系统设计人员经常会找不到典型产品说明书中提及的有功功耗。不少RS-232接口器件产品说明书仅规定了空载和关机设置下的电源电流。然而，当连接到远程RS-232器件时，RS-232器件只适用于通信。数据线的电容和远程接收器的电阻可增加本地RS-232器件的负载，从而增加功耗。虽然大多数新型RS-232器件会至少有一项有功电流或功率技术规格，但不少RS-232器件却没有这样的技术规格。

有功功耗是负载所消耗的功率与器件中所损失的功率之和。第一步是为接收器电阻器和线缆电容计算负载功率。表达式1是远程接收器电阻器功率公式，表示为通道数乘以驱动器电压的平方，再除以接收器电阻。

N × V²/R   （1）

表达式2是数据线的功耗，表示为驱动器峰峰值电压的平方乘以频率和电容。本地RS-232驱动器的数量对此没有影响，因为每次只接通一个驱动器。

F × C ×（2 × V）²  

**这是全新RF采样博客系列（每月会刊发一次，属“模拟线”范畴）中的第六篇文章**

在通信系统中，数字处理器可馈送或接收基带频率下的数字数据；这能让数据速率保持合理的速度以供处理。采用传统的收发器架构，数据转换器工作时支持低频模拟信号。在该队列的其它地方要有附加的模拟混频器，以便将较低的频率转换成较高的频率或将较高的频率转换成较低的频率。而使用RF采样数据转换器，则可在高频率下直接生成或接收模拟信号。这些数据转换器配备了数字混频器，可将基带信号移入或移出要求的高频率位置。为简单起见，笔者将集中讨论数模转换器（DAC），但是这些理念在信号流方向相反的模数转换器（ADC）中是同等重要的。有两个适用于数字混频器的主要选项：从真实数字输入到真实数字输出或从复杂数字输入到真实数字输出。图1展示了DAC中的这两个选项。

图1：真实数字混频器和复杂数字混频器

复杂混频器更有利，因为输入I和Q数据可占用输出信号带宽的一半…

通常，在定义一种新器件以达到严格的汽车标准时，我们的团队会看其它需要相同功能的系统，并且我们会设计跨所有这些应用的器件。这正是我们的团队开发新型ALM2402（专为汽车应用设计的双大电流运算放大器（运放））时发生的情况。

在定义ALM2402时，我们意识到许多汽车和工业系统均需要一种可驱动大电流电容性或电感性负载的运放。

在过去，常要求设计人员用分立组件来满足这种需要。要用分立组件设计一种简单的大电流放大器，您需要放大器、双极结型晶体管（BJT）和二极管。图1所示就是这样的一个范例，通常用于电机驱动器应用。该实施方案可驱动解析器（用来测量电机轴旋转角度）的励磁线圈。您可在许多汽车和工业应用中找到放大器设计（如驱动电感性负载）。这种典型的解决方案会在电路板空间和输出晶体管偏置方面给设计人员带来挑战。

此外，还需提供附加电路以实现过电流保护功能，这增加了分立实施方案的空间挑战。没有过电流保护功能，该系统会变“哑”。如果没有任何保护功能…

您好，欢迎再度光临“时序至关重要”博客系列。在一篇以前的文章中，Timothy T.曾谈到JESD204B接口标准（该标准越来越受欢迎，因为它能在高速数据采集系统里简化设计）的时钟要求。在本文中，笔者将谈论抖动合成器与清除器的不同系统参考信号（SYSREF）模式，以及如何用它们来最大限度地提高JESD204B时钟方案的性能。

LMK04821系列器件为该话题提供了很好的范例研究素材，因为它们是高性能的双环路抖动清除器，可在具有器件和SYSREF时钟的子类1时钟方案里驱动多达七个JESD204B转换器或逻辑器件。图1是典型JESD204B系统（以LMK04821系列器件作为时钟解决方案）的高级方框图。

图1：典型的JEDEC JESD204B应用方框图

LMK04821凭借来自第二锁相环（PLL）电压控制振荡器的单个SYSREF时钟分频器来产生SYSREF信号。信号从分频器被分配到个别的输出路径…

技术在人类生活中发挥的重要作用与年俱增。由于我们对能执行简单流程并调控我们环境的电子产品变得越来越依赖，所以用户需要更简单易用的方法来和这些电子产品进行交互。该需求可通过人机界面（HMI）得到满足。

