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…
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**…
电机能量回馈问题是一个发生在电机驱动系统中的常见问题。许多设计人员不得不选择相当于额定电压水平两倍的电机电源电压（VM）等级，这会增加系统成本。幸运的是，如果您能先估计泵升幅度，您就可以选择恰好的VM裕度。在本系列（专门针对常被问到的问题）的第一篇文章中，Nicholas Oborny就如何阅读电机驱动器产品说明书提供了意见。今天，通过介绍一种估计泵升水平的方法，笔者将继续谈论这个话题。
VM泵升波形
图1展示了在减速过程中由能量回馈引起的典型VM泵升波形。当输入PWM（脉宽调制）占空比从99％变为70％时，VM电压从24V被泵升至32V。（在TI电机驱动器装置DRV8840上进行的测试，DRV8840是一种5A的有刷直流 (DC) 电机驱动器。）
图1：再生电能现象和VM泵升现象
泵升机制
在这里我们需要一些DC/DC电源管理背景资料以了解泵升机制。因此，让我们来看看典型的降压 — 升压电路是如何工作的…
德州仪器（TI）DLP® 技术帮助欧特克打造其“Ember” 3D打印机—让我们来揭开这个故事的面纱，一探究竟
作者：Kimberley Losey
当我们在展销会或活动中展示Ember时，它似乎吸引了相当多人的注意，并且带来了一些我们很乐于回答的问题。
这些问题包括“等等，欧特克还生产硬件？”，“分辨率是多少？”，以及“这个有哪些用途？”和“你们为什么选择从这里入手？”。
我们乐于回答问题，也十分愿意结识新朋友，但同时我们也觉得，应该借此机会介绍一些与Ember 3D打印机开发相关的其它背景情况。
首先，我们想说：“对，欧特克的确做出了一台3D打印机。”我们相信，3D打印对于未来的产品设计和制造是举足轻重的。我们希望催生更加迅猛的3D打印技术上的进步，于是发布了Spark 3D打印平台…
论坛是因特网的一些伟大副产品。它们为人类提供了一种简单的途径来分享想法、提出问题并对多得令人难以置信的各种话题进行讨论。
我们创立了TI E2E™社区，将它作为这样一个地方：工程师可来此直接向设计TI器件的工程师咨询与这些器件相关的技术问题。身为TI电机驱动器负责组的一名应用工程师，笔者经常查看电机驱动器论坛内容，以解决各种问题并对讨论发表意见。
在这个由五部分组成的博客系列中，笔者将重点介绍自己在TI E2E论坛看到的一些最常被问到的问题并集中讨论如何着手解决它们。
通过查看器件产品说明书，论坛上的许多问题都可迎刃而解。带“阅读手册”字样的导航标可从不同行业的许多名称旁经过，不过它的意义是完全一样的。虽然这听起来很简单，但知道如何浏览产品说明书能让您快速找到自己需要的信息。因此，让我们纵览一下TI电机驱动器产品说明书中一些较重要的部分。
首页
该产品说明书的首页能让您对该器件能做什么以及它是否适用于您的系统有一个大概了解…
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…
随着物联网 (IoT) 的持续发展，可穿戴电子产品所能提供的价值也逐步增加。传统意义上，标准型腕表是可穿戴设备在发展初期的代表性产品。如今，这些腕表不仅能够显示时间，还逐渐开始与用户周围的环境进行交互。健康与健身领域是可穿戴设备所瞄准的首批市场之一，通过其内置的加速计，这些设备能够分析用户的运动情况。这项技术为可穿戴设备增添了新的乐趣，但是无线连接技术的应用更是进一步丰富了设备的功能，同时也为其带了更多的价值。可穿戴手表与腕带之间可无线连接，用于监视用户的心率。这意味着，可穿戴设备能够帮助用户更深入地了解健身的效果。
