作者：Tim Green1

放下严肃的技术文章形式，我来为大家出六道有关运算放大器的谜题，在公布正确答案之前，大家赶快来开动脑筋、享受一下思考的乐趣吧！

我在图 1 中为您提供了一些有帮助的重要运算放大器规范。

参数

条件

OPA735

单位

最小值

典型值

最大值

Vs=±5V

除非另有说明

工作电压范围

V_S

±1.35

±6

V

工模电压范围

V_CM

(V-) -0.1

(V+) - 1.5

V

短路电流

I_SC

±23.5

m…

任何高分辨率信号链设计的基本挑战之一是确保系统本底噪声足够低，以便模数转换器（ADC）能够分辨您感兴趣的信号。例如，如果您选择德州仪器ADS1261（一个24位低噪声Δ-ΣADC），您可在2.5 SPS下解析输入低至6 nV_RMS，增益为128 V / V的信号。

但是，从系统的角度来看，您需要担心的不仅仅是ADC噪声——毕竟所有组件（包括放大器、电压基准、时钟和电源）都会产生一些噪声——这些器件对系统噪声的累积影响是什么？更重要的是，您的系统能够解决您感兴趣的信号吗？

为助您更好地理解系统噪声并将这些知识应用到您的设计中，我最近撰写了一篇名为“解决信号”的技术文章系列。该系列探讨了典型信号链中的常见噪声源，并通过降低噪声和保持高精度测量的方法辅助理解。

以下是该系列中10个最关键的问题和答案，可帮助…

这篇博文是非射频（RF）与射频放大器规格对比系列博文的第三篇。我在之前的两篇博文中讨论了噪声和双音失真。今天，我们将讨论一个同样重要的话题-放大器的输出限制。对于任何应用中的放大器，输出电压的摆动范围以及可供给负载的电流量都有一个限制。这些限制基本上由装置电源电压、输出级架构和工艺技术限制设置。大多数线性放大器包括一个阐述支持的最大和最小输出电压和最大电流的规范。

对于诸如低噪声放大器（LNA）、射频功率放大器（PA）和射频增益模块等射频导向型放大器而言，输出摆幅限制通常以1dB增益压缩点表示。随着线性和射频放大器的速度在诸如LMH6401增益放大器的现代高速放大器中彼此接近，了解这两种规范之间的关联，以及他们反映装置性能的方式很重要。

我们首先看一下最大规格方面的绝对输出电压和电流，因为它们最为简单。随着放大器的绝对值输出电压增加，它最终将达到由放大器的架构设置的物理极限。这种物理限制被称为最大或最小输出电压。

常用的输出电压测定方式通常有两种…

作者：德州仪器Dan Mar

为了达到最高精确度的温度测量，系统设计者通常只有一种选择：铂电阻温度探测器(RTDs),例如PT100 或 PT1000。高度线性和可互换的RTD可用于各种精度等级（DIN）标准,如国际电工委员会（IEC）和德国标准化研究所定义的在0°C时误差低至±0.03°C。 但是，使用RTD实现这种精确度并不容易。 

为了获得RTD的最高精度，通常需要花费数小时到数天来仔细选择和模拟RTD周围昂贵的精密元件。设计者必须在电路板布局上花很大功夫才能避免影响测量的电阻匹配不当现象发生。  

尽管设计人员做了一丝不苟的努力，但采集电路很容易增加0.5°C 至1.0°C 的测量误差，从而使RTD本身的固有精度相形见绌。为了达到接近RTD所能提供的精度，唯一的选择是在生产中耗时耗成本地校准每个单元。

https…

作者： TI 工程师 刘靖伟 Steven Liu

TUSB9261是TI的一款USB 3.0转SATA接口的桥接芯片，其相关的参考资料如下：

http://www.ti.com/product/TUSB9261

在使用过程中，因为需要对SPI flash做programming，所以会涉及到一定的操作步骤，很多人对此有些疑虑，其实只需要TUSB9261和USB口设计正确，。特别是在板子设计调试时，需要直接通过板载的方式直接进行SPI flash 烧录的时候，可以按照下述的步骤来进行。从板卡角度上来看，只需要，只需要通过USB一根线就可以烧录了。