在自动取款机（ATM）、汽车信息娱乐系统以及家庭或工业控制系统等设备中，供用户输入之用的触摸屏是HMI的典型形式。而今，更多的工程师在他们的设计里集成触觉功能，以便借助来自触摸屏的更逼真反馈来提升用户体验。

为帮您在自己的设计中更快速地实施触觉功能，全新且具有触觉反馈功能的触摸屏TI Designs参考设计（TIDA-00408）（见下边的图1）包含了从机械设计和装配到操作系统和软件驱动器的一切东西。

图1：具有触觉反馈功能的全新触摸屏TI Designs参考设计

该设计的主要特性是触觉功能的集成，可实现更易用的界面，用DRV2667压电式驱动器产生振动作为给用户的触摸反馈。按一下按键后，该设计可为用户提供物理性确认…

您曾设计过具有分数频率合成器的锁相环（PLL）吗？这种合成器在整数通道上看起来很棒，但在只稍微偏离这些整数通道的频率点上杂散就会变得高很多，是吧？如果是这样的话，您就已经遇到过整数边界杂散现象了 —— 该现象发生在载波的偏移距离等于到最近整数通道的距离时。

例如，若是鉴相器频率为100MHz，输出频率为2001MHz，那么整数边界杂散将为1MHz的偏移量。在这种情况下，1MHz还是可以容忍的。但当偏移量变得过小，却仍为非零值时，分数杂散情况会更加严重。

采用可编程输入倍频法来减少整数边界杂散

可编程倍频器的理念是让鉴相器频率发生位移，这样压控振荡器（VCO）频率就能远离整数边界。考虑一下用20MHz的输入频率生成540.01MHz的输出频率，如图1所示。该器件具有一个输出分频器（在VCO之后），但输出频率和VCO频率都接近20MHz的整数倍。这种设置将迫使任何PLL产生分数杂散。

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±V_REF 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…

你看没看到过汽车向前行驶，而车的轮子实际上是向后转呢？如果不是在表演高难度特技的话，我打赌你一定在汽车广告中看到过。你想没想过这是为什么呢？

真实的生活如流水般不可中断，而视频摄像头每秒钟只记录了有限数量的画面。每一帧画面可以捕捉到处于不同位置的车轮，而这也取决于在帧与帧之间车轮旋转的圈数，它们也许真的看上去是向后旋转的！这个效果被称为混叠。

使用模数转换器 (ADC) 的数据采集系统会经历同样的现象，原因在于这些系统对一个连续的时间信号进行了不连续的“抓拍”。在这篇博文中，我将简要介绍ADC应用领域中的混叠到底是什么样子的。

图1：汽车广告中经典的混叠示例

什么是混叠？

根据那奎斯特原理，为了在数字域内复制原始信号，ADC必须至少以输入信号最高频率分量的两倍对输入信号进行采样—否则的话，会产生混叠。所需的最小采样率被称为那奎斯特速率。或者反过来看，ADC能够准确转换的最高频信号为采样率的一半…

单片差分放大器是集成电路，包含一个运算放大器（运放）以及不少于四个采用相同封装的精密电阻器。对需要将差分信号转换成单端信号同时抑制共模信号的模拟设计人员而言，它们是非常有用的构建块。例如，图1所示的INA134目的是用作适合差分音频接口的线路接收器。

图1：INA134差分线路接收器的简化内部原理图

虽然大多数设计人员都感觉这种简单的构件块用起来非常轻松惬意，但笔者还是发现在使用它们时有一个方面经常被忽视：差分放大器的两个输入端具有不同的有效输入电阻。笔者所说的“有效输入电阻”指的是由内部电阻器阻值和运放的运行产生的输入电阻。

图2展示了INA134的典型配置，具有标记的输入电压和电流以及内部运放输入节点处的电压。

图2：用于差分放大器有效输入电阻分析的相关电压和电流

对于每个输入端，方程式1均将有效输入电阻诠释为：

让我们先从比较容易的部分开始：同相输入端…

作者：Martin Rowe — 2012 年 5 月 11 日

在前几篇文章中，我们介绍了一些基本测试技术以及设计和测试运算放大器时会出现的误差源。我们建议您在根据最后这篇文章介绍的测试电路知识及使用进行任何设想之前，先阅读一下之前的几篇文章。

本文我们将介绍使用推荐测试电路时所涉及的补偿问题。如果测试电路中的环路不稳定，那它就没有用。在测试过程中要一直监控被测试器件测试环路的输出。如果环路发生振荡，而您不知道，您可能会报告不好的结果。更糟糕的是，您可能很晚才发现，而此时纠正该问题已经更难了。

