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利用高性能電壓監(jiān)控器提高工業(yè)功能安全合規(guī)性——第1部分

問題：如何使用高性能監(jiān)控電路來提高工業(yè)功能安全合規(guī)性？回答高性能電壓監(jiān)控器具有集成的安全功能，可提高系統(tǒng)性能，以滿足IEC 61508功能安全標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于定量可靠性、架構(gòu)約束和系統(tǒng)安全完整性的要求，從而幫助系統(tǒng)符合該標(biāo)準(zhǔn)。簡介各行各業(yè)的安全關(guān)鍵型應(yīng)用一般都會考慮遵守功能安全標(biāo)準(zhǔn)1，因為這些應(yīng)用一旦發(fā)生故障，可能會對人員、財產(chǎn)和環(huán)境造成危害。產(chǎn)品設(shè)計師按照功能安全標(biāo)準(zhǔn)對設(shè)計的產(chǎn)品進(jìn)行認(rèn)證，讓客戶可以放心地使用產(chǎn)品，確保產(chǎn)品能夠在具有安全法規(guī)的國家/地區(qū)進(jìn)行銷售，并引領(lǐng)功能安全市場的趨勢。本文強(qiáng)調(diào)了高性能監(jiān)控電路
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當(dāng)過壓持續(xù)較長時間時，使用開關(guān)浪涌抑制器

在工業(yè)電子設(shè)備中，過壓保護(hù)是確保設(shè)備可靠運行的重要環(huán)節(jié)。本文將探討如何使用開關(guān)浪涌抑制器替代傳統(tǒng)的線性浪涌抑制器，以應(yīng)對長時間的過壓情況。與傳統(tǒng)線性浪涌抑制器不同，開關(guān)浪涌抑制器能夠在持續(xù)浪涌的情況下保持負(fù)載正常運行，而傳統(tǒng)線性浪涌抑制器則需要在電源路徑中的MOSFET散熱超過其處理能力時切斷電流。
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解決模擬輸入IEC系統(tǒng)保護(hù)問題

與系統(tǒng)模擬輸入和輸出節(jié)點交互作用的外置高壓瞬變可能破壞系統(tǒng)中未采用充分保護(hù)措施的集成電路(IC)?，F(xiàn)代IC的模擬輸入和輸出引腳通常采用了高壓靜電放電(ESD)瞬變保護(hù)措施。人體模型(HBM)、機(jī)器模型(MM)和充電器件模型(CDM)是用來測量器件承受ESD事件的能力的器件級標(biāo)準(zhǔn)。這些測試旨在確保器件能承受器件制造和PCB裝配流程中的靜電壓力，通常在受控環(huán)境中實施。工作于惡劣電磁環(huán)境中的系統(tǒng)在輸入或輸出節(jié)點上需要承受高壓瞬變——并且在從器件級標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)級標(biāo)準(zhǔn)以實現(xiàn)高壓瞬變魯棒性時，傳輸?shù)絀C引腳的能量水平
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可以根據(jù)負(fù)載輕松而精確地進(jìn)行限流嗎？

在一些電源管理應(yīng)用中，無論是要保護(hù)電源（例如，中間電路電壓需要過載保護(hù)以便能夠可靠地為其他系統(tǒng)部件提供電能），還是在故障情況下保護(hù)可能由于過流而造成損壞的負(fù)載，都需要精確地限制電流。在尋找合適的DC-DC負(fù)載點穩(wěn)壓器來滿足此要求時，我們發(fā)現(xiàn)市面上具有可調(diào)限流功能的電壓轉(zhuǎn)換器很少見?？烧{(diào)限流功能在采用外部電源開關(guān)的控制器設(shè)計中更加常見，而所有的集成解決方案很少提供此類功能。而且，可調(diào)限流功能的精度通常不是很高。以外，DC-DC轉(zhuǎn)換器IC中的電流限制器一般只限制電源的電感電流，不會限制輸入或輸出電流。此類集成
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學(xué)子專區(qū)-ADALM2000實驗：包絡(luò)檢波器

目標(biāo)本實驗活動使用ADALM2000和Scopy介紹包絡(luò)檢測和幅度調(diào)制。信號的包絡(luò)相當(dāng)于其輪廓，包絡(luò)檢波器連接該信號中的所有峰值。包絡(luò)檢測在信號處理和通信領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，幅度調(diào)制(AM)檢測便是其中一個應(yīng)用。AM是電子通信領(lǐng)域使用的一種調(diào)制技術(shù)，常用于通過無線電載波傳輸信息。在AM中，載波的幅度（信號強(qiáng)度）與被傳輸?shù)牟ㄐ纬杀壤兓?。例如，該波形可能對?yīng)于揚(yáng)聲器重現(xiàn)的聲音或電視像素的光強(qiáng)度。典型的幅度調(diào)制信號如公式1所示。其中：■? ? ：消息信號■? ? ：載波信號■
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氣相色譜傳感器解決環(huán)境監(jiān)測需求

