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  • 电子产品设计EMC风险评估.pdf

    热门讨论 2013-05-27 23:53:03
    电子产品设计EMC风险评估》从电子和电气产品设计的角度出发,讲述一种实用的EMC分析方法,,避免理论化问题,可以系统地指导开发人员开发产品。这种方法还可以与电子产品的开发流程融合在一起,通过EMC分析的每个...
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  • 里面有 33个单片机类的 电子设计作品 如智能小车 仓库温湿度的监测 智能家用电热水器控制器 智能型充电器的电源和显示的设计 自动加料机控制系统 电子设计大赛点阵电子显示屏(A题)等等
  • 静电是一种客观存在的自然现象,产生的方式多种,如接触、摩擦、电器...摩擦起电和人体静电是电子工业中的两大危害,常常造成电子电器产品运行不稳定,甚至损坏。 生产过程中静电防护的主要措施为静电泄露、耗散、...

    静电是一种客观存在的自然现象,产生的方式多种,如接触、摩擦、电器间感应等。静电的特点是长时间积聚、高电压、低电量、小电流和作用时间短的特点。

    人体自身的动作或与其他物体的接触,分离,摩擦或感应等因素,可以产生几千伏甚至上万伏的静电。静电在多个领域造成严重危害。

    摩擦起电和人体静电是电子工业中的两大危害,常常造成电子电器产品运行不稳定,甚至损坏。

    生产过程中静电防护的主要措施为静电泄露、耗散、中和、增湿、屏蔽与接地。

    人体静电防护系统主要有防静电手腕带、脚腕带、脚跟带、工作服、鞋袜、帽、手套或指套等组成,具有静电泄放,中和与屏蔽等功能。

    ESD 保护对高密度、小型化和具有复杂功能的电子设备而言具有重要意义。

    ESD 静电保护有两种元件:

    一种是硅基材料的,一种是高分子材料的。

    硅基材料的原理和 TVS 管是差不多,先钳位高电压,然后放电泄地。

    ESD 静电二极管、ESD 静电保护器、ESD 保护二极管等保护器件最关键的参考系数有以下三点:

    1)快速响应时间

    2)低箝位电压

    3)高电流浪涌承受能力

    ESD 二极管原理:

    将 ESD 静电保护二极管并联于电路中,当电路正常工作时,它处于截止状态(高阻态),不影响线路正常工作,当电路出现异常过压并达到其击穿电压时,它迅速由高阻态变为低阻态,给瞬间电流提供低阻抗导通路径,同时把异常高压箝制在一个安全水平之内,从而保护被保护 IC 或线路;当异常过压消失,其恢复至高阻态,电路正常工作。

    当电压超过二极管的导通电压的时候,就导通接地放掉,正常信号一般达不到导通电压,不会达到该电压,所以不会通过地损耗,而 ESD 电压一般超过导通电压,从而会使二极管导通,ESD 电压通过接地放掉,防止打坏仪器内部。

    对于实际电子产品来说,静电危害极大,如何进行防护呢?
     
    在进行静电防护设计时通常分为三步:

    1)防止外部电荷流入电路板而产生损坏;

    2)防止外部磁场对电路板产生损坏;

    3)防止静电场产生的危害。

    在实际电路设计中我们会采用以下几种方法的一种或几种来进行静电保护:

    1)ESD 二极管来进行静电保护:

    这也是设计中经常用到的一种方法,典型做法就是在关键信号线并联一雪崩二极管到地。

    该法是利用 ESD 二极管快速响应并且具有稳定钳位的能力,可以在较短的时间内消耗聚集的高电压进而保护电路板。

    2)使用高压电容进行电路保护

    该做法通常将耐压至少为 1.5KV 的陶瓷电容放置在 I/O 连接器或者关键信号的位置,同时连接线尽可能的短,以便减小连接线的感抗。

    若采用了耐压低的电容,会引起电容的损坏而失去保护的作用。

    3)采用铁氧磁珠进行电路保护

    铁氧磁珠可以很好的衰减 ESD 电流,并且还能抑制辐射。

    当面临着两方面问题时,一个铁氧磁珠会时一个很不错的选择。

    4)火花间隙法

    在铜皮构成的微带线层使用尖端相互对准的三角铜皮构成,三角铜皮一端连接在信号线,另一个三角铜皮连接地。

    当有静电时会产生尖端放电进而消耗电能。

    5)采用 LC 滤波器的方法进行保护电路

    LC 组成的滤波器可以有效的减小高频静电进入电路。

    电感的感抗特性能很好的抑制高频 ESD 进入电路,而电容有分流了 ESD 的高频能量到地。

    同时,该类型的滤波器还可以圆滑信号边缘而较小 RF 效应,性能方面在信号完整性方面又有了进一步的提高。

    6)多层板进行 ESD 防护

    多层板也是一种有效防止 ESD 的一种手段。

    在多层板中,由于有了一个完整的地平面靠近走线,这样可以使 ESD 更加快捷的耦合到低阻抗平面上,进而保护关键信号的作用。

    7)电路板外围留保护带的方法保护法

    这种方法通常是在电路板周围画出不加组焊层的走线。

    在条件允许的情况下将该走线连接至外壳,同时要注意该走线不能构成一个封闭的环,以免形成环形天线而引入更大的麻烦。

    8)采用有钳位二极管的 CMOS 器件或者 TTL 器件进行电路的保护

    这种方法是利用了隔离的原理进行电路板的保护,由于这些器件有了钳位二极管的保护,在实际电路设计中减小了设计的复杂度。

    9)多采用去耦电容

    这些去耦电容要有低的 ESL 和 ESR 数值,对于低频的 ESD 来说,去耦电容减小了环路的面积,由于其 ESL 的作用使电解质作用减弱,可以更好的滤除高频能量。

    总之,ESD 虽然危害巨大,但是,只有保护好电路上电源和信号线,那么就能有效的防止 ESD 的电流流入 PCB 中,一个板子的良好接地才是王道。

    以采用 TVS 二极管防止 ESD 为例:

    最小击穿电压和击穿电流、最大反向漏电流和额定反向关断电压等参数对电路的影响及选择准则,并针对便携消费电子设备、机顶盒、以及个人电脑中的视频线路保护、USB 保护和 RJ-45 接口等。

    随着移动产品、打印机、PC,DVD、机顶盒(STB)等产品的迅速发展,消费者正要求越来越先进的性能。

    半导体组件日益趋向小型化、高密度和功能复杂化,特别是像时尚消费电子和便携式产品等对主板面积要求严格的应用很容易受到静电放电的影响。

    一些采用了深亚微米工艺和甚精细线宽布线的复杂半导体功能电路,对电路瞬变过程的影响更加敏感,将导致上述的问题更加激化。

    TVS 二极管防护 ESD 原理:

    电路保护元件的选择应根据所要保护的布线情况、可用的电路板空间以及被保护电路的电特性来决定。

    此外,了解保护元件的特性知识也非常必要,需要考虑的重要因素之一是器件的箝位电压。

    所谓箝位电压是在 ESD 器件里跨在瞬变电压消除器(TVS)上的电压,它是被保护 IC 的应变电压。

    因为利用先进工艺技术制造的 IC 电路里氧化层比较薄,栅极氧化层更易受到损害。

    这意味着较高的箝位电压将在被保护 IC 器件上产生较高的应变电压,并且增加了失效的概率。

    很多保护元件都被设计成可吸收大量的能量,由于元件结构或设计上的原因也导致其具有很高的箝位电压。

    由于变阻器的箝位电压太高,他们不能够提供有效的 ESD 保护。

    此外,由于变阻器的高电容他们也不能给高速数据线路提供保护。

    TVS 二极管正是为解决此问题而产生的,它已成为保护便携电子设备的关键性技术。

    TVS 二极管是专门设计用于吸收 ESD 能量并且保护系统免遭 ESD 损害的固态元件。

    如果应用得当,TVS 二极管将限制跨在被保护器件上的电压刚好高过额定工作电压,但是却远低于破坏阈值电压。

    值得注意的是,不管选择怎样的 TVS 器件,它们在电路板上的布局非常重要。

    TVS 布局前的导线长度应该减到最小,因为快速(0.7ns)ESD 脉冲可能产生导致 TVS 保护能力下降的额外电压。


    refer:

    http://www.ruilon-esd.com/news_view.asp?id=302

    http://www.elecfans.com/dianyuan/441458.html
     

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  • 11个电子设计大赛的设计作品,会没有你想要的?

