我是一名大学生，经常深夜驾车回到宿舍。驾驶途中，我总是要在一条很长的路上开车，路的两侧有许多悬垂的树木。白天这些树看起来很美丽，但到了晚上很可怕，因为看似其他学生会时不时地突然出现，正好走在我的车前。
幸运的是，我的LED头灯能够照到我的“夜猫子”同学。在这一事件背后，可帮助确保我的前灯运行的是一个通常很小但却很重要的设备——运算放大器（运放）。在本博文中，我将介绍为外部照明应用选择运算放大器时要考虑的关键参数。
在我们深度探讨运算放大器之前，让我们总结一下LED照明的工作原理。 LED的电流是照明系统的主要考虑因素，因为它控制光的亮度和强度。LED实际上在200Hz以上脉冲调制光，在此范围人眼最终达到平衡。
因为LED电流控制光的亮度和强度，因此运算放大器通常用作电流感测以帮助控制进入LED的电流。脉冲宽度调制（PWM）信号中的高电流峰值可能超过LED的指定电流水平，并对其使用寿命产生负面影响…
最新最好的新型USB Type-C™连接器具有高功率（高达100W）、高速度（高达USB 3.1数据速率）及——像我这样手脚笨拙的人一直在等待的功能——翻转能力。一个新的24引脚连接器的引脚使其可兼容传统的BC1.2充电。听起来很棒，因此一定很流行，对吧？
个人电子工业已经快速采用USB Type-C连接器，如使用标准的15W USB Type-C连接器的USB电源输送能力的设备。汽车工业已经开始在其下一代汽车中采用这种多功能的新型连接器。
但当汽车中只有一个USB C型端口而没有A型端口时会发生什么呢？USB C型连接器应该向后兼容，因此只要使用适配器，就应该能够为设备充电。智能汽车制造商将设计具有这种功能的端口。与传统的A型A或B型端口不同，其从物理角度确定硬件是主机还是设备，但是USB C型端口并不存在物理鉴别来建立这种关系。相反，USB C型使用配置通道（CC…
欧洲议会的eCall监管法律于2015年通过，并于2018年4月生效，要求在欧洲市场上发布的所有汽车都必须配备eCall。由于eCall系统的特点，使得系统独立、可靠和免维护，且让其自有电池独立于汽车电池很重要。电池必须有足够的能量进行10分钟的通话，在初始通话后保持在蜂窝网络上连接60分钟，并可随时操作。本应用中使用的最常见的电池化学物质是锂离子（Li离子）和磷酸铁锂（LiFePO4）。LiFePO4电池更安全，因为它们具有更高的热失控温度，但具有更高的自放电，这可能导致其使用一段时间后出现平衡问题。锂离子电池具有较高的能量密度，但需要保护电路才能安全地工作。表1对比了LiFePO 4和Li离子电池。锂离子具有较高的密度，并已用于空间有限的应用，以满足运行时间要求。
表1：LiFePO4和锂离子电池之间的比较
图1是使用单节LiFePO 4或Li离子电池的典型eCall系统的功率树图。正如您所看到的，需要一个DC…
由于感测技术的数量之多，半导体容量在汽车中不断增加。在十年的时间里，传感器的数量在所有传感器类型中稳步增长。这种趋势可能会持续下去，因为以前只在豪华车辆或购买售后市场提供的更多功能现在变得至关重要，在某些情况下，管理机构强制要求提供这些功能。
高级驾驶员辅助系统（ADAS）解决方案是增长最快的汽车行业之一；根据Strategy Analytics的预测，该领域预计在五年间（2015-2020）增长了10％。即使是入门级模型的设计者也期望ADAS的特性。因此，汽车制造商通过在入门级模型中也实现这些功能来试图满足需求。
最流行的ADAS应用包括碰撞避免、车道偏离检测、驻车辅助和自适应巡航控制。根据地理区域，一些应用可能比其他应用更理想。例如，在人口密集的地区，消费者更可能希望他们的汽车中有碰撞警告功能，而山区的驾驶员可能觉得需要动态照明。
在上海、莫斯科、孟买或伊斯坦布尔等城市，驾驶员可能需要高精度的目标检测。在如此拥挤的城市…
设计人员必须满足汽车应用的许多电磁兼容性（EMC）要求，并且为电源选择正确的开关频率（fsw）对满足这些要求至关重要。大多数设计人员在中波AM广播频带外（通常为400kHz或2MHz）选择开关频率，其中必须限制电磁干扰（EMI）。2MHz选项是理想选择。因此，在此博文中，当尝试使用TI新型TPS54116-Q1 DDR内存电源解决方案作为示例在2MHz条件下操作时，我将提供一些关键考虑因素。