随着联网节点数量的增加，可穿戴设备得以开始发挥更多的奇妙作用。突然间，手表可以用来提醒用户定期为植物浇水，或者在用户饲养的宠物偷偷跑出家门时及时发出警报。现在，虽然可穿戴设备的外形和大小没有太多的变化，但是其功能却在不断地增加。通过近场通信 (NFC) 或蓝牙低功耗(BLE)技术，可穿戴设备不仅可以直接与手机等等具有更复杂节点的设备连接…
具有运动式机械组件的系统通常有必要对正在旋转的东西进行测定。
在汽车中，要使用车速表、牵引控制器、防抱死制动器和巡航控制器均需测知车轮的速度。应该对引擎的每分钟转数（RPM）进行监视，以控制变速器，使车速保持在最高安全速度以下。电动车窗通常由一种具有闭环旋转检测功能的小型电机进行控制。而且我们不要忘记，当您最喜欢的歌曲开始播放之际，无线电系统需要对音量旋钮进行检测（在您转动该旋钮时）。
除汽车外，旋转检测技术还适合许多其它应用，被用于电机轴、风扇、齿轮、涡轮和计算机鼠标滚轮。本图展示了一个用该技术来测定流体流速的例子：
这种类型的传感器名为旋转编码器，分两大类：绝对编码器（它们能以度为单位来辨析确切位置）和增量编码器（它们可探测相对变化）。绝对编码器的一个简单例子是电位计。
在增量编码器的范围内，两个主要类型是“惟速度型”和“速度与方向型”。第一种类型：当发生任何旋转时…
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…
如果你曾经寻找过一款德州仪器 (TI) 器件，那么你就很有可能看到过图1中显示的工具。这个产品选择工具功能强大，能够帮助你快速审查数百种器件。
图1：产品选型工具
不过，俗话说得好，无用输入会带来无用输出。所以理解所寻找器件的不同技术规格是找到合适器件的关键。在我们这一期的电机驱动论坛问答中，我将主要来谈一谈最容易被误解的电机驱动器技术规格：驱动器电流额定值。我还将检查2个驱动电流参数，即峰值输出电流和均方根 (RMS) 输出电流。
峰值输出电流是在不考虑器件及其封装的热限制情况下，电机驱动器能够传送的最大电流。这个限值通常由电机驱动器的过流保护 (OCP) 来设定（图2）。
图2：OCP限值（峰值输出电流）
DRV8840数据表中的保护限值示例
在尝试汲取的电流大于OCP的限值时，将导致驱动级关断。峰值输出电流限值的一个例外情况是，电机驱动器将在OCP抗尖峰脉冲定时器期间，在允许短时间的较高电流。抗尖峰脉冲定时器可以确保开关或输出电容器的噪声不会触发OCP…
工业用电源设计工程师们面临着众多供电挑战；其中一个主要难题就是输入电压范围的大幅变化。其中的原因有很多，其中就包括设计对远距离的支持。例如，工厂会有一条在整个建筑内进行传输的主电压轨。由于阻抗、以及感应电压和连接至电源不同位置的设备所导致的噪声，或者大型电感和电容元件所引起的重度负载，这些长电压轨会产生压降。
图1.宽输入电压 (Vin) 低噪声3输出降压转换器参考设计
图1中的参考设计是一款具有3个低噪声输出的单输入降压转换器。这个模块使用的是LM43603，一款易电源 (SIMPLE SWITCHER®) 同步降压DC/DC转换器，此转换器能够在输入电压介于7V至36V范围内时驱动高达3A的负载电流。LM43603的5V输出能够驱动LM26420 DC/DC稳压器（请见图2），进一步将输出电压降低至1.8V到2.5V的区间内，每个输出能够驱动1A的负载电流。这个电源适用于那些需要由单输入DC电压生成多个输出的应用…
