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今日电子杂志部级期刊

  • 主管单位:信息产业部

  • 主办单位:中国电子工业出版社;美国国际数据集团(IDG)

  • ISSN:1004-9606

  • CN:11-3227/TN

今日电子杂志

今日电子 2018年第07期杂志 文档列表

今日电子杂志芯闻动态
19-21

6月行业要闻

摘要:车用芯片今年323亿美元,较去年成长18.5%ICInsights预估,今年车用芯片市场将达323亿美元规模,可望较去年再成长18.5%,将连续3年创下历史新高纪录。ICInsights指出,系统监控、安全、先进驾驶辅助系统(ADAS)及自动驾驶将是驱动今年车用芯片市场成长的主要动力;内存产品平均售价持续上涨,也将为车用芯片市场添增成长动能。车用芯片后市持续看俏,ICInsights预估,2021年车用芯片市场将达436亿美元规模,2017年至2021年车用芯片市场年复合成长率将达12.5%,成长力道将较整体芯片市场的6.1%超出逾一倍水平。ICInsights预期,车用芯片市场成长性也将高于工业、消费、计算机与通讯市场,将是成长力道最强劲的芯片终端应用市场。韩国时报报导,三星电子推出10nm制程的车用16GbLPDDR4XDRAM,号称具备高效能和低功耗的优点,耐热程度也大为提升。汽车需要在极端环境下运作,20nm制程的DRAM可以承受摄氏-40.+105℃的温差。三星宣称,新品的耐热程度提高至125℃。

今日电子杂志专题特写
22-23

数字I/O终归意味着数字I/O

作者:MICHAEL; JACKSON; SEAN; LONG 单位:Maxim公司

摘要:工业4.0是现代工厂环境的一个新的代名词。它包含网络控制器,连续监测数百甚至数千个传感器(如液位检测器)的输入。同时,信号被发送到类似数量的输出设备,如阀门、螺线管或电机驱动器。在这篇文章中,我们将展示电子编组(electronicmarshaling)如何简化将扩展的现场布线连接回控制器的过程。与电子编组方法相比,我们还将提出另一个解决方案,带来新的灵活性。有线编组(Wiredmarshaling)直到最近,将现场I/O设备连接到可编程逻辑控制器(PLC)的标准方式仍然是通过传统的有线编组方法,如图1所示。多芯电缆将位于工厂地板上的现场设备的电线连接到通常位于I/O室中的编组面板的接线端子上。在这里,接线是交叉编组的,因此每个现场设备都连接到相应控制器通道的I/O卡。

24-25

室内LED灯泡需要更可靠的电路保护

作者:WILLIAM; SHENBERGER 单位:Littelfuse公司

摘要:早期的室内LED灯泡的设计者面临许多技术障碍,包括AC到DC转换、散热、现有灯泡尺寸造成的约束、电瞬变,更不用说驱动产生光的LED的基本挑战。为电路中的LED及其上游的所有元件提供瞬态保护,是一个重大的设计挑战。这些瞬态现象通常是由交流输入上闪电引起的浪涌引起的。LED灯泡需要过流和过压保护以免受到这些威胁。对更多的功能和更高的光输出的需求已经使L E D板组件的数量大大增加。更高的光输出带来了更大散热片的需求,以加强散热。由于L E D灯泡必须与目前的白炽灯和C F L灯泡(如A19家用灯泡)形状兼容,因此它们都包含一个AC/DC电源电路,以便它们可以使用标准灯泡插座(见图1)工作。直接连接到交流电源的任何东西都可能因灯泡内部组件和/或电路故障引起的短路和过载条件而受损。此外,雷电浪涌或负载开关瞬态(源于灯泡外部)可能会产生电压尖峰或环波,这些电压尖峰或环形波会加重并最终损坏灯泡内的元件。