2MHz开关频率条件下工作时的第一个也是最重要的考虑因素是转换器的最小接通时间。在降压转换器中，当高侧MOSFET导通时，它在关闭前必须保持最小的导通时间。通过峰值电流模式控制，最小导通时间通常受电流检测信号的消隐时间限制。转换器的最高最小导通时间通常发生在最小负载条件下，对此有三个原因。
作者：Peter Labazie
2002年10月，Cameron Gulbransen被他的父亲Greg Gulbransen杀死。原因是Greg Gulbransen在车道缓慢倒车时，由于SUV后面有一大盲点，他并没看到自己的儿子在车后。而Cameron Gulbransen跑进那个盲点，意外地被车撞倒。
这是在汽车上安装电子摄像头以帮助提高安全性所做努力的转折点。
Greg许诺自己，发生在他儿子身上的事件永远不会再发生在其他任何人身上。他加入了儿童安全倡导团体KidsAndCars.org，并启动了一个活动，通过安装一个电子备用摄像头来消除汽车后面的盲点。经过12年的努力，他终于获得成功。美国交通部（DOT）国家公路交通安全管理局（NHTSA）于2014年3月31日公布了到2018年5月之前所有重量不到10,000磅的新车中安装后部可视化技术摄像头的要求。“后部可视化要求可挽救生命，将使许多家庭免受这些悲剧性事件所带来的痛苦…
作者：Jasper Li
RS485和隔离CAN通讯在工业设备中被广泛应用，它们的收发器供电往往需要一个简单高效的隔离DC/DC变流器。反激变流器因其结构简单、价格便宜非常适合于这种应用场合。
DC-DC升压变流器的工作原理与反激接近，所以可以利用DC-DC升压变流器IC来实现反激隔离变流器电路。基于TPS61046的反激变流器电路如图1所示，TPS61046是1.8V 到5.5V输入，28V输出升压变流器IC。图中利用稳压管D4限制VIN pin的电压不高于5.1V，可以将反激电路的输入电压提高至20V。利用第三绕组和FB pin将输出电压稳定在5V。在5V输入条件下，最大输出电流是200mA。在输入电压大于10V条件下，最大输出电流是250mA。
图1: 基于TPS61046的反激变流器
原边控制的反激变流器因为非理想变压器漏感的存在…
作者： Jasper Li
数据集中器是智能抄表系统中的关键设备之一，它实时地收集多个智能电表的数据并且通过无线网络如GRPS模块将数据发送至售电公司的管理系统中统一管理。根据国家电网公司的要求，数据集中器必须具有超级电容和电池两种备份能量，在电网断电后以后依然能够无线通信。在电网供电正常时，超级电容和电池充电；在电网不正常时，优先使用超级电容能量，最后使用电池能量。
根据这个要求TI设计GPRS模块不间断供电如图1所示。电路主要包括低成本的线性充电电路，两个降压型DC-DC变流器TLV62130和TLV62084和一个升压型DC-DC变流器TPS61089。当来自电网的12V正常时，TLV62130工作输出5V，TPS61089停止工作。电池和超级电容被充电；当12V不正常，TLV62130停止工作，TPS61089自动开始工作并将VBUS电压稳定在4…
作者： Charles Wong
由于互联网的繁荣以及半导体行业的爆发，智能家局正在不断走近普通大众的生活。那到底什么是智能家居呢？一种比较直观的定义是：在家里的任何东西都可以连入互联网并被远程控制，这就是智能家居。大家可以想象一下：当我们回到家的时候，可以直接用手机开门，因为门中安装了感应装置，通过和手机进行通信配对即可开门，而不再像以往那样需要口袋里装个钥匙，还可能不小心戳到自己；如果家里不小心起火了，装在天花板上的火灾探测器自动报警，并及时通知业减少损失；家中的遥控器可以控制所有的电器设备，不论冰箱洗衣机还是空调，因为所有设备都用了相同的通信协议，而不再像以往需要各自配对；国家电网，自来水公司，以及煤气表公司的员工也不再需要每个月上门抄表，因为煤气表，电表，或者水表，都将自带流量监测以及GPRS信号发射功能，每天可以自动上传数据。正如图一所示，这些都是智能家居带给大众的便利和神奇的体验…
