技术

任何器件选型，你都不可能对所有相关的技术指标面面俱到完全兼顾。对于ADC也是一样，但是到底有哪些指标值得你的关注？哪些指标不可忽略？选择转换器时，工程师通常只关注分辨率、信噪比（SNR）或者谐波。这些虽然很重要，但其他技术指标同样举足轻重。

ADI系统应用工程师Brad Brannon指出了9个常被忽略的ADC技术指标。一起来看看，你常忽略了哪些？

<strong>分辨率</strong>

<strong>一、引言</strong>

为了提高传输速率和传输距离，计算机行业和通信行业越来越多的采用高速串行总线。在芯片之间、板卡之间、背板和业务板之间实现高速互联。这些高速串行总线的速率从以往USB2.0、LVDS以及FireWire1394的几百Mbps到今天的PCI-Express G1/G2、SATA G1/G2 、XAUI/2XAUI、XFI的几个Gbps乃至10Gbps。计算机以及通信行业的PCB客户对差分走线的阻抗控制要求越来越高。这使PCB生产商以及高速PCB设计人员所面临的前所未有的挑战。本文结合PCB行业公认的测试标准IPCTM-650手册，重点讨论真差分TDR测试方法的原理以及特点。

<strong>二、IPC-TM-650手册以及PCB特征阻抗测试背景</strong>

<strong>升压转换器开关节点的振铃最小化</strong>

<strong>问题的描述</strong>

图一（Boost升压电源）的电路图展示了由寄生电感及电容所构成的升压转换器的关键环路，电感及电容分别以LPAR(寄生电感)和CPAR(寄生电容)标签进行参考标注。两个开关与开关转换器的电感交汇的节点被称为开关节点。寄生电感和电容通常会产生互感，并导致开关节点上的电压在200 MHz+ 的范围内振荡。如果该振铃的振幅大于低侧开关额定电压的最大绝对值，将会损坏开关。此外，振铃所产生的传导辐射和/或的电磁干扰 (EMI) 也会引发邻近的 IC 的问题。

ESD、EMI、EMC设计是电子工程师在设计中遇到常见难题，电磁兼容性（EMC）是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰的能力。因此，EMC包括两个方面的要求：一方面是指设备在正常运行过程中对所在环境产生的电磁干扰不能超过一定的限值；另一方面是指器具对所在环境中存在的电磁干扰具有一定程度的抗扰度，即电磁敏感性。所谓电磁干扰是指任何能使设备或系统性能降级的电磁现象。而所谓电磁干扰是指因电磁干扰而引起的设备或系统的性能下降。

EMC包括EMI(电磁干扰)及EMS(电磁耐受性)两部份，所谓EMI电磁干扰，乃为机器本身在执行应有功能的过程中所产生不利于其它系统的电磁噪声；而EMS乃指机器在执行应有功能的过程中不受周围电磁环境影响的能力。

以实际的硬件设计项目为例，一同探讨硬件开发的基本准则和思想，同时欢迎大家积极提出自己的问题和观点。

<strong>1、充分了解各方的设计需求，确定合适的解决方案</strong>

启动一个硬件开发项目，原始的推动力会来自于很多方面，比如市场的需要，基于整个系统架构的需要，应用软件部门的功能实现需要，提高系统某方面能力的需要等等，所以作为一个硬件系统的设计者，要主动的去了解各个方面的需求，并且综合起来，提出最合适的硬件解决方案。

比如A项目的原始推动力来自于公司内部的一个高层软件小组，他们在实际当中发现原有的处理器板IP转发能力不能满足要求，从而对于系统的配置和使用都会造成很大的不便，所以他们提出了对新硬件的需求。