26-28

当代同轴及以太网互连器件浪涌保护

作者:Manuel; Martinez; 杨勇(技术校对) 单位:美国L-com公司; L-com中国

摘要:对于建筑物而言,除了大部分雷击浪涌的引流之外,针对残留雷电的内部设备保护也变得越来越为重要。雷电具有直接和间接影响建筑物、家庭及城市内电子系统的风险。直接雷击不但可以摧毁人的生命,而且其导致的瞬态巨大电流所产生的电磁场可对设备造成永久性伤害。平均而言,雷电电压几乎可在瞬间向地表施加50万焦耳的能量,而且地球每年遭受10亿次以上的雷击,因此避雷防护极为重要。基站与数据中心所采用的避雷防护措施及下游浪涌保护技术可大为不同。下文主要对采用同轴和以太网互连器件的系统所使用的浪涌保护器件进行描述。避雷防护标准IEC/BS EN 62305避雷防护标准将雷击风险分为以下三类:直接雷击,间接雷击,雷击造成的电磁能量。如表1所示,在避雷防护规划中,需要将各区域划分为高风险区域(或称避雷防护区域),以及雷击潜在损害区域。上述标准将雷击可能导致的损害分为以下三类:(1)活体伤害;(2)结构的物理性损坏;(3)内部系统的失效。一般而言,对于任何可能给人类造成伤害的事物,均须设置层层预防措施。举例而言,为了保障内部人员的生命安全,医院需要在外部结构和内部设备两个层面设置大量的缓冲设施。

29-33

多通道数据采集(DAQ)系统的性能优化:关于输入建立时间的不为人知的故事

作者:Joseph; Leandro; Peje 单位:ADI公司

摘要:在多通道多路复用数据采集系统中,增加每个ADC的通道数量可改善系统的整体成本、面积和效率。现代逐次逼近寄存器模数转换器(SARADC)具有高吞吐量和高能效,使得系统设计人员能够实现比以往更高的通道密度。本文将说明多路复用器输入端的建立瞬变(由多路复用器输出端的大尺度开关瞬变引起)导致需要较长采集时间,使得多通道数据采集系统的整体吞吐量显著降低。然后,本文将着重阐述使输入建立时间最小化,以及提高数据吞吐量和系统效率所需的设计权衡。多通道DAQ的组成与性能多通道数据采集(DAQ)系统是一个与多路输入(通常是传感器)接口的完整信号链子系统,其主要功能是将输入端的模拟信号转换为处理单元可以理解的数字数据。多通道DAQ系统的主要组成部分有模拟前端子系统(缓冲器、开关元件和信号调理模块)、模数转换器(ADC)及数字接口。对于高速精密转换器,开关元件(通常是多路复用器)放置在ADC驱动器和转换器本身之前,以利用现代ADC的先进性能。SARADC兼具高速度和高精度性能,是这些应用最常用的ADC类型。

48-49

应对电池老化,用电量计赢得客户信任

作者:Bakul; Damle 单位:Maxim; Integrated公司

摘要:最近,您可能听说了这则新闻—智能手机制造商为了适应电池的老化而将旧型号的产品降速,以防止电池老化的手机意外关机。虽然本意是好的,但该新闻仍然引起了客户的强烈不满,很大程度上是因为客户无法获得详细的电池信息,以及厂商没有对管理旧电池的方式做出明确的说明。这一事件也确实引发了人们的关注,且提升了向客户提供可靠电池信息的重要性。管理老化电池并不难目前使用的大多数移动设备采用锂离子电池,电池性能会随时间的推移而下降。电池容量会变小、内部阻抗变大。老化电池的负载较重时,与轻载相比,可利用的容量较小,这是因为旧电池比新电池的阻抗高。在您的电池供电设计中集成电量计IC为管理旧电池提供了相对简单的途径。除了许多电量计提供的充电状态(SOC)数据外,MaximModelGaugeTMm5IC等新型电量计也提供以下数据基准点:●可用容量和报告容量●老化●定时器●剩余工作时间●周期●老化预测●电池电阻您可根据客户的期望决定披露哪些信息,这有助于他们更好地管理电池供电设备,帮助建立客户对电池管理方式的信任。

