作者RJ Hopper
** 这是Analog Wire RF取样博客系列的第10篇。 **
我在之前的博文中论述了无线电频率(RF)取样结构对宽带系统的优势，但有些系统的运行需要中等带宽，或有其它重点考虑的因素。有源天线阵使用多个专用于产生比单个元件更集中的辐射模式天线。这种集中的模式可将天线增益增加到预定目标或用户，并可同时对波束图型以外区域提供干扰抑制，从而无需过多信号带宽。
雷达阵列就是一种用于精确定位空间目标的有源天线系统。图1中所示的简单的3×3阵列系统能够导引两个维度的波束来追踪目标。
图 1：3×3雷达天线阵列
每个天线元件都需要有自己的接收机。较小的阵列可能使用八个元件；非常大的阵则会使用数以千计的元件。这些系统需要大量的接收机，因此每个接收机必须低成本且高功率；并且这些系统需要高动态范围的性能，从而在背景噪声和干扰中辨别目标。
TI设计的700-2700MHz双通道接收机和16位ADC及100MHz…
当需要SAR ADC的响应时间为1µs时 (tRESP-ADC = 1µs)，很多工程师会寻找数据吞吐量为1Msps (tTHROUGHPUT = 1us) 的SAR ADC。事实上，这两个参数是不一样的。为了说明他们之间的差异，我们来看看下面的类比：
你是一位主要零售公司的市场营销经理。为了大大增加用户基础，你所在的这家公司打算启动一个全新的电子零售业务。为了启动这个业务，你确定了电子零售流程的3个基本步骤：
你监督指导两个团队，团队A和团队B，来设计电子零售门户网站。为了保持高质服务并且最大限度地提高利润，你为两个团队设定了以下目标：
一旦两个队伍准备就绪，你发布每个队伍的“测试”版本，并调查使用反馈。调查结果显示如下…
作者: Pete Semig 德州仪器(TI)高精度线性产品部的模拟应用工程师
作为应用工程师，我遇到过系统设计人员针对如何解读产品说明书规范提出的大量问题。就在我认为我已经掌握如何确定规范以及它们如何造成设计误差时，我总会从客户的 TI E2E™ 论坛帖子、电话或电子邮件中获得与我的理解不同的内容。
有一天竟然有人向我提出了一个与产品说明书“条件”栏有关的问题。例如，OPA188 产品说明书未列出输入失调电压参数的测试条件（图 1）。因此，列示在电气特性表顶部的条件便可应用于输入失调电压参数。如果没有其它说明，这对产品说明书中的所有参数均适用。
图 1：OPA188 产品说明书
在这种情况下，该规范对列示在电气特性表顶部的电源电压范围是有效的。调整电源电压将改变每个电源抑制比 (PSRR) 参数…
作者: TI 专家 Bruce Trump
翻译: TI信号链工程师 Rickey Xiong (熊尧)
每一个读过我博客的人都知道，我使用SPICE模型仿真电路。你可能听说过Bob Pease，在SPICE领域相当执有己见，他曾经说过：“SPCIE模型削弱了你对所发生事物的洞察能力。***”。今天，为了纪念Bob的生日，让我们来考虑一下SPICE模型的优点和缺点。
Bob是一个有趣的人并且经常夸张地表达某一种观点。在SPICE仿真上许多不成熟的行为可能会导致结果事与愿违并且阻碍你模拟知识的增长。我确信他偶尔会看到这一点。
事实上我们的能力不如Bob，我们的经验也较Bob少。我们可能也没有模拟方面的导师来教导我们他曾经做过的东西。我们的设计速度越来越快所以我们需要其它帮助。
我相信，合理明智地使用SPICE模型，能够提高我们对电路的理解并且做出一个更好的模拟设计…
在我的上一篇帖子中，我谈到了集成技术是如何简化3线制模拟输出设计的。在这篇帖子中，我将为你展示一种方法来保护这些设计不受危险工业瞬变（会导致电气过应力）影响。
让我们从几个示例开始。在这些示例中，我们试着保护系统不受以下情况的影响：
你在保护模拟输出时所需要应对的瞬变情况与其生成的低压 (<24V) 和低频 (<10kHz) 信号十分不同。工业瞬变是高电压，高达15kV，和高频，通常情况下持续时间少于100ns。你的电路应该利用这些差异来提供保护，同时又不干扰模拟输出的信号完整性。
图1.衰减和转向概述
衰减和转向可被用来充分利用工业瞬变的高频和高压组件…