作者：Jasper Li
DC/DC 变流器IC可能在整个产品系统的并不起眼，但它们对产品的稳定可靠工作至关重要。尽管TI 提供详细的规格书和应用文档帮助客户在系统上正确地实现变流器IC的功能，在实际应用中依然因为种种原因导致IC不正常工作问题，例如启动异常，输出电压不稳定，纹波过大甚至IC损坏等等。大部分时候，引起IC异常工作的原因并不复杂，简单的调试可以快速地定位并解决问题。这篇文章介绍几点针对升压变流器的调试经验。
第一点： 能否在多块板子上重复相同现象
当在一片系统板子上发现问题的时候，首先要做的是尝试在另外一片或多片板子上重复现象。如果现象无法重复，那么问题可能是由于焊接不良或者IC损坏导致的。
焊接不良可能出现在DC/DC 变流器IC及其外围器件上，分为两种情况：相邻pin脚短接和pin脚虚焊。短接问题可通过观察pin脚焊接情况并且测试相邻pin阻抗的确定…
如今，由高频多相 DC/DC 转换器提供强大支持的千兆赫兹 (GHz) 处理器以GHz速度与存储器进行通信。在这些频率上，组件和印刷电路板 (PCB) 寄生阻抗会产生与频率有关的电压降，而天线结构和 PCB 谐振接着又引发电磁干扰 (EMI)、信号完整性和电源完整性 (SI/PI) 问题。在先前的一篇博文中，我仔细研究了满足与超快速功率晶体管（比如：LMG5200 半桥 GaN 开关）的电磁兼容性的难题。在这篇博文中，我们将察看能够在制造之前帮助确定 PCB 问题区域的高度精细复杂的软件工具。
设计高速、混合信号 PCB 需要经验丰富的工程人员和设备资源 － 因此，开发成本会非常高，特别是在需要对一块电路板实施多次迭代以实现电磁兼容性的时候。EMI、SI 和 PI 设计问题会拖延产品发布，而且如果在产品发布之后未被发现，则势必导致客户退货、产品召回以及消费者信心的缺失。一家公司的盈利能力取决于其产品的谨慎分析，而且由于工作频率不断提高…
当您走进一个房间，灯光自动打开时，您不感觉很棒吗？很可能，支付电费的人也会有这种感觉：占用传感器与节能相关，这通常意味着可节约成本。这通常是房主和企业的首要考虑因素。
那么占用传感器如何工作呢？使用的又是什么技术呢？当今市场上的一个常见选择是超声波——特别是在诸如厕所之类的地方。这类地方的墙壁可能阻挡传感器的视线。超声波感测与雷达类似，但使用超声波而不是无线电波。参见下图1。
图1：超声波反射
通用的超声波传感应用包括油罐液位传感、无人机着陆辅助和高级驾驶员辅助系统（ADAS）。随着占用传感器市场不断增长，额外使用的潜力似乎是无限的。可以下面的场景为例。
在大学学习，需要每天走200-300英里——或情况至少如此。大多数在校园徒步的学生会看到常用的电器，如自动取款机或自动贩卖机。但在达拉斯有一台自动售货机每次都能吸引我，可能是因为它的触摸屏很大。您还没有看到吗？他们通常看起来像图2的样子…
我经常会想到共模抑制（CMRR），甚至在工作之余也会！我是一个狂热的高校橄榄球迷。当我周六在家看比赛时，我经常被我妻子或女儿的说话声打断，要求我做各种其他事情，如家务。我想尽办法来拒绝这种噪音，只专注于重要的信号...比赛。信号通过量及中断我看比赛的程度类似于放大器CMRR。
在真正谈论CMRR之前，必须先谈论共模电压。对于非反相配置的放大器，输入信号是共模信号。反相配置始终具有与输入信号无关的固定共模电压。放大器共模电压范围取决于设计，且用户需要确保其处于指定的工作范围内。
图1：显示反相和同相运放配置的共模电压
那么什么是CMRR？技术定义是差分增益与共模增益的比率，但这不能告诉我们过多的实际应用。共模输入电压影响输入差分对的偏置点。由于输入电路中固有的不匹配，改变偏置点会改变输入失调电压（VOS），从而改变输出电压。换句话说，当您更改共模电压时，您将看到输入失调电压的变化。CMRR告诉您这种变化会有多大。