50-51

用于电力驱动的汽车高压接触器

作者:Ralf; Hickl; Uwe; Rahn 单位:儒卓力公司

摘要:直流链路电容器在接通变频器的直流链路时通电,这导致需要限制的急剧电流浪涌。本文描述了利用高压(HV)开关的概念。根据其结构和设计概念,电动车辆或混合动力车辆牵引变流器的直流链路额定电压或可高达1kV,目前正在讨论中。发动机变频器IGBT或MOSFET的供应商在其应用指南和参考设计中规定的低电感滤波器的容量,必须与功率输出级的半桥并联连接。例如,英飞凌在其牵引逆变器“Hybrid Pack功率模块混合套件”的参考设计中,推荐使用额定值为300μF/450V的滤波电容器。充电至额定电压时,其储存的功率大约为30W。可满足这些要求的功率薄膜电容器的供应商有AVX、Rubycon和WIMA等。就能源效率而言,HV蓄电池和逆变器之间的电气连接应尽可能短且电阻尽可能低。出于安全原因,当车辆关闭时,电池和牵引逆变器通过接触器电气隔离。因此,接通接触器时必须采取预防措施,以限制滤波电容器在初始放电时的充电电流。

今日电子杂志无线技术特刊
37-40

用于蓝牙低功耗遥控器的语音命令

作者:Bougas; Pavlos; Iliopoulos; Marios 单位:Dialog公司

摘要:最初,电视、机顶盒和空调等电器仅需少量控制功能。在大多数情况下,开/关按钮、几个选择按钮和两组增加/减少控制足以完全控制您的设备。但随着设备支持的功能增加,用户使用的命令和配置选项也随之增加。然而,用户仍希望只用一个遥控器来管理所有功能。为了解决这个问题,工程师们开始整合更复杂的用户界面(UI)。分层菜单出现在电视屏幕上,而越来越多的按钮被填充到遥控器中,以便用户调用和浏览菜单。今天的重要趋势是让设备更“智能”。智能设备可以连接到其他设备和互联网,来提供更多功能和服务。使用菜单浏览,并用遥控器上的小按钮键输入一大字符串是不切实际的,也不是个愉快的体验。在本文中,我们将讨论如何使用语音命令来提供更好的用户体验。我们特别研究了使用Dialog基于DA14585的高级语音遥控参考设计,通过蓝牙低功耗(BLE)实现语音命令。

41-42

在高度时间敏感的低功耗蓝牙应用中使用RTOS

作者:JEAN; J.LABROSSE 单位:Micrium; Silicon; Labs公司

摘要:当您设计嵌入式系统时,您需要回答的问题之一是您的应用程序是否需要实时操作系统(RTOS)。许多嵌入式设计人员已经避免使用RTOS内核,因为他们担心内核在处理关键部分时会禁用中断,并且可能会阻止在时间敏感的应用程序中满足最终期限。什么是RTOSRTOS是一款能够尽可能有效地管理中央处理单元(CPU),微处理单元(MPU)甚至数字信号处理器(DSP)的时间的软件。大多数RTOS内核都是用C编写的,并且需要用汇编语言编写的一小部分代码来使内核适应不同的CPU架构。内核为程序员提供了许多有用的服务,包括多任务、中断管理、任务间通信和信令、资源管理、时间管理和内存分区管理。应用程序基本上会被分为多个任务,每个任务负责一部分应用程序。一项任务是一个简单的程序,它认为它拥有CPU本身。根据任务的重要性为每个任务分配一个优先级。大多数用于嵌入式系统的内核都是“抢占式”的,这意味着内核始终去执行将要运行的最重要的任务。抢占内核也是事件驱动的,这意味着任务旨在等待事件发生才能执行。事件发生时,任务执行并执行其功能。如果任务正在等待的事件没有发生,则内核运行其他任务。等待任务的过程并不消耗CPU时间;内核允许您去避免使用轮询循环,因为这是对CPU时间的不良使用。许多嵌入式程序员害怕使用RTOS内核,因为他们担心内核会增加其应用程序的复杂性。事实证明,使用RTOS内核后,你只需要少量的服务就可以让你的项目开始实施。至于开销,RTOS确实可能需要CPU资源的2%.5%来执行其职责。但更重要的是,在进入临界区时RTOS需要禁用中断。根据CPU本身,时钟频率及内存访问是否需要等待状态,RTOS可以禁止几十μs的中断。对于大多数嵌入式应用来说,这个限制通常不是问题,但是当每一μs都很重要时就可能会产生问题。低功耗蓝