“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…
作者：Dafydd Roche，德州仪器
传统 I2S—为何要包括系统时钟？
过去，我们在讨论音频话题时，偶尔会提及 I2S。我在以前的一些文章中提到过 I2S，其他人在做音频研究时也都会提到它。简而言之，它是一种将立体声数据从一端传输至另一端的同步方法。
大多数人认为 I2S 有三种信号：
I2S 的幕后英雄是主时钟 (MCK)，也称作系统时钟 (SCK)，它常常被数字信号处理器 (DSP) 程序员和其他处理器爱好者们忽略。主时钟 (MCK/SCK)，通常为一个64、128、256 和 512 倍采样速率 (FS) 的时钟。它可以由一个输入引脚直接提供…
作者：Matt Hann 德州仪器
“聪明的人解决问题，智慧的人避免问题。”— 阿尔伯特·爱因斯坦
爱因斯坦也许也会爱上模拟设计，因为其中总会涉及一些相对论。例如在数据采集系统中，精确度是相对于数据转换器参考电压的。
通过评估各种必要的折衷方案，设计人员的智慧和远见决定了在板级设计中实现最佳性能。我们必须时刻考虑电压参考电路的设计性能与灵活性，否则 16 位数据采集系统就会表现得像 12 位系统。
当模数转换器 (ADC) 不含内部参考时，数据采集系统就需要外部电压参考电路。让电路板及系统级设计人员非常苦恼的是, 这通常是精确数据采集系统性能不佳的源头。ADC的转换精度基于这些电路为ADC提供的精确电压。
好消息是有三个重要组件可帮助优化外部参考电路，提高 ADC 性能。它们分别是：电压参考、参考驱动器放大器和外部电容器。在选择这些器件时应牢记以下要诀：
1) 电压参考…
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：Richard Zarr
你们中很多从事高速信号工作的人可能都知道，物理现象并不是我们的朋友，尤其是在试图通过FR-4等较低成本电路板材料进行设计时更是如此。在以10Gbps或更高速率传输数据时，介电损耗、集肤效应以及传输线路损伤（诸如连接器与接地层堆叠差异等）等各种现象都可能影响通道性能。所有这些都会增加通道抖动，最终降低比特误码率(BER)。
幸好有几种解决这些问题的诀窍。例如，使用有源器件能改善信号传输（改善振幅和预加重或去加重），或在接收端均衡通道。两种方法都有优点，结合使用可解决通道损耗以及各种损伤问题。
在事情因为不确定抖动而真的变糟糕时，您需要使用重定时器（经常称重计时器）来重新采样数据，产生一个新的清洁数据流。这些器件可显著提高信号质量，而且经常用在抖动规范极为严格的光模块之前。除非距离信号源只有一英寸，否则很可能需要采用一个重定时器。
重定时器实例包括DS100RT410等器件，其整合有重定时器、接收均衡器以及去加重驱动器…
作者: TI专家Bruce Trump
翻译: TI信号链工程师 Rickey Xiong (熊尧)
本周的TI校园招聘之行使我回忆起一些难忘的面试经历------在这些面试中，我以面试者的身份参加过，也以面试官的身份参加过。其中的一次面试经历仍然萦绕在我的脑海中。那时我正在寻找我的第一份工作，我特别希望得到这份工作，但遗憾的是我却与它失之交臂。在相当长的一段时间内，我都在怀疑我没能得到这份工作是因为我在处理一个具体的技术问题时的方法有问题。稍后我会讨论我在那次面试时遇到的问题。
这些年我看到了很多关于工程师面试问题的文章。有一些是棘手的智力问题，会让你感到极其困扰。其它一些是基本技能的考核。作为一个面试者，仔细地研究这些问题是一个提升自己能力的好机会。最近，在blog on EDN’s site网站上有一个关于运放的有趣的面试问题。点击这个网站可以查看。
这些年来，我围绕着面试这个话题进行过很多激烈的讨论…
作者: Pete Semig 德州仪器(TI)高精度线性产品部的模拟应用工程师
在TI E2E 论坛上为客户提供支持时，我遇到的最常见的问题就是直流感应。直流感应方法很简单，就是安放一个与负载（分流电阻器）串联的电阻器，然后测量整个电阻器的电压（分流电压）。对于频程为 10 至 15 倍的负载电流而言，这种方法极为有效。