…若您是一名设计师，负责将系统中的USB端口迁移到最新的USB标准和USB Type-C连接器，那么您可能已考虑过一些事情。
ESD保护
首先，与从外部将连接器暴露给用户的所有系统一样，您的系统需具有国际电工委员会（IEC）61000-4-2静电放电（ESD）保护。您还需要保护比以前的USB Type-A或USB Micro-B连接器更多的信号引脚。24引脚USB Type-C连接器（图1）需要为两个差分对（D + / D-）提供ESD保护，用于USB 2.0数据；四个差分对用于最高可达20Gbps（TX / RX）的超高速数据总线、边带使用（SBU）引脚和两个配置通道（CC）引脚，用于检测电缆方向。
图1：全功能的USB Type-C插件引脚排列
过压保护
其次，随着高达100 W USB电源输出（PD）的引入，VBUS引脚现在可承载高达20V的电压电平。若VBUS短路到相邻的CC，可能对下游USB Type…
若您是一名设计师，负责将系统中的USB端口迁移到最新的USB标准和USB Type-C连接器，那么您可能已考虑过一些事情。
ESD保护
首先，与从外部将连接器暴露给用户的所有系统一样，您的系统需具有国际电工委员会（IEC）61000-4-2静电放电（ESD）保护。您还需要保护比以前的USB Type-A或USB Micro-B连接器更多的信号引脚。24引脚USB Type-C连接器（图1）需要为两个差分对（D + / D-）提供ESD保护，用于USB 2.0数据；四个差分对用于最高可达20Gbps（TX / RX）的超高速数据总线、边带使用（SBU）引脚和两个配置通道（CC）引脚，用于检测电缆方向。
图1：全功能的USB Type-C插件引脚排列
过压保护
其次，随着高达100 W USB电源输出（PD）的引入，VBUS引脚现在可承载高达20V的电压电平。若VBUS短路到相邻的CC，可能对下游USB Type…
任何电子系统经常遭受恶劣的环境和威胁，如静电放电（ESD）、电快速瞬变（EFT）和雷电浪涌。电源设计人员必须优先考虑电路保护以防止系统故障，特别是对于具有24V电源轨的工业应用。
电路保护方案能够保护电源和整个系统免受诸如过电流、短路、输入浪涌电流、过电压、欠电压、输入反极性保护（通常称为误配线）和反向电流阻塞的事件的影响。
在本博客中，我将概述几种强大的工业电源路径保护方法，包括离散实现、热插拔和ORing控制器法及集成实现。
离散实现
图1：离散保护方案
离散实现方案是功率路径中使用保护方案的最传统的功率路径保护方式，图1展示一个示例。
离散实现使用串联功率二极管来保护系统免受反极性（误配线）和反向电流。若电路吸收2A的电流，它在二极管上消耗约1W的功率，这将增加电路板温度。谐振电路（L-C）滤波器和多个TVS二极管在浪涌测试期间控制输入线瞬变（国际电工委员会（IEC）61000-4-5）。
…
第1部分：测量和测量精度
电池量表（通常称为气体或燃料量表）从电池获取数据以确定其中剩余多少电量。对于量表的测量精度，不应曲解计量精度。量表准确报告充电状态和预测剩余电池容量的能力取决于各种测量，包括电压、电流和电池温度。应该注意的是，测量精度取决于量表的硬件，而测量精度取决于测量算法的鲁棒性和量表的测量精度。
存在三种用于电池测量的主要方法。第一种是使用电压查找表，其适用于具有极轻负载应用。第二种是对流出或流入电池的电荷进行库仑计数（即，相对于时间将电流集成到电池中或从电池中流出），这种方法更可靠，但在电池插入时具有一些初始化问题，即了解什么是初始充电状态。第三种方法组合电压查找法和库仑计数法。这些测量方法的精度随着算法的复杂性而增加，其中电压查找法最不精确。
无论采用何种算法来跟踪电池的充电状态，因为算法中的输入变量都是测量值，因此所测量参数的精度至关重要。准确的电压测量对于新插入的电池的初始SOC估计很有必要…
我听到越来越多的客户在问“通过不同负载阻抗的信号链的增益是如何变化的？”；“当以dB测量时，电压增益和功率增益何时重合？”若你们中的任何人有相同的问题，我想与Analog Wire的听众一起分享问题的答案。因此，我们开始吧...