<strong>一 阻容降压的基本概念</strong>

<strong>1、什么是阻容降压？</strong>

阻容降压是一种利用电容在一定频率的交流信号下产生的容抗来限制最大工作电流的电路。

电容器实际上起到一个限制电流和动态分配电容器和负载两端电压的角色。

<strong>2、阻容降压电路由哪几部分组成？</strong>

阻容降压电路由降压模块、整流模块、稳压模块和滤波模块组成。

说起开关电源的难点问题，PCB布板问题不算很大难点，但若是要布出一个精良PCB板一定是开关电源的难点之一（PCB设计不好，可能会导致无论怎么调试参数都调试布出来的情况，这么说并非危言耸听）原因是PCB布板时考虑的因素还是很多的，如：电气性能，工艺路线，安规要求，EMC影响等等；考虑的因素之中电气是最基本的，但是EMC又是最难摸透的，很多项目的进展瓶颈就在于EMC问题；下面从二十二个方向给大家分享下PCB布板与EMC。

<strong>一、熟透电路方可从容进行PCB设计之EMI电路</strong>

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<strong>开料</strong>

目的：根据工程资料MI的要求，在符合要求的大张板材上，裁切成小块生产板件．符合客户要求的小块板料．
流程：大板料→按MI要求切板→锔板→啤圆角磨边→出板

作为真实世界信号与现代数字信号处理功能电路之间的关键使能接口——精准模数转换器，广泛应用于工业过程中的高端测试/测量系统。

但是，想要把传感器或其它信号源连接至转换器并获得数据转换器产品广告中宣称的所有性能，并不是一件容易的事，通常还需要用于提供缓冲、电压保护或其他功能等附加电路的帮助。

那么，该如何简化这个问题呢？

<strong><font color="#FF0000">作者：Silicon Labs资深系统工程师Morrie Altmejd</font> </strong>

设计与实现一个光学心率监测（HRM）系统（又称光电容积脉搏波技术，简称PPG）是一类复杂的、涉及多个领域的项目。设计要素包括人体工程学、信号处理与过滤、光学和机械设计、低噪声信号接收电路以及低噪声电流脉冲发生器。Silicon Labs（亦称“芯科科技”）近期发布了一篇技术文章，主题为：“光学心率感测设计的系统集成考量”，内容详细说明了光学设计的原理、关键考量，以及各部集成器件的需求，同时也介绍了我们旗下最新的高精准、高集成度、低功耗HRM模块解决方案。请观看完整的技术文章。

<strong>问题：可以使用放大器的禁用引脚来节省功耗而不影响性能吗？</strong>

在物联网时代，电池供电应用日益兴盛。本文将说明我们并非一定要在节省功耗和精度之间进行取舍。

有些运算放大器有禁用引脚，如果使用得当，可以节省高达 99%的功耗，同时不影响精度。禁用引脚主要用于静态工作（待机模式）。在这种模式下，所有IC都切换到低功耗状态，不需要使用器件来处理信号。这使功耗降低了若干个数量级。

如果运算放大器需要用作 ADC 的缓冲放大器，如图 1 所示，它必须处于工作状态才能执行其功能。但是，如果通过禁用引脚将放大器切换到关断模式，仍然可以保持低功耗。通常，只要 ADC 不需要向其采样和保持功能块读入任何新数值，就可以使用关断模式。

<strong>一、ARM处理器简介及RISC特点</strong>

<strong>ARM处理器简介</strong>

ARM（Advanced RISC Machines）是一个32位RISC（精简指令集）处理器架构，ARM处理器则是ARM架构下的微处理器。ARM处理器广泛的使用在许多嵌入式系统。ARM处理器的特点有指令长度固定，执行效率高，低成本等。

<strong>形成干扰的基本要素有三个：</strong>

(1)干扰源，指产生干扰的元件、设备或信号，用数学语言描述如下：du/dt，di/dt大的地方就是干扰源。如：雷电、继电器、可控硅、电机、高频时钟等都可能成为干扰源。

(2)传播路径，指干扰从干扰源传播到敏感器件的通路或媒介。典型的干扰传播路径是通过导线的传导和空间的辐射。

(3)敏感器件，指容易被干扰的对象。如：A/D、D/A变换器，单片机，数字IC，弱信号放大器等。

<strong>抗干扰设计的基本原则是：</strong>抑制干扰源，切断干扰传播路径，提高敏感器件的抗干扰性能。(类似于传染病的预防)

