列中的第一款器件，可满足包括超高性能应用和通用应用在内的各种工业需求。
e2echina.ti.com/.../21_2D00_21559_2D00_TMAG5170_2D00_Social_2D00_CN_2D00_r2_2D00_1080x608.mp4
“智能工厂拥有越来越多的高度自动化系统，这些系统必须在更加集成的制造流程中运行，同时同步收集数据以控制流程，”…
德州仪器 (TI) 推出业内先进的 70W 无刷直流 (BLDC) 电机驱动器，用于提供无需编程无传感器的梯形和磁场定向控制 (FOC)。新发布的器件使工程师能够在 10 分钟内启动 BLDC 电机，为工程师设计各种工业系统（如大型和小型家用电器）和医疗应用（如呼吸机和持续气道正压通气机器）减少了数周的设计时间。通过集成实时控制功能和包括 MOSFET 在内的多达 18 个分立式元件，新驱动器加快了系统响应，并缩小高达 70% 的布板空间，同时提供出色的声学性能。
Omdia 高级研究分析师 Noman Akhtar 表示：“由于电源效率提高和自动化等各种趋势以及设计更低噪声电机的需求，人们对实时电机控制的需求比以往任何时候都更为迫切。越来越多的工业系统正在从交流感应电机过渡到更节能的 BLDC 电机，但需要复杂的硬件和优化的软件设计才能提供高性能…
德州仪器 (TI) 扩充了其高速数据转换器产品系列，推出了一系列全新的逐次逼近寄存器 (SAR) 模数转换器 (ADC)，它们可在工业设计中实现高精度数据采集。ADC3660 系列在超低功耗下可实现出色的动态范围，包括八款分辨率为 14、16 和 18 位、采样速度为 10-125 MSPS 的 SAR ADC，可帮助设计人员提高信号分辨率、延长电池寿命并增强系统保护功能。
提高高速数据采集精度满足了工业系统对实时控制日益增长的需求。在高速数字控制环路中，ADC 在复杂系统中监控电压或电流的快速变化并对其作出响应，有助于防止电源管理系统中的关键元件受损而浪费成本。随着工业系统中数据密集型任务数量的增加，系统需要通过快速决策来防止出现系统故障…
随着工业4.0的先进制造工艺席卷全球市场，高度自动化系统的需求急剧增长，这些系统既需要在集成的制造流程中运行，又需要不断收集流程控制数据。大多数此类系统（包括机械臂中的磁性编码器、接近传感器、传动器、压力变送器、线性电机和自主移动机器人）均需要先进的位置感应解决方案来控制性能并收集工厂级数据，从而做出更明智的决策并提高设备运行的安全性和可靠性。
图1中所示自主移动机器人可以自动执行简单的任务，例如在仓库内运输物料。这类工业机器人可帮助优化制造流程、增加生产量并提高生产率。要在工厂车间或仓库实现安全高效导航，自主移动机器人的轮子必须内置位置感应和速度控制等高精度系统控制功能。
图 1：自主移动机器人横穿仓库
可控制运动的高性能自动化系统几乎都需要位置感应，并且位置感应技术的选择直接影响整个系统的成本和性能。在评估出色的位置感应解决方案，需要考虑传感器精度…
全球都在致力降低功耗，且势头愈来愈烈。许多国家/地区都要求家用电器（如图 1 所示）满足相关组织（如中国标准化研究院 (CNIS)、美国能源之星和德国蓝天使）制定的效率标准。为了满足这些标准，越来越多的系统设计人员在设计中放弃了简单且易用的单相交流感应电机，转而采用更节能的低压无刷直流 (BLDC) 电机。为了实现更长的使用寿命和更低的运行噪音，扫地机器人等小型家电的设计人员也转而在他们的许多系统中使用更先进的 BLDC 电机。同时，永磁技术的进步正不断简化 BLDC 电机的制造，在提供相同扭矩（负载）的同时减小系统尺寸，还可以提高效率和降低系统噪音。
图 1：常见家用电器
设计使用 BLDC 电机的系统具有挑战性，因为通常需要复杂的硬件和优化的软件设计来提供可靠的实时控制。加快设计周期的一种选择是采用专业供应商提供的 BLDC 电机模块…
作者 :Brandon Li 李占鹏
（一）高速光模块的市场概况
近些年，高速光模块市场迎来快速增长。5G基建建设的持续推进和互联网时代数据市场的需求爆发持续刺激着对50G/100G/200G/400G高速光模块的需求。全球100G/200G/400G的光模块在未来3到5年预计会以30%的CAGR持续增长。
图1：高速光模块的市场出货量（Y16-Y22F）
5G基站建设架构从RRU+BBU进化到AAU…
作者：Vijay Ceekala
人工智能 (AI) 正在从根本上改变机器视觉和成像应用的功能。AI 使高分辨率成像数据实时分析的精度和灵敏度变得更高，并且能够快速检测模式或异常。这些功能正在为机器人辅助外科手术、基于 3D 成像的安全和监控平台以及工厂自动化环境中基于视觉的工业机器人提供帮助。
随着传感器技术的进步以及采用微型模块化封装的超高清或 4K 视频图像传感器的实现，这种向基于 AI 处理的转变成为可能。