但是低功耗应用需要 30 倍乃至更高频程的电流感应解决方案。使用线性器件测量分流电压时，实现这种宽负载电流范围可能很困难。
放大器输出摆幅会限制可测量的负载电流范围。例如，从 100mV 至 4.9V 的输出摆幅相当于频程约 15 倍的线性输出范围。那么如果要测量 30 倍频程的负载电流，应该怎么做？调节增益！
图 1 所示的是两个增益如何能够增大可测量负载电流范围。
图 1
两个增益范围的电流感应
对数放大器和可编程增益放大器是一个选项…
作者: Xavier Ramus, TI
由于我们必须采用多个功率级，因而同时实现高增益（1000 - V/V乃至更高）和高带宽（数十 MHz）可能是一种挑战。除了高增益、高带宽方面的电路要求，还需要重点关注噪声和稳定性问题。
查看下图，了解三级放大器的总体架构。
每个逐次放大器产生的噪声与前一级产生的噪声加总为 RMS 和，然后用较后功率级的增益进行加权。对于一个三级架构而言，其噪声可表示为：
而增益就是各级增益的乘积，如下所示：
到目前为止，我们有了电路架构和两个方程式，但还未详细介绍其实施方案。根据噪声方程式，第一级将成为限制性因素。
对图 1 所示的高增益配置的非反相输入级噪声，可用下式计算：
图 1：简化噪声模型
就现在的情况而言，我们需要选择一种具有最低电压噪声的放大器。由于我们想在第一级实现最高增益的同时还希望保持良好带宽，所以我们将把目光投向具有最高增益带宽积 (GBWP)…
由于目前有大量的新设备和服务能够提供最高品质的音频和声音内容，高清音频离我们越来越近了。你可能已经听到过正在不断发展中的无线高保真音频发烧级设备 (hi-fi，WiFi)；通过使用这些设备，用户可以在住所的任何一个房间内，通过Wi-Fi，以流媒体的方式传输高质量音频。你也许还看到过全新的流媒体服务，实现之前根本就不能提供的CD音质或更好的音频内容。很明显，CD的普及很快会成为昨日黄花，现在正是为追求休闲娱乐的听众和音响发烧友们提供更高质量音频的好时候。
这是四部分博客系列中的第一篇博文。在这篇文章中，我将讨论在相关外形尺寸内对于高质量音频的要求，我还将仔细查看一下高质量音频到底是什么，以及如何满足这一要求。
高质量或高保真音频可不仅仅是金耳朵 (Golden-Ear) 音响发烧友们享受的音乐；它是一种能够为每个人都提供更加层次浸入式体验的方法。借助高质量音频，你有一种身临其境的感觉，好像与音乐家们在一起，或者获得全新的观影体验…
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…
在上篇博客文章《电感式传感：线性位置传感（第 1 部分）》中，我介绍了如何使用三角目标和螺旋线圈实施线性位置传感器。尽管使用这种方法可实现良好的分辨率，但需要测量一个比移动距离长的目标。在适合这种方法的目标尺寸被禁止的情况下，您可使用不规则线圈和较小目标代替。
对于目标必须是小尺寸的情况，我设计了一个右侧线圈环路间距大于左侧线圈环路间距的矩形线圈（如图 1 所示）。该线圈能产生不均匀磁场，其可通过获奖的 LDC1000 等电感至数字转换器 (LDC)，用于实现线性位置传感。
图 1：可产生不均匀磁场的 PCB 线圈 —来自 PCB 布局工具的图片可清楚显示
线圈是 2 层 PCB，迹线宽度和间距为 5 密尔（0.127 毫米）。它每层有 23 匝，尺寸为 100x12.5 毫米。在左侧，每个环路的间距是 5 密尔（0.127 毫米）。在右侧，我添加了一个环路，步进为 4…
几乎每一个电子系统均需要某种类型的逻辑器件。凭借TI的海量产品组合，我们差不多能帮助满足任何逻辑需求。虽然所有这些器件都供用户精挑细选，但有时为一种设计选择恰当的逻辑器件却是一项令人望而生畏的工作。知道您正在寻找的确切逻辑功能和电压范围极为有助，但大体符合您标准的器件仍可能数不胜数。因此，让我们讨论一下为什么TI拥有那么多不同的选项，也探究一下如何为您的设计选择合适的器件。
笔者将假设您熟悉传播延迟和输出驱动强度等逻辑术语。如果您需要稍作复习，欢迎查看我们的应用手册《逻辑简介》。