自测试补偿
以最简单的形式看，图 1 中的自测试电路实际上是一款增益为 1201 的闭环系统。如果将 R1 减小至 5kW，闭环增益就是 301。因此，它具有固有的稳定性，即使采用未经补偿…

作者：Martin Rowe — 2011 年 11 月 16 日

在本系列的第 1 部分中，我们为大家介绍了三种运算放大器测试电路：自测试电路、双运算放大器环路以及三运算放大器环路。这些电路有助于测试失调电压 (V_OS)、共模抑制比 (CMRR)、电源抑制比 (PSSR) 以及放大器开环增益 (Aol)。在第 2 部分中，我们集中介绍了输入偏置电流测量。现在，我们将介绍适用于自测试电路与双运算放大器测试电路的电路配置。这两种电路可通过不同的继电器配置存在于同一款电路设计中。该电路有助于您使用任何最佳方法测试给定运算放大器。

图 1 至图 13 是基本组合电路。图中说明了如何通过打开和关闭继电器来选择所需的测试。图 1 是整体测试电路。在图 2 至图 13 中，信号路径以红色显示，以便与前两篇文章中所介绍的方法进行比较。

图 1.该电路整合了用于测试运算放大器的自测试电路及双运算放大器环路.

电压失调测量…

作者：Martin Rowe — 2012 年 2 月 6 日

在本系列第 1 部分《电路测试主要运算放大器参数》一文中，我们介绍了一些基本运算放大器测试，例如失调电压 (V_OS)、共模抑制比 (CMRR)、电源抑制比 (PSSR) 和放大器开环增益 (Aol)。本文我们将探讨输入偏置电流的两种测试方法。选择哪种方法要取决于偏置电流的量级。我们将介绍器件测试过程中需要考虑的各种误差源。本系列的下篇文章将介绍一款可配置测试电路，其可帮助您完成本文所介绍的所有测量。

产品说明书通常为运算放大器的非反相输入与反相输入（i_B+ 和 i_B-）分别提供了一个偏置电流列表。这两个输入的区别就是输入失调电流 I_OS。在工作台上，您可能会忍不住使用图 1a 中的电路来测试正输入偏置电流，因为该配置下的放大器很稳定，这种方式有效。

图 1.使用图 (a) 中的电路测量运算放大器非反相输入端的输入偏置电流。在图 (b) 中增加一个环路放大器…

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…

笔者在上一篇博客文章（《以太网PHY奥妙无穷，三件事您应了如指掌》）中谈论了以太网的演变及以太网物理层收发器（PHY）方面的最基本信息。在本文里，笔者将重拾上次中断的话题，探讨以太网PHY在如何改变现代市场。

以太网是40多年前发明的。现在让我们快进跳过对IEEE 802.3（10Mbps以太网PHY）进行规范化的系列画面，直接看1995年的情况 —— 当时已是“快速以太网”时代，其中额定数据速率可高达100Mbps。作为该技术热潮的一部分，美国国家半导体公司（National Semiconductor）创建了业界首个10/100Mbps以太网PHY，即便在今天，10/100Mbps仍是现代市场上主要采用的一种速度标准。更令人印象深刻是这样一个事实：美国国半公司的以太网PHY具备一种被称为自动协商的功能，该功能使以太网PHY无需人工干预即可以10Mbps或100Mbps的速率运行。这两个方面都被认为是对以太网技术的大规模彻底改造…

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：

我们大多数人都变得非常依赖可与职场人士、家人和朋友保持联系的手机。然而有一个地方，在那里笔者感觉最难和外界随心所欲地保持联系 —— 在何处？就是在自己的汽车里。笔者的手机放在乘客座位上，接收新的短信、电子邮件、社交媒体通知并记录未接来电。遇到红灯停车时，笔者经常抓起手机快速查看新通知。但当抵达自己的目的地后，笔者的手机电池电量通常会所剩无几。

笔者尝试了所有的Bluetooth®产品和12V的手机充电器。每当买回一款新产品笔者都欣喜激动一阵子，但它很快就不能满足需求了。当笔者在自己的汽车里使用扬声器时，人们会抱怨语音质量不佳；而且笔者的手机（其功能几乎丝毫不逊色于一台笔记本电脑）只能勉强维持充电状态，从来不能以接近500mA的电流充电。此外，音频内容也无法到达汽车并在其多种功能强大的显示器上共享。