至于量产时，可以继续使用该工具，但个人经验觉得可以采用先批量烧录SPI flash，然后再贴板的方式，效率应该会更高。

言归正传，在进行板载SPI flash烧录的时候，首先要下载如下两个文件，

http:/…

是100BASE-T1、1000BASE-T、100BASE-TX、10BASE-T还是10BASE-Te？对于那些不太精通以太网物理层（PHY）术语的人来说，评估各种类型的术语是非常难的。这些数字、符号和缩写指的是什么？什么是介质独立接口（MII）？汽车物理层和工业物理层的区别在哪？如何为网络协议摄像头、车联网控制单元和可编程逻辑控制器选择物理层？所有的物理层都满足各种现场总线要求吗？

在技术文章系列“简化您的以太网设计”的第1部分中，我们将介绍以太网物理层基础知识，帮助您选择合适的终端应用物理层。我们还将提供TI物理层选择流程图，帮助您简化物理层选择过程。

什么是以太网物理层？

实际上，基础以太网物理层非常简单：如图1所示，它是一种物理层收发器（发射器和接收器），能将一个设备物理地连接到另一个设备。这种物理连接可以是铜线（例如CAT5电缆——一种家庭使用的蓝色插线电缆）或光纤电缆。…

作者：Haiwen Huang

TWS（True Wireless Stereo, 真无线蓝牙耳机）需要检测充电仓盖的开合，以及耳机是否在位，在这一检测功能中，霍尔器件因为反应灵敏，体积小，功耗低，受到越来越多的客户的青睐。在本文中，我们将会介绍市场常见的开关监测方案，以及TI 霍尔传感器技术在TWS 耳机中的应用。

一、常规开关检测方案

1、机械弹针检测

机械弹针结构简单，对精度要求高，但是使用寿命短，易受粉尘、水汽、振动等因素影响，触点容易锈化，极易产生金属疲劳损坏。

2、磁簧开关检测

磁簧检测是通过磁铁感应密封在玻璃管内含有贵金属材料的触点。因此，该开关不受湿气或其他环境因素的影响，触点不会氧化，缺点是体积大、安装难、易损坏。

3、红外光电开关检测

红外光电开关把光发射器和接收器面对面地装在一个槽的两侧。发光器发出红外光，在开盖时接收器能收到光，合盖时槽中光线被遮挡…

在自动化、便捷性和可持续性需求的推动下，电气化的进步需要更多的传感器、电力电子设备和处理器来可靠、准确地感知周围环境并做出反应。不断寻找如何缩小解决方案的尺寸、优化和监测功耗的方法并非易事。

20 年来，我们的工程师一直在开发电流检测放大器和数字功率监测器，旨在帮助您找到测量系统运行状况和监测功耗的方法，保护系统免受过流情况的影响，并执行动态测量来调整控制回路，从而提高效率。

虽然集成分流器产品并不算新鲜事物，但其新奇之处在于能够将简便性、低漂移、小尺寸和低成本等优势结合到一起。TI EZShunt 技术无需使用外部分流电阻器，而是将封装中的引线框用作分流器（如图 1 所示）。EZShunt 产品使用温度补偿算法补偿了传统铜引线框的漂移（可高达 3,600ppm/°C）。标准分流电阻器的漂移范围为 50ppm/°C 至175ppm/°C…

选择温度传感产品也许看似小事一桩，但由于可用的产品多种多样，因此这项任务可能令人颇感畏惧。在这篇博客文章中，笔者将介绍四种类型的温度传感器（电阻式温度检测器 (RTD)、热电偶、热敏电阻器以及具有数字和模拟接口的集成电路 (IC) 传感器）并讨论每种传感器的优点与缺点。

从系统级的立足点来看，温度传感器是否适合您的应用将取决于所需的温度范围、准确度、线性度、解决方案成本、功能、功耗、解决方案尺寸、安装法（表面贴装法与通孔插装法以及电路板外安装法）还有必要支持电路的易设计程度。

RTD

当一边测量RTD的电阻一边改变它的温度时，响应几乎是线性的，表现得像一个电阻器。如图1所示，该RTD的电阻曲线并非完全呈线性，而是有几度的偏差（示出了一条用作参考的直线）—— 但却是高度可预测并可复验的。为了对这种轻微的非线性进行补偿，大多数设计人员都会对测得的电阻值进行数字化处理，并使用微控制器内的查找表以便应用校正因子。这种宽温度范围…