汽车行业最振奋人心的一面就是能不断邂逅机遇，不断对机遇展开热议，并且周围一些最有创意却要求极高的工程师也在不断通过挑战抢抓机遇。笔者不仅拥有这样的机会，而且最近在一场会议中被人问到这样一个问题：“‘Jacinto 6’平台确实发挥了全部作用吗？”笔者承认自己有点儿沮丧。尽管TI已在其最新信息娱乐处理器系列中投入了所有创新，但我们做的还是不够，因为这些很难让工程师感到满意。不过挫折很快就转变成了机遇，回头想想，对于为“Jacinto 6”平台制定的令人兴奋、雄心勃勃的计划而言，这只是一个起点，目的是通过将更多功能集成到信息娱乐处理器（不影响性能）来重塑传统的信息娱乐架构。
有能力通过添加前所未有的创新用例来增强驾驶员对车内外状况的警觉意识，从而在信息娱乐领域扩大现有投资，是不是很酷？有机会通过将非安全信息内容添加到传统的车载信息娱乐（IVI）功能中以提升驾驶员体验…
物联网并不是消费应用的专利，随着越来越多的传感器和设备连接到云，物联网将在工业领域发挥更大的潜能，同时提供更多的服务。值得注意的是，物联网和机器对机器（M2M）的概念并不能混为一谈，因为它们之间存在着巨大的差异。M2M通常是基于专有技术构建的封闭环境，而物联网则提供了一个开放的环境，并且能够利用标准网络的连接性以及其服务来运行，就如同我们人类一样。这种开放性可以使气体传感器在检测到问题时直接向操作员报告，而这在M2M系统中并不能够实现。
通过连接到云，工业市场上的很多应用都可以在IoT领域中发挥巨大作用。
事实上，除了电池充电器以外，一个专门为可穿戴设备而设计的电源解决方案还包括很多其他组件。现在，让我们一起来了解一下当工程师在为系统设计充电解决方案时最常采用的几款器件。
电池充电器前端的输入接口通常可以使用不同的电源，例如目前普遍的USB、AC适配器以及无线电力与能源采集等。通过与无线电源协会（WPC）多年以来的密切合作，目前TI已经推出了多款可同时用于Qi及非Qi认证解决方案的无线充电传输器和接收器。
TI针对低功耗可穿戴应用所推出的微型无线接收器TI Design参考设计是一款采用了低功耗无线接收器bq51003的超小型参考设计，能够为电池充电器提供5V的直流输入电流。整套解决方案的面积还不足30平方毫米，是小巧精致型低功耗应用的理想选择。如果工程师想要设计一个直接充电的解决方案，可以用bq51050B替换bq51003…
当测定氮化镓（GaN）晶体管的皮秒量级上升时间时，即使有1GHz的观察仪器和1GHz的探针仍可能不够。准确测定GaN晶体管的上升和下降时间需要细心留意您的测量设置和设备。让我们初步了解一下使用TI最近推出的LMG5200集成式半桥GaN电源模块进行准确测量的最佳实践方法。
在订购LMG5200评估模块（EVM）之前，请确认您的试验台设备可准确测量基于GaN（美国能源部认为是“基础性”技术，可更好地利用我们的能源资源）的宽带隙（WBG）半导体产品，如LMG5200。如果您的设备看起来像此处展示的设备，那么您可能需要升级您的观察仪器和探针。
测量WBG半导体的电压转换需要具有足够测量带宽的设备。示波器带宽的特点是拥有-3dB的频率 —— 在该频率下正弦波（显示在示波器上）的幅度已下降到输入信号的1/√2或0.707…
欢迎场效应晶体管（FET）的爱好者们再度光临，阅读“了解MOSFET产品说明书”博客系列的第四部分！今天，笔者将谈论脉冲电流额定值、它们的计算方法以及在FET产品说明书的安全工作区图中是如何描绘它们的。
产品说明书首页上出现的脉冲电流额定值（IDM）与连续电流额定值很相似，因为它是一个理论上的计算值。然而，与连续电流额定值不同的是，IDM只是作为热约束条件（从正在标准化的RθJC到给定的脉冲持续时间以及“绝对最大额定值”表的脚注中明确规定的占空比）的函数被计算出来的。
以最近发布的CSD17579Q5A 30V N通道MOSFET为例。该部件的产品说明书规定了105A的最大脉冲电流额定值，基本条件是脉冲持续时间小于或等于100μs，占空比小于或等于1％。为确定用于计算IDM的瞬态热阻抗，我们将参阅下面图1所示的标准化热阻抗曲线。如果我们在脉冲持续时间为100μs时看1…