43-45

BAW滤波器解决拥挤Wi-Fi环境中的干扰问题

作者:Wayne; Polonio 单位:Qorvo公司

摘要:家中Wi-Fi出现信号干扰,消费者有很多办法可以解决这个问题,例如,移动路由器的位置,重新连接Wi-Fi网络,重启调制解调器,一筹莫展的时候还可以联系服务供应商。可是,作为一名RF工程师,你可以怎样设计Wi-Fi接入点,从而在源头解决最严重的干扰问题呢?本篇文章将重点探讨影响Wi-Fi干扰的以下几个因素:●需要同时支持多种无线标准。●干扰类型各不相同。●带缘的重要作用。●高性能带缘共存滤波器的重要意义。一个接入点,多种无线技术标准开发Wi-Fi接入点时,设计人员必须考虑多种无线技术标准:●中距和短距标准,例如,Bluetooth、Zigbee和Z-Wave。●功率较高的近距和远距标准,例如,Wi-Fi、3G/4GLTE和5G。其中很多标准有可能会互相干扰,导致用户的连接出现问题。另外,未许可频谱也会造成干扰。由于无线通信为了分流数据扩大容量,许可网络和未许可网络的重要作用都在与日俱增。除此之外,全新的物联网(IoT)领域也在大量利用未许可频谱。

今日电子杂志其他栏目
46-47

汽车、AI、云计算,EDA工具如何应对新兴应用挑战?

作者:王丽英; 李晓延 单位:不详

摘要:随着微电子技术及电子产品的快速发展,A I、汽车等一些新兴应用正在掀起一个个巨大的市场,同时,这些新兴应用也为半导体设计及制造带来了诸多的挑战。作为半导体行业最上游的E D A工具该何去何从?为此,本刊采访到了E D A行业领导厂商M e n t o r(a Siemens business)CEO Walden C.Rhines(Wally)先生。W a l l y先生认为,云计算将分阶段地改变E D A工具的交付和使用,假以时日,公有云也会参与到E D A行业中。对于目前最火热的汽车行业,“传感器融合”和更高的安全性对总体系统仿真的要求会越来越高,E D A工具将在其中扮演重要角色。人工智能(A I)的发展既对芯片的设计提出更高的要求,反过来,也会给E D A工具赋予更强大的能力,下一代具备A I和机器学习能力的E D A工具正在走向市场,带来更高效的设计。新工艺及封装技术的出现,也推动着E D A工具的不断发展,例如,TSMC与Mentor协作开发出面向I C和封装设计的E D A解决方案,包括封装设计和布局以及物理验证。这种一致性确保了TSMC的内部FOWLP工艺设计完全符合TSMC的封装设计规则和Sign-off要求,从而确保适当的良率和可靠性,同时使晶圆代工厂能够为其客户提供完整的FOWLP设计流程。