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…

作者：Martin Rowe — 2011 年 11 月 16 日

1979 年 1 月，《电子测试》发表了一篇文章称，一款单个测试电路可“执行对任何运算放大器全面检查所需的所有标准 DC 测试”（参考资料 1）。单个测试电路在那个时候可能够用，但今天并非如此，因为现代运算放大器具有更全面的规范。因此，单个测试电路不再包揽所有 DC 测试。

现在经常使用三种测试电路拓扑对运算放大器 DC 参数进行工作台及生产测试。这三种拓扑为 (1) 双运算放大器测试环路、(2) 自测试环路（有时称故障求和点测试环路）和 (3) 三运算放大器环路。您可使用这些电路测试 DC 参数，其中包括静态电流 (I_Q)、电压失调 (V_OS)、电源抑制比 (PSRR)、共模抑制比 (CMRR) 以及 DC 开环增益 (A_OL)。

静态电流

静态电流是指器件输出电流等于零时其所消耗的电流…

步进电机有许多不同类型，但永磁体和混合步进电机有两种主要绕组配置，通过两相驱动——单极性和双极性。单极电机的常见接线配置是连接到电机绕组（A +，A-，B +和B-）的六根导线，以及连接到电机供电电压Vm的每相的中心抽头，如图1所示。

图1：六线单极步进电机绕组连接

这种配置中，电机通过接通电机绕组的各个段来进行换向，这意味着电流仅需在一个方向上流动。这种配置可以简化驱动电路的设计，因为只需要四个低侧开关和续流二极管即可接通绕组的各个段。图2说明了采用2.0A单极步进电机驱动DRV8805的此类配置。

图2：DRV8805与单极电机连接时的布线

简化设计需要权衡的因素是：在任何给定时刻，电机仅使用一半的绕组，从而无法实现最大的转矩能力。

相反，双极步进电机只有四根导线连到电机绕组，分别标记为A+、A-、B+和B-。如图3所示，双极步进电机没有中心Vm抽头。

图3：四线双极步进电机绕组连接

由于缺少中心抽头…

作者：Eric.Siegel

在TI经常遇到这样的问题：在使用 RS-485 进行设计时，是否有一些技巧或诀窍需要掌握？为此，我们总结了使用 RS-485 时需要记住的一系列综合而全面的重要准则。

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如何应用……

1) 使用图 A 确定最大线缆长度

2) 使用 Zo=120Ω 或 100Ω 的双绞线线缆

3) 使用菊花链连接总线节点

4) 端接 RT1 = Z0 的线缆一端

在另一端应用故障保护偏置

端接该端

5) 您可在相同的总线上运行 3V 和 5V 器件。

6) 使 stub 长度不超过

7) 针对 ± 7V GPD 使用标准收发器

针对 ±20V GPD 使用 SN65HVD17xx

针对更高的 GPD 使用隔离收发器

8) 将不用的导线 (RT = Z0) 端接至其…

在电路设计过程中，应用工程师往往会忽视印刷电路板(PCB)的布局。通常遇到的问题是，电路的原理图是正确的，但并不起作用，或仅以低性能运行。在本篇博文中，我将向您介绍如何正确地布设运算放大器的电路板以确保其功能、性能和稳健性。

我与一名实习生最近在利用增益为2V/V、负荷为10kΩ、电源电压为+/-15V的非反相配置OPA191运算放大器进行设计。图1所示为该设计的原理图。

图1：采用非反相配置的OPA191原理图

我指派实习生为该设计布设电路板，同时为他做了PCB布设方面的一般指导（即尽可能缩短电路板的走线路径，同时将组件保持紧密排布，以减小电路板空间），然后让他自行设计。设计过程到底有多难？其实就是几个电阻器和电容器罢了，不是吗？图2所示为他首次尝试设计的布局。红线为电路板顶层的路径，而蓝线为底层的路径。

图2：首次布局尝试方案

当时，我意识到电路板布局并不像我想象的那样直观；我应该为他做一些更详细的指导…

作者：Hooman Hashemi  德州仪器

使用 TINA-TI 可以做很多事情，比第一眼看到的还要多。TI 这款免费电气仿真软件支持无限节点，其不仅已经构建了大多数 TI 器件，而且还可运行其他厂商的器件模型。即使您在构建电路之前一般不仿真，一旦亲身感受了 TINA-TI，您就会明白自己错过了什么。

