实时控制系列的前一部分深入介绍了处理的功能块。在这一部分中，我将讨论实时控制的驱动阶段（更新系统），以及为什么此阶段对于可靠的系统输出运行很重要。
例如，在电机驱动应用中，您可能会实时监控和测量速度、位置、扭矩和电机运行状况，以便启动、加速或调节动态速度，或让电机系统减速。同样，在半导体或电池测试设备中，您可以使用数模转换器以快速控制环路的方式发送准确的模拟信号，从而调整基于氮化镓 (GaN) 的服务器电源单元 (PSU) 在不同负载条件下的输出功率，或者对在电源中断期间驱动不间断电源中的金属氧化物半导体场效应晶体管 (MOSFET) 的栅极驱动器进行调整。在所有示例中，调制和调整实时控制系统的驱动（对于电机驱动、电池测试设备或电源单元等应用）都非常重要。
在运行期间，电机会经历不同的阶段，其目的是为了实现可靠的电机驱动。具体来说，电机运行可分为以下阶段…
作者：Joy Chen
摘要
对于消费类或者可穿戴产品，音频系统的集成度越来越高，这就导致后期debug问题的时候很难一步到位，需要我们对底层系统有明确的认识和了解。这篇文章主要基于TAS2562 / TAS2564来分析和解决一些复杂且无法直接定位的底噪noise。
1. 分析逻辑
无法直接定位的噪声根源及其类型，我们的思路是把噪声在系统中流经的途径都进行优化。
具体分为：信号“输入”-> “输出 ”-> “反馈过程处理” 三个环节进行优化。如Figure 1.所示：
Figure 1. 噪声途径示意图
Figure 2. Block Diagram
作者：Captain Luo
在电机驱动、逆变电源等应用中，桥式电路是最基本的拓扑，典型三相桥式逆变电路如下图1所示。而桥式电路中的任一桥臂，其上下管一般采用180°导通方式，即上下管互补开关，为避免上下管直通，可采用插入死区的方式把上下管导通时刻错开。但是，实际应用中微控制器可能因为程序错乱或上电过程中IO默认高电平等原因，使得上下管驱动信号同时为高电平（有效电平），从而上下管发生同时导通（Shoot Through），这将可能带来烧坏功率模块的严重后果。Interlock即互锁电路就是针对该工况而设计的，可有效提高系统可靠性。
图1 三相桥式电路
约定HI，LI为高边、低边输入驱动信号，HO、LO为高边…
作者：Holly Hong
在聚合酶链式反应（Polymerase chain reaction, PCR）设备中，需要通过控制试管内的温度使得管内的DNA进行高温变性（将DNA解螺旋为双链DNA）、低温退火（将引物与模板DNA进行互补配对）、中温延伸（在恒温的作用下进行扩增）。图1展示了NDA复制的温度控制周期。
图1 PCR的温度控制曲线
PCR设备中设备升降温速度和温度控制精度是很重要的指标。不同于传统的水浴加热，风扇制冷的方式，基于半导体制冷片（Thermo Electric Cooler, TEC，也叫Peltier或帕尔贴）温度控制系统具有体积小，重量轻，制冷速度快，控制方式简单灵活等优势。TEC的制冷原理如图2所示，当电压正向偏置的时候TEC制冷，当电压反向偏置的时候，TEC发热。
图2 TEC温度控制原理
由于TEC制冷和发热的速率和电流的大小有关…
作者：Jason Ren
RF Transceiver芯片的集成度越来越高，AAU的射频链路的功能前移。AFE8092是TI高性能，大带宽的多通道射频收发器件，已经大规模在5G Massive MIMO射频TRX板上成功商用。它包括了8个发射通道，8个接收通道，2个反馈通道，所有通道均为射频直采架构。各个射频链路的大带宽，高性能使得AFE8092适用于大部分4G/5G基站TRX射频板应用场景。
如图1所示，AFE8092的接收（RX）链路包含了4Gsps直采ADC，包含了DSA(Digital Step Attenuator)。每个接收通道数字部分包含功率监测，可以支持内部或外部的AGC控制，同时也包含RF overload功率监测，保证可靠性。发射(TX)链路包含了最高支持到12Gsps的射频直采DAC，包含DSA。也集成了功放保护(PAP)功能，防止突发大信号导致功放烧毁…
该实时控制系列的前一部分重点介绍了实时控制信号链的传感功能块（图 1）。很容易误解第二个功能块（处理），并假设它仅与核心中央处理单元 (CPU) 频率或每秒百万条指令 (MIPS) 相关，仅关注数据处理。在本系列文章中，我将通过高性能电源系统的视角展示处理的价值，并消除对处理在实时控制系统中的作用的任何误解。
图 1：实时控制信号链
不断增长的能源利用（尤其是在电网基础设施和电力输送应用中）需要高效、紧凑和稳定的电源系统。这一要求已经引起了电源转换系统的革命，以提供高能效、快速瞬态响应、高功率密度和更大电源容量。
高功效