在具有50欧姆终端的单端信号路径中，增益计算非常容易，因为电压增益（20 * log（Vout / Vin））等于功率增益（10 * log（Pout / Pin））。但是，当负载的阻抗或源变化时，事情变得有点复杂。例如，在许多无线电接收器通道中，50欧姆单端信号在被高性能ADC（如ADC16DV160）数字化之前被转换为200欧姆差分信号。
此外，有两种主要类型的放大器，电压输出放大器（如LMH6521），和电流输出放大器（如LMH6515）。以下计算显示了这两种不同类型的放大器如何对不同的负载条件做出反应…
将Wi-Fi®集成到物联网应用中面临哪些挑战？
随着物联网（IoT）的不断发展，许多新技术正在重新定义我们如何看待无线网络。作为每个家庭和办公室连接的基石，Wi-Fi®技术不断成熟；但将其设计到物联网应用中仍然可能存在一些挑战。
IoT设备通常由电池操作，这需要其部件具有小的形状因数、低成本和低功耗。由于这些限制，物联网开发人员通常寻找的平台具有简单软件架构、简易射频硬件和易推出的不具有高认证、合规性或测试成本的产品。衡量这些需求时，很容易理解为什么Wi-Fi并不总是大多数物联网应用的首选连接。
由于这些限制，Wi-Fi技术必须具有以下属性才能考虑用于物联网设计：
这对于设计师有何益处？
对于消费者来说，很难找出许多个人电子设备如电动剃须刀和牙刷之间的差异，这些电子设备挤满了商店的货架或布满互联网购物网站的页面。
决定购买哪种产品通常需要快速审查产品的电池寿命、高级功能、耐用性、多功能性和其他品质。为了从众多竞争设备中脱颖而出，一些制造商正在转向使用新的微控制器（MCU），这些微控制器集成了精确控制许多个人电子设备核心的微型电机所需的所有资源。
当然，低功耗是绝对要求，因为剃刀、牙刷等操作可不用充电电池。其中一些新的MCU，如TI的MSP430FR2311 MCU，集成了一个高性能的模拟前端，包括几个标准运算放大器及一个很少发现集成到MCU的超敏感的低电流互阻抗放大器（TIA）。
集成所有这些资源，及模数转换器（ADC），保持功耗降低，且TIA对个人电子设备真正有用，因为低泄漏TIA将检测从电池流出的极低电流。然后MCU可跟踪电池中剩余的电荷，并将该信息发送到小显示器，这样用户将知道何时对电池再充电…
我相信互联网搜索引擎可为我提供可靠、快速的答案，因此当我第一次遇到I2C协议时，我首先寻求互联网搜索引擎获得帮助。我的搜索给出如下响应：内部集成电路（I2C）协议是双向双线串行总线，其提供集成电路之间的通信链路。这一解释已经很清楚了，但我还有更多的问题：它究竟是什么？什么类型的设备使用I2C？I2C如何帮我解决系统中遇到的实际问题？
I2C是使主设备（例如处理器，微控制器（MCU）或专用集成电路（ASIC））能够与同一双线总线上的其它外围设备通信的流行通信协议。一条线专用于数据传输，而另一条用于时钟信号。想象它就像一个双车道公路：每个车道都有汽车从一端流向另一端，就像数据包将从主设备（处理器、MCU、ASIC）传输到外围设备（温度传感器、湿度传感器及其它设备）。
那I2C到底是什么呢……现在，为什么要使用它？I2C可以在同一总线上轻松实现多个外设 - 例如，使用各种传感器来监视服务器的温度。I2C协议实际上设计用于在单个总线上支持多个设备…