我在下面列出了一些重要的 TINA-TI 主题，供您查看和评论：

1. 差分信号源，可帮助实现 AC 响应
2. 将另一个器件（非 TI) 模型导入 TINA-TI
3. 生成一个随时间变化的／分段线性信号源
4. 生成一个随频率变化的信号源
5. 噪声分析
6. FFT 分析
7. 放大器环路增益分析 — 打开环路
8. 分析工具
9. 温度分析功能与限制

• 拉氏算法
• 传输线

• 测试卡片组，可发现包含在宏模型中的行为
• 独立模型、TINA 模型与参考设计之间的区别
• 在哪儿、如何使用内建开关／继电器？
• 实施噪声源
• 计算功率
• TINA…

作者：Xiaoxiang Liu

       如今整个电路系统，性能越来越强大，功耗要求越来越低，其设计也越来越复杂，更低的工作电压的元器件应运而生。但是这种复杂系统内各个元器件之间的工作电压并不相同。例如，当一个元器件的输出电压为1.8V，而另一个元器件的输入电压要求为3.3V时，这个时候就会出现电路系统内部元器件之间电压不匹配的情况。

       为了让整个电路系统中的各种器件能够耦合使用，让整个系统设计能够落地，就需要使用对应的电压转换芯片，如图1所示。TI提供了多种电压转换器，包括双电源电平转换器、自动方向感应转换器以及用于推挽缓冲和开漏应用的自动方向感应转换器等。      

       本文以TI的TXS和TXB系列电压转换芯片，介绍了电压转换芯片的工作原理和设计注意事项…

作者：现场应用工程师 苏智超 Rock Su

在测试测量相关应用中，模拟开关和多路复用器有着非常广泛的应用，例如运放的增益调节、ADC分时采集多路传感器信号等等。虽然它的功能很简单，但是仍然有很多细节，需要大家在使用的过程中注意。所以，在这里为大家介绍一下模拟开关和多路复用器的基础参数。

在开始介绍基础的参数之前，我们有必要介绍一下模拟开关和多路复用器的基本单元MOSFET开关的基本结构。

一. MOSFET开关的架构

MOSFET开关常见的架构有3种，如图1所示。

1）NFET。

2）NFET和PFET。

3）带有电荷泵的NFET。

三种架构各有特点，详细的介绍，可以参考《TI Precision Labs - Switches and Multiplexers》培训视频和《Selecting the Right Texas Instruments…

作者：德州仪器Ryan Kraudel

本文是主题为“用于生物计量可穿戴设备的光学心率传感器”三篇系列文章的第一篇。本篇着重介绍这些传感器系统的工作原理和通过它们可以测量什么。

大部分可穿戴设备采用光电容积脉搏波描记法（PPG）来测量心率及其他生物计量指标。PPG是一种将光照进皮肤并测量因血液流动而产生的光散射的方法。该方法非常简单，光学心率传感器基于以下工作原理：当血流动力发生变化时，例如血脉搏率（心率）或血容积（心输出量）发生变化时，进入人体的光会发生可预见的散射。下图1介绍了光学心率传感器的主要元件和基本工作原理。

图 1：光学心率传感器的基本结构与运行

光学心率传感器使用四个主要技术元件来测量心率：

• 光发射器 - 通常至少由两个光发射二极管（LED）构成，它们会将光波照进皮肤内部。
• 光电二极管和模拟前端（AFE） - 这些元件捕获穿戴者折射的光，并将这些模拟信号转换成数字信号用于计算可实际应用的心率数据…

作者：王云静 HUAWEI Team AFAA， 封磊 HUAWEI Team FAE

Haptics系统通过触觉反馈来实现人机交互，用户通过点触屏幕即可完成短信、打字、游戏等各种应用，得益于其简单方便的交互体验，Haptics已经成为了智能手机、平板电脑中广泛应用的人机交互方式。

Introduction

图1为Haptics系统的工作示意图，针对不同的应用场景，手机厂家会设计不同的效果波形，当屏幕控制器感应到用户的某种Touch操作后，触发Processor生成一个对应的振动指令和驱动波形给Haptics Driver IC，Driver IC对驱动波形进行放大和修正后，驱动Actuator执行对应的振动效果。

Figure 1, Haptics System

Haptics系统主要由以下几部分组成…

作者：Hardy Zhou

本文主要参考了TIDA-010031参考设计，分析下ADC采样积分方波无感控制的原理，方便大家更好地完成类似的方案设计。

1.下面是典型的三相BLDC电机控制框图.