那么，什么是逻辑系列呢？逻辑系列是一组靠特定技术运行的独特逻辑器件。例如，高速互补金属氧化物半导体（HC）系列由很多部件组成，包括“与非（NAND）”（SN74HC00）门。实际上您可在我们准备的每一个逻辑系列中发现“NAND”门。作为两个示例，请看一看低电压高速互补金属氧化物半导体（LV）系列（…
以太网的演变极富吸引力。40余年前，Robert Metcalfe应邀为历史上有名的帕罗奥多研究中心（Palo Alto Research Center）创建一种局域网（LAN）。Metcalfe的创新工作结果将被规范化为以太网 —— 一种将永远彻底改变通信领域的自适应技术。现代社会科技飞速发展，以太网目前已无处不在。
什么是以太网？
而今，许多人都认为以太网即是指因特网。实际上，虽然这两个概念的确有关联，但以太网只是一种接口规范（IEEE 802.3），包含定义了开放式系统互联（OSI）模型物理和数据链路层的许多分项规定和规范。由IEEE 802.3规定的一个最重要的部分就是以太网物理层晶体管（PHY）。
图1展示了数据如何传输到标准RJ45以太网线缆以及如何从该线缆传输到处理器的范例性方框图。
图1：以太网PHY系统方框图
关于以太网PHY，有三件事情您应了然于心：
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作者: TI 专家 Bruce Trump
翻译: TI信号链工程师 Tom Wang (王中南)
杰克是发电站的一位极负盛誉的资深工程师，退休时受到了极大的赞誉和认可。杰克退休几个月以后，发电站发生了大故障，几乎所有系统都涉及其中。工程师团队无法迅速诊断其中的问题，情急之下他们打通了杰克的电话请求帮助。
杰克查看了一下现场，检查了状态指示灯并做了一些计算后，径直的走到一排灰色盒子的旁边，打开了其中的一个，拍了拍其中的继电器。瞬间，状态指示灯发生了变化，系统恢复了正常。
对于这个简单的故障排除，杰克向公司发出了一份账单：咨询费500美元。用这个金额支付这次严重故障的咨询已经算保守了。但公司的会计师却不以为然，并质疑为什么要支付500美元，毕竟排查故障也没用多久。会计师要求杰克提供一个项目详单。于是杰克手写了一份详单，内容如下：
实在是抱歉，我引用了这个故事，而无法通知故事的作者。因为我实在记不得是谁写了这个故事…
世界日趋自动化。我们的日常生活，从更智能家庭（AC、照明和大型家用电器）到更轻松、惬意的汽车旅行，都体现出了不断提高自动化程度的强大主动力。这需要大量的处理器和逻辑器件！但逻辑器件是如何控制所有这些电机、LED 和继电器的呢？外设、电机和低侧驱动器是实现该目标不可或缺的组成部分。您可能已经知道大部分应用中所使用的极其标准的驱动器 — 达林顿晶体管。但随着我们努力构建更优异的创新解决方案，我觉得有必要问一个问题：我们应如何让这一标准变得更好？
标准驱动器是什么样的？
如今，最简单也是最常见的外设驱动器是达林顿晶体管阵列。这种低侧驱动器有助于逻辑器件驱动或控制具有更高电源要求的器件（如图 1 所示）：
图 1：达林顿低侧驱动器
在当前系统中，设计人员使用包含多个达林顿对的阵列控制完整的系统。这类系统通常可以用支持 TTL 或 5V CMOS 的逻辑器件驱动每通道高达…
这个情景真的令人很沮丧：你终于将模数转换器 (ADC) 搭建起来并开始运行，不过事情看起来有点儿不太正常。你输入了一个电压，不过ADC的输出有所不同。
出了什么问题？
看起来所有的设置都没有什么问题。有可能是通信问题，或者是你的ADC没有正确地测量模拟输入。
调试测量问题的最好工具是低噪声电压源和精密万用表，如图1所示。使用这个电压源作为ADC的输入信号，而高精度万用表测量ADC的输入和基准，你可以将预计的结果与ADC报告值相比较。只需确保输入电压以输入范围内的一个DC电压为基准。
图1：一个低噪声电压源和高精度万用表是2个很不错的模拟调试工具
需牢记的一点是，ADC测量输入，并且输出一个转换代码，这个代码与输入和基准的比成比例。如果你使用的是一个具有±VREF 两级范围的24位ADC，输出数据由方程式1确定：