本文概述了用于環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測的氣相色譜傳感器系統(tǒng)的工作原理及其關(guān)鍵組件。文中將介紹氣相色譜法如何精確地分析與水和土壤污染相關(guān)的化合物，探討氣相色譜系統(tǒng)的主要組成部分，包括進(jìn)氣口、溫度控制裝置、檢測器和電源子系統(tǒng)。此外，我們還將提供低噪聲放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)、基準(zhǔn)電壓和電源管理IC方面的建議，以實現(xiàn)高精度的測量。
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帶耦合電感的多相降壓轉(zhuǎn)換器中關(guān)于輸出電流和電壓紋波的考量因素

多相耦合電感器是一項很有前景的技術(shù)，由于每個耦合相內(nèi)的電流紋波得到消除，為系統(tǒng)帶來了顯著的優(yōu)勢。而令人意想不到的是，無論是耦合電感器還是非耦合電感器，多相降壓轉(zhuǎn)換器的總輸出電流紋波都是相同的。本文重點探討輸出電流紋波的考量因素，以及影響輸出電壓紋波和整體轉(zhuǎn)換器性能的具體細(xì)節(jié)。
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使用IO-Link收發(fā)器管理數(shù)據(jù)鏈路如何簡化微控制器選擇

“一次做兩件事等于一無所成”—雖然拉丁文作家普布里烏斯·西魯斯對多任務(wù)處理的看法可能有些極端，但有時候，多任務(wù)處理可能會導(dǎo)致任務(wù)無法按最初預(yù)期的方式完成，或無法按時完成。隨著工業(yè)過程日益復(fù)雜化，傳感器和執(zhí)行器等現(xiàn)場儀器已發(fā)展為同時執(zhí)行多項不同的任務(wù)，包括與過程控制器保持定期通信。這給從站微控制器帶來了額外的開銷，必須妥善管理從站微控制器，否則過程數(shù)據(jù)可能會丟失，從而導(dǎo)致生產(chǎn)停機(jī)，現(xiàn)代工業(yè)通信協(xié)議應(yīng)減少這種情況的發(fā)生。IO-Link時序IO-Link是24 V、3線工業(yè)通信標(biāo)準(zhǔn)，支持工業(yè)從站和IO-Lin
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用儀表放大器測量兩個光源之間的差異

在許多照明應(yīng)用中，測量兩個光源的相對強(qiáng)度比測量其各自的強(qiáng)度更重要。這樣能確保兩個光源以相同的強(qiáng)度發(fā)光。例如，比較同一建筑物內(nèi)控制室（ 1 號房間）和另一間房（ 2 號房間）的亮度會有幫助，以便可以在白天的任何時間和夜里進(jìn)行調(diào)整?；蛘?，對于一個生產(chǎn)系統(tǒng)，您可能希望確保明亮的光照條件不發(fā)生變化。確定相對強(qiáng)度的一種辦法是測量兩個附加光檢測器的不同輸出。其差異將被轉(zhuǎn)換為以地為基準(zhǔn)的單端電壓信號。圖 1 中的電路就是解決此問題的一種簡單但有效的方法，其使用帶電阻增益控制功能的儀表放大器，例如 AD623。圖1. 測
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原來為硅MOSFET設(shè)計的DC-DC控制器能否用來驅(qū)動GaNFET？

問題沒有專門用于驅(qū)動GaNFET的控制器時，如何使用GaNFET設(shè)計四開關(guān)降壓-升壓DC-DC轉(zhuǎn)換器？回答眾所周知，GaNFET比較難驅(qū)動，如果使用原本用于驅(qū)動硅(Si) MOSFET的驅(qū)動器，可能需要額外增加保護(hù)元件。適當(dāng)選擇正確的驅(qū)動電壓和一些小型保護(hù)電路，可以為四開關(guān)降壓-升壓控制器提供安全、一體化、高頻率GaN驅(qū)動。簡介在不斷追求減小電路板尺寸和提高效率的征途中，氮化鎵場效應(yīng)晶體管(GaNFET)功率器件已成為破解目前難題的理想選擇。GaN是一項新興技術(shù)，有望進(jìn)一步提高功率、開關(guān)速度以及降低開關(guān)損
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增強(qiáng)視覺傳感器功能：3D圖像拼接算法幫助擴(kuò)大視場