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  • 电子产品硬件开发流程

    千次阅读 2019-09-27 22:09:22
    作为电子产品开发的从业者,了解电子产品开发的流程,各部分的具体职能和作业方式,以正确给自己定位,把握自己的工作内容和工作方式,可以更好的为完成开发工作。本文结合从业经验就开发流程简单概述,简要记述笔者...

    作为电子产品开发的从业者,了解电子产品开发的流程,各部分的具体职能和作业方式,以正确给自己定位,把握自己的工作内容和工作方式,可以更好的为完成开发工作。本文结合从业经验就开发流程简单概述,简要记述笔者对各开发相关环节的职能和作用的理解,从而在工作时的准确个人定位及正确参与团队工作,更好的完成电子产品的开发工作。

      一、概念研发

      这个过程是在科研机构或者大学和少数企业研究院进行的,比如高等院校,国家科研机构,独立研究机构或者由企业开办或支持的研究机构等等。这时的研发是纯粹科研层面的,研发者仅对认为有学术价值的研究项目进行研究,甚至开发的时候开发者还不完全清楚该项目的具体商业价值。所开发的项目也多是一些伦理的验证或者核心元件的工作原理等问题,得到的研究成果往往是一些基础元件的原型样品,和产品相去甚远。这也就是为了不同厂家生产出来的同种商品的基本工作原理,产品基础结构和要素部品基本相同的原因。

      1、先行开发

      这是由企业培养的具有较高技术实力的部门,从业者的技术水平和个人知识水平相对较高。主要职能是将研发机构研发出来的科技成果转化为商品所需要的实用技术,和开发一些针对商品的具体实用功能的技术;同时分析竞争对手的产品特点,完成公司产品的原型开发。先行开发完成了所有系列投影机的原型设计;和各种新型技术转化成可行性研究;同时完成了一些特殊需要结构的设计。

      该环节对产品新技术的应用,新产品卖点的设置起到了至关重要的作用。主要生成的文件是原型机和研讨报告资料等。

      2、产品需求调查

      新产品的开发需求调查对产品至关重要,了解客户的需要和客户的喜好对产品的设计和定位起着决定性作用。该环境是市场营销人员的责任和义务,除了需要了解客户对产品需求的了解外还要了解客户对产品的外观造型好恶,及细节的需求。市场营销人员是最接近最终用户的环节人员,也是最了解客户喜好和市场动态的,由市场营销人员收集的产品需求信息最客观最贴近消费者。

      3、产品造型设计

      这个工作是专业从事工业设计的人员担当的,从业者除具有一定的工业技术基础外还应具备良好的美术功底,并掌握当下流行的流行风尚;能够参考客户需求设计出迎合消费者需求或者超越消费者需求引领流行趋势。工业设计,是一种根据产业状况以决定制作物品之适应特质的创造活动。适应物品特质,不单指物品的结构,而是兼顾使用者和生产者双方的观点,使抽象的概念系统化,完成统一而具体化的物品形象,意即著眼于根本的结构与机能间的相互关系。该设计需要完成产品的造型和颜色,色泽,图案,麻纹等设计,直接对销量负责。主要生成文件有产品效果图,和颜色色号,麻纹纹路号等等。

      4、企划

      理性决策提供按效益化原则设计的方案。规避风险和追求效益最大化是企划的两大功能。该环节是根据市场需求情况决定开发的具体机种及其衍生机种,明确新机种的功能,买点,计划产量,核算成本,利润等等。主要生成《商品企划书》等书面文件。