你可以在满量程范围内获得数个模拟输入测量值，并且比较预计输出代码与ADC的报告值。通过使用这些数据…
作者：Tony Calabria 德州仪器
在上一篇 DAC 基础知识博文中，我们对高精度数模转换器 (DAC) 中的输出干扰源进行了探讨。若您希望在增加代码的过程中获得线性转换，那么这些输出脉冲可能会扰乱系统运行。让我们快速回顾一下我在上篇博文中介绍的干扰脉冲情况：
DAC 输出干扰的“能量”由脉冲(以绿色显示)的宽度和高度定义。可根据系统要求对干扰的形状进行很好的控制。在 DAC 输出的后面添加一个简单的 RC 滤波器能够减小干扰的幅度，但会增加建立时间，而干扰“能量”（曲线下面的区域）保持不变。下面以 DAC 通过主要进位转换阶段为例，展示了 RC 滤波器之前和之后的输出。
应通过观察干扰周期并提前 10 个单位左右选择截止点 (cutoff point) 来为 RC 滤波器选择适合的电阻与电容比。在选择组件值时，应使用较小的电阻值以避免电阻负载上产生较大的压降…
欢迎阅读《模拟线路》(Analog Wire) 上《获得连接》博客系列的第四篇文章！在上篇博客中，我们讨论了高电平的抖动问题，深入了解了随机抖动 (RJ) 以及确定性抖动 (DJ) 的组成部分，所有这些抖动加在一起就是总体抖动 (TJ)。我们将在本文中讨论用于精确测量 RJ 以及 DJ 组成部分的实验室技术。
正确测量抖动是一项令人生畏的任务，但如果理解了我们在《获得连接：抖动》一文中所介绍的每项内容的定义，那么您的测量工作就会很有意义，而且可以理解。我们知道，RJ 不仅是无限的，而且还有具有概率性，因此很难为其设定最大值。所以，RJ 通常设定为 RMS 值，而非峰至峰值。既然 RJ 是 RMS 值，那么使用相位噪声分析器 (PNA) 在频域中测量最为精确，因为 PNA 比示波器的噪声底限更低。PNA 更适合这种测量的原因还在于：它可让您了解到在什么样的频率下会出现有问题的谐波。PNA…
作者: Richard Zarr
如果您在通信行业工作，那么您可能很熟悉抖动对系统性能的影响。抖动不仅会降低数据转换器的性能，而且还可在高速数字系统中产生误码。凭直觉判断，给时钟增加噪声会增大系统其它部分的噪声。因此我总是试图通过选择可带来最小附加抖动的组件来最大限度地降低总体抖动。顾名思义，附加抖动就是由位于时钟源（例如合成器或振荡器）与被计时器件之间的组件所增加的噪声。该附加噪声可增大时钟的不确定性，导致抖动增加。
在实际系统中，一个时钟源要驱动多个器件，因此可使用时钟缓冲器（通常称为扇出缓冲器）来复制信号源，提供更高的激励电平。
LMK00304 扇出缓冲器就是一个很好的例子。时钟缓冲器产生的附加抖动主要影响时钟的宽频带噪声。它可使用图 2 中所示的方根公式进行计算。
图 2. 时钟扇出缓冲器的级联为驱动器件带来的附加抖动
附加抖动的计算方法是：使用信号源 (…
在当今世界，互联网数据流量不断上升，移动设备的使用也呈爆炸式的增长，对于处理快速增长的数据和视频数据流量的电信基础设施的需求变得越来与具有挑战性。根据思科可视网络互联指数全球IP流量预测，2014-2019，到2018年，全球将有40亿互联网用户（超过世界人口的51%），以及210亿个联网设备和连接数量。
25千兆以太网 (25GbE) 正在快速发展，并且很多分析人士预计它将在未来4年中呈现指数性的迅速增长。想象一下设计有线网络设备来支持过多标准，以及用最小数据包损失和延迟来快速提升数据速率时的复杂程度！
随着数据速率的增加，链路抖动允许量变得越来越严格。硬件工程师将主要精力放在如何使他们的整个线路卡能够支持最大吞吐量，而为基准时钟产生的随机抖动分配尽可能小的允许量。针对基准时钟，对于一条25GbE的链路（集成范围在12kHz至20MHz之间）来说，可以实现的最大可能均方根 (RMS) 抖动的范围在100fs至300fs之间…
模拟
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嵌入式处理
工业
电源管理