58-58

适用于恩智浦i.MX 8M应用处理器的电源管理IC

摘要:BD71837MWV是融入ROHM多年积累的处理器用电源技术,并集成了i.MX8M处理器所需的电源系统(Powerrail)与功能的PMIC。仅1枚芯片即可提供包括功率转换效率高达95%的高效率DC/DC转换器*1在内的系统所需的电源和保护功能,同时还内置适用于i.MX8M处理器的电源ON/OFF时序器,不仅有助于应用的小型化,还使应用设计更加容易,并大大缩短开发周期。BD71837MWV的电源电路根据i.MX8M系列处理器的电源系统设计而成,集控制逻辑、8通道降压型DC/DC转换器(Buck Converter)、7通道LDO*2于一身,仅这1枚芯片,不仅可为处理器供电,还可为应用所需的DDR存储器供电。此外,还内置有SDXC卡用1.8V/3.3V开关、32.768kHz晶振缓冲器、众多保护功能(各电源系统的输出短路、输出过电压、输出过电流及热关断等)。采用小型QFN封装(8mm×8mm,高度1mmMax,间距0.4mm,68pin),不仅可提供所需的MSP430超值系列产品中新增了多款新型微控制器(MCU),新型的MCUs具有集成信号链元件,并扩展了工作温度范围。新型MSP430FR2355铁电存储器(FRAM)MCUs不仅能满足如烟雾探测器、传感变送器和断路器等感应与测量应用在温度方面的要求,还可以帮助开发人员缩小印刷电路板(PCB)尺寸,并且降低物料成本(BOM)。MSP430F R2355 MCU的特点和优势:通过使用MSP430F R2355 MCU,工程师可以更灵活地进行系统设计。MSP430F R2355 MCU集成了智能模拟组合——可配置的信号链元件,其中包括多个12位DAC和可编程增益放大器,以及一个12位ADC和两个增强型比较器。开发人员可以将MSP430F R2355 MCU用于需要在高达105℃的温度下工作的应用,同时还可以充分利用FRAM数据记录功能。对于成本敏感的应用,工程师拥有更多的选项,可以从MSP430F R2355 MCUs中选择更为合适的内存与处理速度。通过提供内存高达32KB的存储器以及速度高达24MHz的中央处理单元(CPU),MSP430超值系列FRAMMCU的可选性得

58-58

集成信号链元件的MSP430控制器

摘要:SP430超值系列产品中新增了多款新型微控制器(MCU),新型的MCUs具有集成信号链元件,并扩展了工作温度范围。新型MSP430F R2355铁电存储器(FRAM)MCUs不仅能满足如烟雾探测器、传感变送器和断路器等感应与测量应用在温度方面的要求,还可以帮助开发人员缩小印刷电路板(PCB)尺寸,并且降低物料成本(BOM)。MSP430F R2355 MCU的特点和优势:通过使用MSP430F R2355 MCU,工程师可以更灵活地进行系统设计。MSP430F R2355 MCU集成了智能模拟组合——可配置的信号链元件,其中包括多个12位DAC和可编程增益放大器,以及一个12位ADC和两个增强型比较器。开发人员可以将MSP430F R2355 MCU用于需要在高达105℃的温度下工作的应用,同时还可以充分利用FRAM数据记录功能。

59-59

完全无银的高亮度红色LED

摘要:ROHM面向汽车领域开发出业界首款完全无银的高亮度红色LEDSML-Y18U2T,非常有助于汽车刹车灯等在严酷环境下使用的应用的可靠性高提升。此次开发的产品是用金等其他材料取代了以往晶片键合焊膏及框架所使用的银,实现了完全无银化。此举消除了由于银受到腐蚀而引起LED亮度衰减现象,可提高应用的可靠性。例如,将以往产品和新产品分别在硫化试验条件下使用240个小时(10天)后,新产品的光通量相比旧产品可改善约40%。ROHM利用从元件到封装垂直统合型生产体制的优势,晶片键合采用金锡(AuSu),引线采用金,框架采用金钯(AuPd),实现了完全无银化,从而使产品同时具备高亮度与优异的抗硫化性能。

59-59

最宽带宽RF收发器

摘要:ADRV9009RF收发器提供两倍于前代器件的带宽(200MHz),可取代多达20个器件,功耗降低一半,封装尺寸减小60%。凭借行业领先的性能以及更小的尺寸、重量与功耗,ADRV9009收发器能够满足新兴5G无线基础设施设备以及航空航天系统严苛的天线密度和扩展网络容量要求。ADRV9009是业界首款支持现有全部蜂窝标准的RF收发器。该器件可在75MHz至6GHz的范围内调谐,支持2G/3G/4G/5G服务,因此蜂窝设备制造商可以采用单一紧凑型无线电设计来满足所有频段和功率要求。产品设计时间最多可缩短一半,多频段、多标准通信设备的部署和维护也得以简化。

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