      二、产品开发

      企划明确了开发的项目及功能后交由产品设计部门进行产品设计工作。现在电子产品主要分硬件和软件两大类,硬件又分为机构件与电气件。以投影机为例,主要分为4类:电气,软件,机构和光学。其中电气部品又分信号部分和电源部分;机构部分外装,结构,冷却,包装部品等。

      外装部品是指在产品外观上看得到的部品和一些相关的结构件,按照造型设计的效果图将外观零件拆分成可以简单加工的多个部品,多为树脂部品,如产品上下盖,按键,门等。外观部品的特点是尺寸除配合尺寸,其他的要求并不严格,注重外观效果,平整光滑,对有表面处理的件的要求比较高。同种材料的两个部品配合的时候一般都是间隙配合的,且间隙留的比较大。而一些轴孔配合的尺寸会要求比较高,有些为了达到紧固目的采用了过赢配合的方式;还有一些为了实现开门动作的缓慢进行还是用了圆锥形轴和轴套,还可以防止门意外脱落。

      近年来也有很多公司也使用其他一些材料,如铝镁合金材料,碳素纤维材料等,以加强强度或者满足其他需要。结构件有树脂件和钣金件,主要是连接加固各个组件或者安装某个部品。多以螺钉形式紧固,尺寸要求比较严格,尤其是可动部件,尺寸要求比较精确。一般由钣金部品和树脂部品紧固的多用粗牙螺纹的自攻螺丝紧固到树脂件上,钣金做通过孔,而钣金与钣金固定为细牙螺纹,为方便组装,在紧固处的旁边增加定位销定位。冷却机构主要是为冷却空气提供必要的通路管道,冷却风由风扇驱动进入送风管道,通过控制管道的截面积来调整风速,达到最佳的送风效果。

      造型设计是通过计算机完成的,比较先进的设计方法是通过服务器组建设计组,每个人都是一个设计终端,分摊一个模块的造型工作,数据保存在服务器中,并共享,以方便他人参考。同组的设计者应该保持互相交流,以便及时发现并更正问题,同时还能及时了解别人的想法,以统一设计思想,使设计风格一致。

      初步造型完成后使用快速成形,切割造型及手工加工的方法做出设计试作品,然后试装,试验以发现并总结问题,修改问题。根据设计的难易程度决定作一次还是多次设计试作。试作问题都排除以后与部品制造部门或者厂家进行研讨,根据他们提出的问题再进一步修正设计,增加工艺性特征,如增加相应的分模线,拔模斜度,导角等。最终生成正式图纸和相关作业文件及电子数据。并在模具品完成以后配合工场技术对模具品进行检验,及工厂试作,在对工场试作品的试验完成以后召开质量确认会议,设计工作完成,根据设计难度的不同所需时间也不相同,一般为半年,全新开发的机种有的可达一年之久。

      三、工场技术

      工程技术(下称工技),主要职责是协调部品制造部门或制造商,检验模具品的质量,把握开发日程和协调生产。在产品开发阶段,由产品设计向工技人员介绍产品的特点,让工技人员了解产品特征。开发后期产品设计向工技提供设计试作样机,供工技人员了解产品结构。

      工技人员参与产品设计与部品制造部门或者厂家的部品研讨,及时发现并整理设计中的不足,已经模具设计者为简化设计提出的要望,工技人员必须全面了解制品设计及模具加工的大致方案,一般把握部品特征,预见部品可能出现的问题和做出相应的解决对策,根据实际生产特点向设计提供符合现地生产的。正确判断和把握部品的式样,最终在保证设计意图的情况下尽快完成开发工作。

      在模具品试模以后,对单个部品进行判定,并试组装以确定配合尺寸。所有单品完成后进行工场试作,试作品提供品质保证部门试验及检验。试验完成以后对需要修改的地方进行修正,制作工厂作业指导书,《组装规格书》,《部品个别判定基准》等作业文件。一般在工场试作一月以后实施小批量生产,旨在指导工场流水线作业者正确组装和调试产品,即发现并解决流水线作业时发生的问题。完成质量品质会议,整理问题点及对应情况。工作时间从了解产品开始计算一般4个月左右的时间。