机器人辅助内窥镜平台和机器视觉摄像机等应用需要传输来自安装在极小的探针尖端上的传感器的高分辨率图像数据，而该探针尖端通过极细的电缆与视频采集和分析系统相连。来自视频采集系统的控制信息同时流回到探针尖端，从而提供了一种通过倾斜和缩放等控制手段来控制探针尖端位置的方法。
图1展示了工业移动机器人这类基于视觉的控制系统…
具有空腔的相对湿度(RH)传感器专门用于测量空气中存在的水蒸汽。存储环境中湿度过高会直接加剧腐烂程度，空气中的湿度会直接影响系统可靠性（腐蚀）或产品寿命，因此，相对湿度是一项重要的测量指标。
相对湿度传感器面临的难题之一是其暴露的感应元件会随着时间的推移而老化。持续暴露在潮湿空气和环境中的挥发性有机化合物，例如在传感器材料上沉积的苯或乙二醇，会导致传感器的精度偏离其规格。这需要停用系统以更换或校准传感器，从而增加总拥有成本。在本文中，我将讨论相对湿度传感器的精度和长期漂移，以及这些参数如何影响终端设备的性能和寿命。
长期漂移和精度是湿度传感器的一些重要规格。在当今的湿度传感器中，尤其是电容式传感器，通常具有2%到3%的相对湿度精度和最大3%到4%的相对湿度精度。这种精度就是所谓的传感器在投入现场实际使用之前的初始精度，并且不包括长期漂移。
电容式传感器的…
高压电路设计需要通过隔离来保护操作人员、与低压电路进行通信并消除系统内不必要的噪声。数字隔离器提供了一种简单可靠的方法，可以在工业和汽车应用中实现高压隔离通信。
要保持信号通过隔离栅的完整性，需要隔离电路初级侧和次级侧之间的所有耦合路径，包括电源。虽然数字隔离器的次级侧通常需要很少的电源，但系统设计者常常会增加额外的电源余量，以便为多个设备供电。
在本文中，我将分享在隔离信号和电源设计时经常出现的问题，并简要概述可用的分立式和集成式器件。
问题1：为什么要隔离数字隔离器的电源？
数字隔离器的内部架构由两个独立的数字集成电路 (IC) 组成，位于分离式引线框上，它们之间有一个高压隔离电介质屏障，如图1所示。每个IC都需要为设备的初级侧和次级侧提供单独的电源和接地，它们之间没有物理连接。此要求与器件支持基本隔离还是增强型隔离无关，适用于数字隔离器以及具有集成接口的隔离器件。
图1：数字隔离器的内部架构包括一个分离式引线框，需要独立…
作者：Joyce Li
第五代移动通信技术（即5th generation mobile networks或5th generation wireless systems、5th-Generation，简称5G或5G技术）是最新一代蜂窝移动通信技术，也是继4G（LTE、WiMax）、3G（UMTS、WCDMA）和2G（GSM）系统之后的延伸。相比于4G技术，5G 有三大突出优势：1. eMBB Enhanced Mobile Broadband，即增强型移动宽带，比4G具有更高的上传、下载速率，可以进一步满足用户对于极致网速的要求。2. uRLLC Ultra-Reliable Low latency， 即超可靠低时延通信，在此场景下，连接时延要达到1ms级别，而且要支持高速移动…
“龟兔赛跑”这个故事给我们的启发是“有时保持稳定和进行周全地策划是有意义的”。消费者对无线数据的高带宽和高速度需求日益迫切，这给半导体制造商带来了巨大的挑战，他们需要设计出满足上述要求的系统——这与兔子专注于最快达到终点很像。然而，乌龟告诉我们，确保系统坚实可靠从而稳定地实现目标也同样重要。
由于无线电单元和有源天线等通信设备主要位于室外，因此，确保无论在何种环境因素下内部元件都能可靠运行至关重要。与龟兔赛跑这则伊索寓言相似，系统必须具有高性能（如兔子），同时又要坚固耐用（如乌龟的壳），才能保护内部电路免受外部故障条件的影响。确保实现保护功能的一种方法是使用模拟多路复用器来保护内部功率放大器 (PA) 级。
为什么是PA级？
放大器集成电路…
在电机驱动的楼宇自动化和电网基础设施应用（例如智能电表、智能锁、互联网协议(IP)网络摄像头和可视门铃）中，有多种设计低压系统的方法，如图1所示。
图1：电池供电系统：可视门铃、智能电表和电子智能锁
为这些应用设计电机驱动系统时，常见的挑战包括：满足持久、弹性和安全的电机运行需求；不断缩小的印刷电路板(PCB)空间；以及满足各种系统要求。在考虑电机驱动器电流消耗时，需要特别关注：集成电路(IC)和必要的元件板尺寸；设计简化、灵活性和可扩展性，以满足多种平台类型的需求。
降低功耗
对于智能锁、可视门铃、煤气表和水表等电池供电和电机驱动的系统，设计的一个重点在于通过在不主动驱动电机时保持低电流消耗来降低整体功耗，使得消费者不必经常更换电池。如果您对这些应用的实现感兴趣，TI提供了适用于电子智能锁和IP网络摄像机红外截止滤光器的参考设计。
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模拟
汽车
DLP® 技术
嵌入式处理
工业
电源管理