但是，当笔者借助通用串行总线（USB）C型端口进行工作时，却对它能改变驾乘体验（实际上，笔者一直想等有人让USB…

大多数电感式感测应用只能将印刷电路板（PCB）线圈或绕线电感器用作传感器，而电感数字转换器（LDC）却几乎可把任何电感器用作传感器 —— 即使是一根弹簧。弹簧作为传感器时非常有用，因为弹簧的电感可随长度的变化或其它物理变化而直接发生变化。图1展示了如何将一根弹簧连接到一个LDC。

图1：被LDC用作传感器的弹簧

为评估将弹簧用作传感器的举措，笔者在一定长度范围内拉伸弹簧时用LDC1612EVM评估模块来测量弹簧的电感。为了做到这一点，笔者首先从EVM中拆掉板载传感器并用一根弹簧取代了它。该弹簧由0.7mm厚的钢制成，有46个圈，直径为7.3mm。图2展示了笔者连接到EVM的弹簧。

图2：弹簧设置

笔者的弹簧电感太小，不能独立地用作LDC1612的传感器，因此笔者添加了一个串联的2.2μH固定绕线表面贴装器件（SMD）电感器。（关于如何用串联电感器来增加传感器阻抗的详情…

是的，电源的确非常重要 —— 那笔者还能做些什么呢？

笔者的上一篇文章说明了电源变化和噪声会对模数转换器（ADC）性能产生的影响。幸好您的数据采集系统并非注定如此。这里有四种您可采取的措施，能确保您的ADC不太容易受到电源变化和噪声的影响。

1.选择具有良好电源抑制比（PSRR）的ADC。当然，使您的系统性能免受其电源影响的最佳方法是选择具有足够PSRR的ADC来开始工作。如果您所选择的ADC不能完全满足您的PSRR需求，那么您可在自己原来的开关电源后加一个高PSRR的低压差稳压器（LDO）以提高系统的PSRR。这将有助于清除任何剩余的纹波，并直接增加整个系统的PSRR。请看一下高PSRR的LDO，如电压为3V至36V、电流为150mA的超低噪声TPS7A4901。

图1：为改善电源抑制状况而添加的TPS7A4901

2.适当的去耦和滤波。电源去耦通常发生在系统中的两个位置点：在供电源处和设备电源引脚处…

作者：Art Kay  

典型的精密运算放大（运放）器可以有1MHz的增益带宽积。从理论上讲，用户可能期望千兆赫水平的RF信号衰减到非常低的水平，因为它们远远超出了放大器的带宽范围。然而，实际情况并非如此。事实上，包含在放大器内的静电放电（ESD）二极管、输入结构和其它非线性元件会在放大器的输入端对RF信号进行“整流”。在实际意义上，RF信号被转换成一种直流（DC）偏移电压，这种DC偏移电压添加了放大器输入偏移电压。

用户也许会问：“对于由给定RF信号产生的DC偏移电压，我如何确定其幅度？”其实，放大器对RF干扰的敏感性取决于该放大器所采用的设计和技术。例如，许多现代放大器具有内置的RF滤波器，可尽量减少出现该问题的几率。该滤波器对低增益带宽运放而言是最有效的，因为该滤波器的截止频率可以设置成较低的频率，这能提供更高的RF信号衰减系数…

作者：Bonnie Baker

逐次逼近、模数转换器 (SAR-ADC) 很简单直接，用户将模拟电压接在输入端上 (AINP, AINN, REF)，会看到一个输出数字代码，这个代码表示相对于基准的模拟输入电压。

此时，用户也许很想分析一下转换器的技术规格，来验证转换器的运行是否符合数据表中的标准。尤其当用户发现不够快的时候，更需要确定转换器是否已经接收到内部正确的模拟信号。

用户可以通过使用仿真工具来预测发生这些问题的可能性，并解决这些问题。ADC模拟输入级仿真的确定依赖于电压和电流的准确度。正是在这个方面，模拟SPICE宏模型能够发挥作用。PCB数字信号完整性取决于定时、电压-电流电平、以及寄生效应。而数字IBIS模型在这方面会比较有用。我们会在下个月来谈一谈IBIS，不过让我们先解决ADC的仿真环境。

针对ADC的**…

基于UAF42的50Hz陷波器设计与仿真【1】

UAF42是一个集成化的二阶滤波器，可以用来设计复杂的滤波器。众所周知，在滤波器设计时，运放的精度和温度稳定性是关键。UAF42里面集成了两片0.5%精度的1000pF的电容。