      四、部品制作

      该环节涉及设计的部分是模具制造部门,在工业大规模生产中必须使用模具化生产以保证制品的一致性,所以模具设计与生产为商品开发的二次开发。模具设计和生产虽是单件生产,但模具用于大规模生产中,其产品存在一致性,所以在模具生产中就必须保证模具的正确性。

      模具设计使用产品设计提供的三维或者二维电子数据,以保证制品与设计的一致性。因模具成形时会增加一些工艺性的部分,比如浇口、切断口、分模线、等痕迹,因模具设计者所使用数据并非完整的产品数据,必须通过工技与产品设计沟通,达成共识后方可实施,以便产品设计总体把握产品状态和式样。其他对产品造型的修改,如拔模斜度,公差中间值等修改原则上以产品设计为主。

      模具设计与产品设计研讨过程要求工技人员参与,以便工技人员了解部品可能出现的问题,合理预见问题处理方法。模具设计主要生成模具电子数据和图纸,加工人员通过图纸了解设计意图,使用电子数据保证加工的准确性。因模具成本相对较高,模具设计阶段应基本保证制品造型的正确性和合理性,否则加工完成后修改一则成本较高,二则可能对原有模具结构造成不可修复的破坏,影响模具质量。

      整个模具制造时间为20天到50天时间。还有一些部品的加工模具相对比较简单,如片型材料的五金模具,刀模等。所需时间也相对较短。外观制品往往有表面处理要求,如涂装、电镀、蒸着、印刷等等,为保证符合造型设计的设计意图,需要反复调试比对,以达到最佳效果,因工业生产存在一定误差,此类样本在封样时需要同时确定上限样本与下限样本,将色差,光泽等难于控制的因素限制在某一范围区间内,以方便生产。

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  • 本文讨论面向迅猛增长的可穿戴电子产品市场的解决方案。 1、最重要的生命体征信号 没了心跳,我们就会有大麻烦,因此,脉搏或心率至今仍是我们需监控的最重要的参数。除了每分钟心跳次数以外,我们还想检查心脏行为...

    目录

    1、最重要的生命体征信号

    2、测量心率的新方法

    3、使用光学VSM所面临的挑战

    4、运动的影响

    5、系统中各传感器的连接

    6、功耗如何?


    移动电话的普及使我们能够随时随地拨打电话。又经过20年的创新后,语音通话已不再是手机这款智能设备的主要功能,它不仅可以拍摄美丽的照片、播放音频和视频流文件,而且还提供各种各样的服务:现在还逐渐成为我们的私人教练。

    配备传感器或者连接到穿戴式传感器后,这些设备可用来监控日常活动和个人健康状况。在不断增强的健康意识推动下,人们开始关注测量生命体征参数:如心率、体温、血氧饱和度、血压、活动水平(运动量)和脂肪燃烧量、以及追踪这些参数的日常变化趋势。

    现在,装有多个传感器的通用传感器前端可监控这些参数。最大的挑战是最大程度地缩小尺寸并延长电池使用寿命。本文讨论面向迅猛增长的可穿戴电子产品市场的解决方案。

    1、最重要的生命体征信号

    没了心跳,我们就会有大麻烦,因此,脉搏或心率至今仍是我们需监控的最重要的参数。除了每分钟心跳次数以外,我们还想检查心脏行为与活动量的关系。心律也非常重要,因为快速变化的心率是心脏疾病的征兆。

    心率和心脏活动监护通常是使用心电图(ECG)测量生理电信号来实现。连接到身体上的电极可测量心脏组织中心电的信号的活动。专业的诊断系统便是基于此原理,测量时胸部和四肢最多可连接10个电极。ECG可提供一次心跳不同分量(P波、QRS波和T波)的相关详细信息。

    单导联ECG在体育界的应用越来越普遍,其使用双电极胸带来测量心脏活动。虽然可检测到各种ECG波形,但大多数系统只测量心率。这些胸带穿戴起来并不舒服,因此,体育和保健行业正在寻找替代方案,例如将电极集成到运动衫上。