三个半桥驱动BLDC无刷电机，检测低边总线电流

2.典型的BLDC电机相电流和反电动势波形图分析

从波形上看，每60度电角度，只有两个半桥有驱动电压输出，另外一个半桥上下管全关，这个相电压是悬浮态。

BLDC电机运行后，相线都有反电动势。

电机反电动势来源于电机转子旋转引起磁通的变化，而磁通的变化在定子绕组上会产生感应电压。

对同一个电机来说，反电动势峰值跟电机转速几乎是固定的比例。

3.反电动势过零点到峰值的反电动势电压和时间的积分

根据上面对反电动势峰值跟转速(电频率)几乎成固定比例的描述，设定 。Vm为反电动势峰值, 对于同一个电机，我们可以…

在电机驱动应用中，通常需要位置、转速反馈环，如图1所示。该环节对系统性能的优劣起到关键性作用。现如今，市场上存在多种测量位置、转速的传感技术，能够满足用户对不同精度应用的需求。其中，旋转变压器是一种可靠的测量位置、转速传感器，广泛应用于工业驱动和新能源汽车。通过阅读本文，您可以了解到：什么是旋变，它是如何工作的，旋变的相关应用和目前市场上存在哪些方案。

图1 电机驱动系统的基本框图

1. 什么是旋转变压器?

旋转变压器(Resolver)，简称旋变，是一种电磁式传感器，用来测量旋转物体的角位移和角速度。如图2所示，旋变由定子和转子组成，通常转子固定于电机转轴上，同步旋转。

图2 旋转变压器实物图

2. 旋变是如何工作的?

类比普通变压器原理，旋转变压器定子绕组作为变压器的原边，接受励磁电压。转子绕组作为变压器的副边，通过电磁耦合作用得到感应电压。转子绕组输出电压幅值与转子转角成正弦、余弦函数关系，如图3所示…

       随着城生活节奏加快以及生活品质的不断提高，扫地机器人成为了年轻的都市白领的新宠。扫地机器人通常由主机、尘盒、遥控器、充电座等组成。扫地机器人不仅可以完成琐碎的扫地工作，还可以自动回充，通常使用20V适配器和4节锂电池串联供电。

       锂电池充电管理可分为集成方案和分立方案，集成方案通常采用BQ24610或BQ24773（SMBUS/I2C接口）,具有±0.5% 充电电压和±2% 充电电流精度，带有电源路径管理将系统电压稳定在电池电压，无电池或电池深度放电的情况下支持系统即时启动操作。

       分立方案通常由MCU,MOS和运放构成（如图1所示），MCU实时采样电池的充电电压和充电电流，充电截止电流通常是充电电流的1/5~1/10。普通的运放由于本身的输入Offset偏置电压 (~3mV) 过大，使得充电电流采样的精度不高。例如，对于10mR的电流检测电阻在1A和0…

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：Habeeb Ur Rahman Mohammed  德州仪器

智能手机、Web、视频与音频应用的高速增长提升了对高速系统的需求。随着越来越多的用户需要高速数据，运营商需要具有更高调制及带宽支持功能的更大容量基站网络。在 6 至 42GHz 频率下支持微波回程的基站网络可将来自众多用户的数据发送至中央主干网络。来自这些网络的数据不仅比来自一个用户或一个用户区段的数据高一个数量级，而且还需要更高调制水平的支持功能。

这样高的调制方案可为发送器及接收器带来更大的挑战。由于符号数量的增加，系统需要更高的信噪比 (SNR) 或更低的噪声。由于这类信号的峰值与平均值之比相对更大，因此需要更好的线性度。

当存在相位噪声、系统热噪声和时钟抖动等减值时，收发器质量性能的测量主要采用误差矢量幅度 (EVM) 的形式来表述。在直接转换调制器及解调器的使用案例中，还存在其它减值形式，例如发送器中的局部振荡器 (LO) 泄漏、接收器中的 DC…