大量便携式扬声器正在涌入市场，对存储或播放媒体内容的现代蜂窝电子产品和内存设备的音频性能起到补充作用。当前的挑战是：便携式设备的物理尺寸是一大卖点，但电池不具备提供优质音频播放所需的功率密度或使用寿命。此外，物理尺寸还导致缺乏深沉的谐振低音，使音乐听起来失真，丧失吸引力。
许多制造商正在生产的便携式（通常支持蓝牙（Bluetooth®）技术）扬声器包含较大的电池并拥有能处理低频低音的物理尺寸。在这类设计中存在很多有待攻克的难题，通常与这些因素有关：系统集成、热可靠性、成本效益以及适合扬声器的单节锂离子电池驱动器的使用。
德州仪器（TI）已打造出一种参考设计，可展示高性能紧凑灵活的升压型转换器如何能帮助应对这些挑战（图1）。
图1：便携式扬声器参考设计
LM3481 升压型控制器可支持紧凑设计和高效率。图2展列了您在负载范围内可预期的效率、比较解决方案尺寸和热性能的演示。
LM3481 提供了紧凑高效、材料清单列项很少的解决方案…
为5英寸以上的汽车LCD显示器进行的设计工作可能非常错综复杂。显示器源极驱动器需要一个电压范围为10V至15V、被称做模拟电压器件漏极（AVDD）的电源轨以及两个用于栅极驱动器的电源轨（VGH和VGL）。
在许多情况下，您可以使用LCD偏压电源，如TPS65150-Q1（一种适用于信息娱乐或群集显示器的汽车LCD/显示器偏压解决方案，可大大简化您的LCD电源设计）。但还有另一种设计汽车LCD显示器的方法，可通过使用更少的源极驱动器来进一步缩减尺寸并节省材料清单（BOM）成本。
图1：使用TPS65150-Q1的传统LCD偏压电源方法
为跟随大约3年前在智能手机和平板电脑显示屏（查看适合这些应用、基于单个电感器的分裂轨转换器TPS65132）设计领域兴起的潮流，汽车界出现了一种全新的驱动方法—— 源极驱动器现在需要一个正AVDD（6.xV）电源轨和一个负AVDD（-6.xV）电源轨。
…电池技术的创新并不像其它技术优势那样迅速。每隔十年，电池容量就会增加一倍，同时市场对于电池工艺的要求也越来越高，这给电池开发人员带来了许多艰巨的挑战。电池开发人员在设计电池供电系统时经常会发现，虽然系统硬件的效率提高了，但电池的功耗却往往比预期高出很多。实际上，在优化嵌入式系统时，硬件只是必须考虑的因素之一，另一个不可或缺的因素则是软件。
如果电池开发人员希望电池发挥最佳性能，可以通过管理微控制器 (MCU) 软件的方法来解决。在着手开始之前，不妨先参考以下技巧：
汽车应用要求输出发光二极管（LED）由具备短路保护功能且适用于LED驱动器的恒流源来驱动。该电流解决方案是一种离散度较大的问题解决法，具有放大器和比较器，可驱动场效应晶体管（FET）或集成的保护FET。这使该电路拥有保护功能，但成本更高且电路板占用空间更多。
TI的ALM2402是一种双路高电压大电流运算放大器（运放），该器件的大电流能力使它可驱动电流达400mA的负载；应用包括汽车尾灯照明或转向指示器。ALM2402拥有对电池短路和对地短路保护功能，还具有一路标记性输出，能使控制系统在遇到不利情况时关闭该器件。在本文中，笔者将说明如何在LED汽车应用（如日间行车灯、刹车灯和转向指示器）里使用ALM2402。
首先，请考虑以下两项要求：
图1展示了稳压高侧驱动器（适用于LED尾灯应用）的实施方案。要求串联的二极管能在恶劣的工作环境中避免出现电池反接情况…
我们的朋友在“启蒙解惑篇：TI DLP®博客”里创建了“慧眼寻差异”趣味图，以展示适用于汽车平视显示器（HUD）的全新DLP3000-Q1芯片组的神奇功能。我们在下边揭晓答案前，看看您能否找出两种HUD的三个不同之处：
答案：
模拟
汽车
DLP® 技术
嵌入式处理
工业
电源管理