    AD8232单导联心率监护仪前端(如图1所示)就是专为此类低功耗可穿戴应用而开发的。该器件内置增益为100 V/V的仪表放大器和一个高通滤波器,能阻止皮肤上电极的半电池电位产生的失调电压。输出缓冲器和低通滤波器则可抑制肌肉活动产生的高频分量(EMG信号)。此低功耗前端功耗为170 μA,可与16位片上计量仪ADuCM350配合使用,进行高性能、单导联ECG测量。

    2、测量心率的新方法

    心率测量的新趋势是光电容积图(PPG),这是一种无需测量生物电信号就能获得心脏功能信息的光学技术。PPG主要用于测量血氧饱和度(SpO2),但也可不进行生物电信号测量就提供心脏功能信息。借助PPG技术,心率监护仪可集成到手表或护腕等可穿戴设备上。由于生理电势法的信号电平极其微弱,所以无法做到这一点。

    在光学系统中,光从皮肤表面投射出来。再由光电传感器测量红细胞吸收的光量。随着心脏跳动,不断变化的血容量使接收到的光量分散开来。在手指或耳垂上进行测量时,由于这些部位有相当多的动脉血,使用红光或红外光源可获得最佳精度。不过,手腕表层很少有动脉存在,腕部穿戴式设备必须通过皮肤表层下面的静脉和毛细血管来检测脉动分量,因此绿光效果会更好。

    ADPD142光学模块(如图2所示)具备完整的光度测量前端,并集成光电传感器、电流源和LED。该器件专为测量反射光而设计,可用来实现PPG测量。所有元件都封装在一个小小的模块上。

    3、使用光学VSM所面临的挑战

    利用腕部穿戴式设备测量PPG面临的主要挑战来自环境光和运动产生的干扰。阳光产生的直流误差相对而言比较容易消除,但日光灯和节能灯发出的光线都带有可引起交流误差的频率分量。模拟前端使用两种结构来抑制DC至100 kHz的干扰信号。模拟信号经过调理后,14位逐次逼近型数模转换器(ADC)将信号数字化,再通过I2C接口发送到微处理器进行最终后处理。

    同步发送路径与光接收器并行集成在一起。其独立的电流源可驱动两个单独的LED,电流电平最多可编程至250 mA。LED电流是脉冲电流,脉冲长度在微秒级,因此可保持较低的平均功耗,从而最大程度地延长电池使用寿命。

    LED驱动电路是动态电路且可即时配置,因此不受各种环境条件影响,例如环境光、穿戴者皮肤和头发的色泽或传感器和皮肤之间的汗液,这些都会降低灵敏度。激励LED配置非常方便,可用于构建自适应系统。所有时序和同步均由模拟前端处理,因此不会增加系统处理器的任何开销。

    ADPD142提供两种版本:ADPD142RG集成红光LED和绿光LED,用于支持光学心率监护;ADPD142RI集成红光LED和红外LED,用于进行血氧饱和度(SpO2)测量。

    4、运动的影响

    运动也会干扰光学系统。当光学心率监护仪用于睡眠研究时,这可能不是问题,但如果在锻炼期间穿戴,运动腕表和护腕将很难消除运动伪像。光学传感器(LED和光电检测器)和皮肤之间的相对运动会降低光信号的灵敏度。此外,运动的频率分量也可能会被视为心率测量,因此,必须测量该运动并进行补偿。设备与人体相贴越紧密,这种影响就越小,但采用机械方式消除这种影响几乎是不可能的。

    我们可使用多种方法来测量运动。其中一种是光学方法,即使用多个LED波长。共模信号表示运动,而差分信号用来检测心率。不过,最好是使用真正的运动传感器。该传感器不仅可准确测量应用于可穿戴设备的运动,而且还可用于提供其他功能,例如跟踪活动、计算步数或者在检测到特定g值时启动某个应用。