得益于出色的深度計算和紅外(IR)成像能力，飛行時間(TOF)攝像頭在工業(yè)應(yīng)用，尤其是機(jī)器人領(lǐng)域越來越受歡迎。盡管具有這些優(yōu)勢，但光學(xué)系統(tǒng)的固有復(fù)雜性往往會約束視場，從而限制獨立功能。本文中討論的3D圖像拼接算法專為支持主機(jī)處理器而設(shè)計，無需云計算。該算法將來自多個TOF攝像頭的紅外和深度數(shù)據(jù)實時無縫結(jié)合，生成連續(xù)的高質(zhì)量3D圖像，該圖像具有超越獨立單元的擴(kuò)大視場。借助拼接的3D數(shù)據(jù)，應(yīng)用先進(jìn)的深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)能夠徹底改變可視化及與3D環(huán)境的交互，深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)在移動機(jī)器人應(yīng)用中特別有價值。
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如何更好對微控制器和輸出外設(shè)進(jìn)行電氣隔離？

無論是在建筑物中還是在生產(chǎn)車間，如今在任何地方都需要可編程控制器來調(diào)節(jié)各種生產(chǎn)過程、機(jī)器和系統(tǒng)。這就涉及到與相關(guān)器件連接的可編程邏輯控制器(PLC)或分布式控制系統(tǒng)(DCS)模塊。為了控制這些器件，PLC或DCS模塊通常具有提供電流輸出、電壓輸出或二者的組合的輸出模塊。工業(yè)控制模塊的標(biāo)準(zhǔn)模擬輸出電壓和電流范圍為±5V、±10V、0V至5V、0V至10V、4mA至20mA和0mA至20mA。特別是在工業(yè)領(lǐng)域，通常需要對微控制器和輸出外設(shè)進(jìn)行電氣隔離。傳統(tǒng)解決方案采用分立式設(shè)計，可以將微控制器的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為
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單個IC也能構(gòu)建緊湊、高效的雙極性穩(wěn)壓器

電動汽車、大型儲能電池組、家庭自動化、工業(yè)和電信電源都需要將高電壓轉(zhuǎn)換為±12V，以滿足為放大器、傳感器、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器和工業(yè)過程控制器供電的雙極性電源軌需求。所有這些系統(tǒng)中的挑戰(zhàn)之一是構(gòu)建一個緊湊、高效的雙極性穩(wěn)壓器，它的工作溫度范圍為-40°C至+125°C，這在汽車和其他高環(huán)境溫度應(yīng)用中尤為重要。線性穩(wěn)壓器已廣為人知，并且通常位列雙極性電源備選方案的首位，但它不適用于上述高輸入電壓、低輸出電壓的應(yīng)用，這主要是由線性穩(wěn)壓器在高降壓比下的散熱所導(dǎo)致。此外，雙極性解決方案至少需要兩個集成電路(IC)：一個正輸
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能源、清潔科技和可持續(xù)發(fā)展的未來

二十多年來，科學(xué)家和氣候?qū)W家一直在發(fā)出警示，提醒人們關(guān)注全球變暖的影響及其與溫室氣體（GHG）排放之間的聯(lián)系。但如今，全球社會的注意力已經(jīng)轉(zhuǎn)向具體的行動，以及如何解決氣候變化的根本原因和相關(guān)影響。半導(dǎo)體是現(xiàn)代設(shè)備、電動汽車（EV）、智能手機(jī)、機(jī)器人等產(chǎn)品的大腦中樞。通過定制創(chuàng)新和自適應(yīng)邊緣智能，半導(dǎo)體或可抓住解決可持續(xù)發(fā)展危機(jī)的關(guān)鍵。
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非常見問題解答第224期：熱插拔控制器中的寄生振蕩

問題我按照數(shù)據(jù)手冊在原理圖中使用了10 Ω柵極電阻，但在啟動期間仍有振鈴。我的熱插拔控制器電路為何會振蕩？回答使用高端N溝道MOSFET開關(guān)的熱插拔器件在啟動和限流期間可能會發(fā)生振蕩。雖然這不是新問題，但數(shù)據(jù)手冊通常缺少解決方案的詳細(xì)信息。如果不了解基本原理，只是添加一個小柵極電阻進(jìn)行簡單修復(fù)，可能會導(dǎo)致電路布局容易產(chǎn)生振蕩。本文旨在解釋寄生振蕩的理論，并為正確實施解決方案提供指導(dǎo)。簡介使用高端N溝道MOSFET (NFET)的熱插拔控制器、浪涌抑制器、電子保險絲和理想二極管控制器，在啟動和電壓/電流調(diào)
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