如图 2 所示，数据中心的不间断电源必须连续运行。正如白皮书“结合使用 TI GaN FET 和 C2000 实时 MCU 实现功率密集且高效的数字电源系统”中所讨论的，效率的提高可以迅速减少财政支出，通过更小的散热器减小解决方案尺寸，并减少温室气体排放。但是，为了实现这些好处，实现复杂的电源拓扑结构可能具有挑战性…
消费者每天都会与各种各样的系统打交道，这些系统根据外界条件进行相应动作。以汽车为例，当您踩下油门之后，汽车几乎瞬间加速，也就是说，踩完踏板即实现加速，这之间没有明显延迟。
从汽车示例引出文章主题，我们假设汽车是一个系统，外界条件（司机）踩下油门即增加车速，则系统实现了所谓的“实时控制”。实时控制是闭环系统在定义的时间窗口内收集数据、处理数据并更新系统的能力。如果系统错过定义的时间窗口，其稳定性、精度和效率都会降低。控制能力下降可能会影响系统性能；例如，不能达到所需速度，甚至过热。本文将介绍实时控制系统的功能块，并以机器人应用为例进行说明。
系统组件之间的通信尽管不必参与系统控制，但也应与主控制环路共同发挥作用。实时控制涉及的主要功能块包括检测（收集数据）、控制（解释并使用数据）和驱动（更新系统）（见图1）。
图 1：实时控制环路的主要功能块
下面详细介绍这些部分。
有刷直流电机控制简单、成本低廉且功能多样，非常适合需要集成式大功率可靠电机驱动器的汽车负载，比如车窗升降器、天窗控制、门锁、锁存器和发动机阀门。
如果您正在设计汽车系统，可能会同时面临器件级和系统级挑战，包括尺寸限制、故障条件，以及设计重复使用以缩短开发时间的需求。因此，本文将详细分析这些挑战并提供相应解决方法。
采用完全集成式高功率密度电机驱动器减小系统尺寸
设计成本优化型汽车系统时，需着重考虑减小系统尺寸和节省布板空间。减小封装尺寸并将功能集成至有刷直流驱动器，可减少外部元件数量，从而节省布板空间并降低成本。
设计小型系统时，应考虑以下改进方法：
工厂自动化设备、电网基础设施应用、电机驱动器和电动汽车 (EV) 等高电压工业和汽车系统能够产生数百至数千伏的电压，这不仅会缩短设备寿命，甚至会给人身安全带来重大风险。本文介绍如何利用全新隔离技术来保证这些高电压系统的安全，从而提高可靠性，同时缩小解决方案尺寸并降低成本。
隔离方法
集成电路 (IC) 实现隔离的方式是阻断直流和低频交流电流，而允许电源、模拟信号或高速数字信号通过隔离栅传输。图1展示了三种用于实现隔离的常用半导体技术：光学（光耦合器）、电场信号传输（电容式）和磁场耦合（变压器）。
(a)
(b)
(c)
图 1：半导体隔离技术：光耦合器 (a)；电容式 (b)；变压器 (c)
TI 利用电容隔离技术和专有集成平面变压器（磁隔离），以及先进的封装和工艺技术，力求提升我们大型且品类齐全的隔离式 IC 产品系列的可靠性…
作者：WENTING WU
随着时代的发展，我们生活指数的提高，音频设备不再仅仅是专业的音乐工作者或是高收入人群才会触及的产品，越来越多的大众场合都能看到它们的身影。今天我们先来一起看看这两年越来越火的专业麦克风设备。
您能看到麦克风身影的场合有很多：乐器的演奏及歌唱表演，会议室开会，旅游景点的导游介绍，以及这两年火起来的网红直播，自媒体人的vlog视频拍摄 ……
麦克风设备按照通讯协议，可以划分为：有线麦克风及无线麦克风。一般在不考虑便携性的场合下，如录音棚或网红直播的时候，基本上都是用有线麦克风。但有些场合中，不方便带一堆的线缆，这时候便携的无线麦克风就是宠儿。
麦克风设备按照麦克风头的物理结构，又可以分为：动圈式麦克风，电容式麦克风，硅麦……其中动圈式麦克风所需要的外围电路简单轻巧。电容式麦克风的声音优异，但是需要额外的幻象电源进行供电…
作者：Joy Chen
摘要
近两年的压电应用越来越广（消费电子和健康医疗应用），被动器件压电片得以优化和提升，所以压电驱动IC的需求也越来越多。这篇文章主要基于DRV2667EVM（集成RAM，支持I2C、PWM/analog 输入）来指导如何快速方便协助客户开展相关评估和验证。
1. DRV2667EVM 测试台搭建
Figure 1. DRV2667EVM 连接图
1.1 I2C通信连接（工具：USB2ANY）
Figure 2. USB2ANY
将 DRV2667 连接到计算机需要 USB2ANY。即将 USB2ANY 的SDA、SCL 和 GND连接到DVR2667EVM上对应的3个引脚上。USB2ANY 连接到 DRV2667EVM 和PC计算机，用户必须按HCC 界面 “Connect”开始，再通过 GUI 控制他们的设备…
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，”…
模拟
汽车
DLP® 技术
嵌入式处理
工业
电源管理