    ADXL362是一款微功耗、3轴MEMS(微机电系统)加速度计,非常适合在电池供电型可穿戴应用中检测运动。内置的12位ADC可将加速度值转换为数字信号,分辨率为1 mg。功耗随采样速率动态变化,当输出数据速率为100 Hz时功耗仅为1.8 μA,在400 Hz时 为3.0 μA。 这些较高的数据速率对于用户接口来说非常有用,例如单击/双击检测。

    对于在检测到运动时启动某个应用的情况,则无需进行高速采样,因此可将数据速率降至6 Hz,此时平均功耗为300 nA。因而,对于低功耗应用和不易更换电池的植入式设备来说,此传感器非常有吸引力。ADXL362采用3.0 mm × 3.25 mm封装。图3显示了不同电源电压条件下电源电流与输出数据速率之间的关系图。

    5、系统中各传感器的连接

    系统的核心是混合信号片上计量仪ADuCM350,它与所有这些传感器相连,并负责运行必要的软件,以及储存、显示或传送结果。该器件集成高性能模拟前端(AFE)和16 MHz ARM® Cortex®-M3处理器内核,如图4所示。

    AFE的灵活性和微处理器丰富的功能组合使此芯片成为便携式应用和可穿戴应用的理想选择。可配置的AFE支持几乎所有传感器,其可编程波形发生器可使用交流或直流信号为模拟传感器供电。高性能的接收信号链会对传感器信号进行调理,并使用无丢码16位160 kSPS ADC将这些信号数字化。其中,后者的积分非线性(INL)/差分非线性(DNL)最大值为±1-LSB。该接收信号链支持任何类型的输入信号,包括电压、电流、恒电势、光电流和复阻抗。

    AFE可在独立模式下工作,无需Cortex-M3处理器干预。可编程时序控制器控制测量引擎,测量结果通过DMA储存到存储器内。开始测量前,可执行校准程序,以校正发送和接收信号链中的失调和漂移误差。对于复阻抗测量,如血糖、体质指数(BMI)或组织鉴别应用,内置DSP加速器可实现2048点单频离散傅里叶变换(DFT),而无需M3处理器干预。这些高性能AFE功能使ADuCM350具有其他集成解决方案无可比拟的独特优势。

    Cortex-M3处理器支持多种通讯端口,包括I2S、USB、MIPI和LCD显示驱动器(静态)。此外,它还包括闪存、SRAM和EEPROM,并且支持五种不同的电源模式,可最大程度地延长电池使用寿命。

    ADuCM350设计用于超低功耗传感器,性能限制为低速器件。对于要求更高处理能力的应用,可使用工作频率高达80 MHz的M3内核或者Cortex-M4处理器内核。

    6、功耗如何?

    功耗一直是便携式设备和可穿戴设备中的一个关键因素。本文介绍的设备在设计上要求性能高、尺寸小且功耗低,但在非常小的封装内集成所有一切器件(包括电池)仍然是一个挑战。尽管新的电池技术实现了每mm3更高的容量,但与电子产品相比,电池仍然体积较大。

    能量采集可减小电池尺寸并延长电池使用寿命。能量收集技术有多种,包括热电、压电、电磁和光电等技术。对于可穿戴设备,利用光和热最为合适。 传感器通常不会产生大量输出功率,因此每焦耳热量都应当可以被捕获和使用。ADP5090超低功耗升压调节器(如图5所示)桥接收集器和电池。

    此高效开关模式电源可将输入电压从低至100 mV升高到3 V。冷启动期间,在电池完全放电的情况下,最小输入电压为380 mV,但在正常工作时,如果电池电量没有完全耗尽或者还有一些电能留在超级电容内,任何低至100 mV的输入信号都可转换为较高的电位并储存下来,以供稍后使用。该芯片采用微型3 mm × 3 mm封装,并可进行编程来支持各种不同的能量收集传感器。最大静态电流为250 nA,支持几乎所有电池技术,从锂离子电池到薄膜电池以及超级电容均可。集成式保护电路可确保其安全运行。


    学习来源:ADI官网

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