在工业应用中，多种场合需要用到50Hz陷波器。本节将介绍使用UAF42设计一个高性能的50Hz陷波器。使用UAF42来设计50Hz陷波器，只需要外加6个电阻即可组成一个50Hz陷波器。如下图所示

UAF42的辅助运放将高通和低通滤波器的输出相加，即得到陷波器。陷波器的陷波频率由下面的公式所决定，其中Alp为低通滤波器的增益，Ahp是高通滤波器的增益。

一般而言，ALP/AHP • RZ2/RZ1=1。因此陷波器的中心频率即为：

其中fo由下式确定：

其中。参考UAF42的数据手册，C=1000pF…

当谈到模拟信号链时，每个人都明白输入信号路径的重要性。我们设计自己的系统，以获取值得关注的信号并保持其完整性，同时竭尽全力来避免或减少干扰。我们特别留意沿途所置各组件的选择......然后我们就给其供电。

笔者曾听人把电源形容成“电路的鞋带。”像电路一样，人们常为鞋子的设计和款式做大量艰苦的工作，却直到最后才会想起鞋带。虽然电源往往是后添加的东西，但它们的设计可能正如信号链本身一样重要。

在本系列的第一部分，笔者将介绍电源抑制（PSR）的概念，并说明电源如何能影响Δ-Σ型模数转换器（ADC）的性能。

笔者的直流（DC）电源“固如磐石”，对吗？

您的电源也许并不如您想象的那样坚固耐用，信不信由您。从DC的角度来看，组件容差和温度漂移都可能导致您的电源输出因电路板不同和温度变化而发生变化。轻微的变化似乎无关紧要（如果它仍在您ADC的工作条件范围内…

最近发布的通用串行总线（USB）C型连接器带来了许多增强的功能。众所周知，该连接器既是“可翻转的”又是可逆的，并且能通过单个连接传送数据、视频和电力。其规范给C型端口下了定义，这样它就可以一直支持USB；同时，在为交替模式确定的规范界限内，您还能启用运行（如DisplayPort视频功能运行）的交替模式。USB电力传送（PD）协议可实现增强的电力传送功能（电流为5A时电压高达20V）。

当C型连接器以惟USB（USB-only）模式运行而无需进行视频或大功率传送时，您将需要配置通道（CC）控制器和/或多路复用器（MUX）开关。如果您打算启用视频和电力传送等扩展的功能，您将需要额外的组件，如PD控制器和适用于信号映射的MUX开关。采用TI的PD和C型解决方案（TPS65982和HD3SS460），您就能启用具有DisplayPort视频和PD功能的C型端口…

一、引言

         随着电路设计高速高密的发展趋势，QFN封装已经有0.5mm pitch甚至更小pitch的应用。由小间距QFN封装的器件引入的PCB走线扇出区域的串扰问题也随着传输速率的升高而越来越突出。对于8Gbps及以上的高速应用更应该注意避免此类问题，为高速数字传输链路提供更多裕量。本文针对PCB设计中由小间距QFN封装引入串扰的抑制方法进行了仿真分析，为此类设计提供参考。

二、问题分析

         在PCB设计中，QFN封装的器件通常使用微带线从TOP或者BOTTOM层扇出。对于小间距的QFN封装，需要在扇出区域注意微带线之间的距离以及并行走线的长度。图一是一个0.5 pitch QFN封装的尺寸标注图。

图一  0.5 pitch QFN封装尺寸标注图

图二是一个使用0.5mm  pitch QFN封装的典型的1.6mm…

作者: Amit Kumbasi

今天，我们继续讲解与逐次逼近寄存器 (SAR) 数模转换器 (ADC) 输入类型有关的内容。在之前的部分中，我研究了输入注意事项和SAR ADC之间的性能比较。在这篇帖子中，我们将看一看造成SAR ADC内总谐波失真 (THD) 的源头，以及他在不同的输入类型间有什么不一样的地方。

THD影响

让我们首先看看谐波失真是如何被引入的。本质上来说，转换器是一个非线性系统。如果系统完全线性，输入“x”将在输出上以线性的形式表现为“mx+c”。然而，由于采样和转换电容器的非线性运行方式，以及量化，当一个信号“x”流经非线性系统时，ADC在其输出上引入DC和高阶误差项（x²，x³等）。

当你查看频域内的输出时，每个高阶误差项（x²，x³等）会导致尖峰脉冲。这些尖峰脉冲是信号频率的整数倍，并被成为谐波。

可以通过基本三角函数来非常直观的理解这一点…