蓝牙无线音箱由于使用方便、便于携带，越来越多受到消费者的青睐。而蓝牙音箱的电池续航能力，由于直接影响到充放电次数和用户体验，一直是消费者所关注的一项重要指标。
在之前的博客文章《利用包络追踪功能提高声频放大器的效率》及声频功率放大器的包络追踪电源参考设计中，我们提到一种蓝牙音箱电源电源设计方案：通过向 电源反馈引脚（FB）引入音频包络信号来调整升压型DCDC电源TPS61088 的输出电压（即音频放大器的电源电压），从而提高电源和音频功放的工作效率已达到省电的目的。在本文中，我们对这种方案进行了实际测试。
我们使用PMP9774和TPA3118D2EVM搭建了测试系统，如图1所示。当接入音频信号（audio signal）开始播放音乐时，可以观察到TPS61088 的输出电压（Vout）的幅值会随着音频信号的包络线而变化，如图2所示…
作者： Charles Wong
USB是日常生活中最常见的数据接口， 最开始的时候，USB有非常明确的主机和从机的区别。主机主要是个人计算机（PC），从机主要包括移动电话以及其他一些附件，比如鼠标和键盘。然而，随着消费类电子的不断发展，大量的数据传输需求出现在从机和从机之间。比如把手机的照片直接存到优盘里面，把IPAD内的视频传到Iphone里面，把数码相机直接连到打印机进行打印操作。USB OTG 就是这这样的背景下出现的，它是一种USB规范，一种让设备可以根据相关协议在主机和从机之间进行自动切换的规范。目前，USB OTG 广泛使用在PC，移动电话，手持式POS机以及移动电源等等产品中。可以在“从机”与“从机”间直接进行通讯是一件非常方便的事。下图一列出了市场上常见的USB OTG 优盘（左）以及相关线缆（右）。…
如果您不知道如何及从何处着手，开关模式电源设计可能听起来很神秘，因为有各种各样的拓扑和控制器类型可供选择。在本博客系列中，我将介绍如何为您的应用选择最适合的电源拓扑，并告知需了解的信息。专为应用打造的规格通常可作为最佳切入点。此规格应至少包括有关输入电压范围、输出电压和最大负载电流的信息。然而，若您也可以回答以下一些问题，则选择最合适的拓扑和/或系统解决方案将变得更容易：
图1：T0-220形状因子的高效5V，1A开关电源设计
“集腋成裘”——这是我们一贯坚持的目标，对于电器功耗来说尤其如此。作为设计师，您的目标是获得更多的电流为更多的子系统供电，同时降低总体功耗。
为家用电器添加新功能当下很流行，例如，当洗涤循环完成时，洗衣机会发送消息；或者在屏幕上或通过电子邮件发送图片显示冰箱内部情形。这些附加功能需要新的子系统，如无线通信、传感器、人机界面（HMI）和照明，这些都需要电源。
同时，电器需要消耗尽可能少的功率，以便限制它们对环境的影响，降低消费者的电力成本，并且成功地通过越来越严格的能量评级。
此外，成本、尺寸和可靠性始终是关键要求。
低压差稳压器（LDO）传统上用于家用电器，从12V电压轨产生5V或3.3V电压。但是LDO的效率真的很差。图2比较了TO-220形状因数与输出电流中，LDO和高效率DC / DC开关模式电源（SMPS…
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