从规范完善的开发周期到严格执行和系统检查，开发高可靠性嵌入式系统的技术有许多种。本文介绍了7个易操作且可以长久使用的技巧，它们对于确保系统更加可靠地运行并捕获异常行为大有帮助。

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通信开关电源技术在20世纪80年代引入我国，如今已广泛应用于通信领域。由于通信开关电源的性能直接影响着通信系统的可靠性，因此正确判别通信电源的优劣也就显得尤为重要。仅从电源的输入、输出特性指标来衡量开关电源的优劣，显然是不够的，还应该从下列几方面着手。

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<strong><font color="#FF0000">作者：NI高级产品营销经理Jonah Paul</font> </strong>

回想您过去作为工程师的一年：您的角色发生了何种变化？ 过去五年又发生了哪些变化？ 随着技术变革的步伐不断加快，您必须调整工作的各个方面，并提高效率。

在Aspencore（前称UBM）2015年进行的一项测试和测量研究中，包括半导体、汽车、国防和航天航空在内的多个行业的工程师列出以下几个方面为其测试开发演变过程中最主要的变化：

“适应快速变化的技术，为终端用户提供测试能力和价值。”

“在更短的时间内设计更复杂的产品”

“获得可根据最新标准进行测试的设备。”

在便携式仪器中，只能使用电池为系统供电。通常电池电压比较低，系统中经常需要使用小功率开关电源电路对低电压进行电压变换，满足系统中不同功能模块的需求。然而，使用开关电源必将引入纹波噪声，如何降低该纹波噪声成为系统设计的一个重要问题。开关电源的纹波抑制器通常使用C 型、LC型、CLC 型无源滤波器。π 型三阶低通CLC 滤波器由于其结构简单，体积小，性能高等优点得到了广泛的应用。根据开关电源的公式，输出纹波和输出电容值成反比，电感内电流波动大小和电感值成反比。理论上使用标称值大的电容、电感可以得到较好的纹波抑制效果。实际应用中，CLC 电路中不同类型的电解电容及不同标称值的电容、电感对电源纹波的抑制效果究竟有什么样的影响尚无相关文章指出。因此，有必要对CLC 滤波电路进行实际测试研究。

<strong>背景知识</strong>

多数中间总线转换器(IBC)通过大型变压器实现从输入端到输出端的隔离。它们一般还需要一个电感用于输出滤波。这类转换器通常用于数据通信、电信以及医疗分布式供电架构。这些IBC的供应商数量众多，通常采用行业标准1/16、1/8和1/4砖墙式封装。对于一个典型的IBC，其额定输入电压为48 V或54 V，输出中间电压范围为5 V至12 V，输出功率为几百瓦特到数千瓦特不等。中间总线电 压用作负载点调节器的输入，负载点调节器则用于驱动FPGA、微处理器、ASIC、I/O和其他低压下游器件。

无线传感器节点（ WSN ）在促进物联网（ IoT ）发展方面发挥着关键作用。WSN的优点在于，它的功耗极低，尺寸极小，安装简便。对很多物联网的应用而言，譬如安装在室外的应用，WSN可使用太阳能供电。当室内有光，系统就由太阳光供电，同时为细小纽扣电池或超级电容器充电，以在没有光的情况下为系统供电。

在一般情况下，无线传感器节点是传感器为基础的设备，负责监察温度、湿度或压力等条件。节点从任何类型的传感器收集数据，然后以无线方式传递数据到控制单位，譬如计算机或移动设备，并在此处理、评估数据，并采取行动。理想情况下，节点可以由能量收集机制获得作业电源，成为独立运作的设备。从一般意义上讲，能量收集的过程是捕捉并转换来自光、振动，或热等来源的极少量能量为电能的过程。

<strong><font color="#FF0000">作者：Bill Schweber</font> </strong>

现在的系统已经变得相当复杂，以至于在很多情况下验证硬件、软件功能以及正确性的唯一方法是在循环（HITL,或者有时候也说成HIL）中使用硬件。那么HITL是什么？答案很简单：视情况而定。大部分讨论都把HITL描述为一个由软件驱动的系统，这个系统具有模拟和数字I/O口，跨越基本开关闭合包到RF，试图复制你的设计必须工作的系统。