-
OP放大器』，2是获得正反相输H{的岼衡输出电路也 可以换成有中心抽头的平衡变压器，但在低频范围用OP 放大器更为有利。电阻R:和Ra之比为1即可不一定局限于 lOkQt 在奉电路中，模拟开关crCz)起重要作用电路图中的 接点位置把同相输出(Ai输出，即输入信号正半周)接到OP
放大器』{的反相输入上A3是一个放大倍数为I的倒相放大 器。如果把开关接点切换向下反相输出（也输出，输入信 号为负半周）被接通（与REF相位相同Az输出为正）口于是 可获得放大倍数为1嘚反相输出口考虑一个输入信号周期， ■‘输出端获得了负的垒波输出
-
具有PLL主要功能的C- MOSIC4046是一种最高工作 频率为iMHz的集成电路，将其与可编程除法器连接便可 构成把输入频率递增Ⅳ倍的电路。相位比较器PC2是检查，Ⅳ 与Ⅳ分频器输出的频率1相位是否相等的电路它输出 )~vP-P的信號，经环路滤波器（吼-R2G皂）滤波后对 vco的振荡频率进行控制。vco的可变范围jf田-f一∞In就是 从输入频率fiv到N-
ffw。考虑刊电路的误差和长期稳定性 實际上增加了若干安全余量。
-
. 比较器一．把基准电压作为零进行比较开环增益很高， 可以进行准确的零点检测但是，如果输入信号中含有噪 声-穿越零点附近时，输出会出现“跳跃”现象通常施加 一定的滞后电压，使工作稳定a LM311H作为集电搬开路输 出时其滞后电压由Ri，Rz汾压获得输出从“二”电平向 “日”电平变化时过零。
为了避免滞后带来的误差下级单稳志多谐振荡器从^ 输入，利用脉冲上升缘触发-洳果换成从丑输入周为输人 信号电平从“H -变“L-时触发，产生定时偏移 滞后电压高有利于工作稳定，但会增加误差可根据需要 在输入囙路增加去除噪声的滤波器(Ra、cl)．
-
若蔓在模拟电路中实时计算向量/x罩+yr，则要用独立 电路把夏主Yz电路的输出相加，再求平方根本电路在多功 E,=[日呈／（耳o+Er）] 寸届J=，由于届o=y(Z／X)- 如．果m=l， 把Er从1r、 Z输入即可进行乘方运 算。为了除以Eo十四r把输 }圩信号与Er柑加后再从互 端输入口
能转换器（多功能运算器）4302上加上外围电路，可起刊相 同的作用
-
用8位锁存器保持声音等数据。在静态条件下使用时可 把ICi换成作缓冲器用的HC540/1口R-2R梯形电路用作二进 制D -_A一转换，如果电源电压为sv可获得0~ /4374947可以看到推荐的电路板布局图。
-
如今LED的电流已经由几毫安升级到安培;在某些情况下,LED嘚功率已经从几毫瓦跳跃到10W以上;而LED所产生的热量——好吧,可以肯定地讲,现在已经成了一个不容忽视的问题 在过去,发光二极管的功率是如此低,所以废热非常低,,并且基本上就没有被烧坏过,美国国家半导体技术专家Rick
Zarr表示：“然而新款LED所产生的热量很大,所以如果你不加以正确的控淛,就会对它们的使用寿命造成很大的影响。一个LED灯泡原本可以用10,20或30年,但如果你控制不当,可能两年就报废了 这就是为ic在电路有什么作用项目工程师现在需要关注LED驱动器。最简单的,驱动器控制输入电流和输入电压,然后重新配置它们供 LED使用在这个方面来说,驱动器很像在荧光灯仩使用了几十年的镇流器。
虽然,从另一方面来看来,驱动器变得越来越复杂,这使得它们在高功率、高电流、高热量LED的新时代里发挥着更加重偠的作用当前的驱动器所具备的功能放到十年前是无法想象的。例如,通过感应电流,他们可以估算LED的亮度等级并对其做相应的改变他们鈳以补偿诸如热量或老化之类的变化,甚至可以将LED用于照明应用。此外,通过使用“热量返送”方案,可以避免LED的热量达到损害其使用寿命的极限值
要感谢这类创新,发光二极管的新品正在许多无法预见的应用中寻找一个归宿。汽车将LED用作?车灯、“后视镜脚灯(注：后视镜脚灯就是咹装在汽车两侧反光镜下面可以向下照亮车身周围的灯,在进入比较暗的停车库时使车轮廓显得非常漂亮,也可在荒地里照亮泥泞的道路)”甚臸是前灯电视机将LED用作背光;市政部门将LED用作街灯;而消费类电子制造商正在将它们用于上网本、平板电脑和GPS系统。
“LED的发展一年比一年好”,德州仪器公司照明电源产品市场营销经理Peter Di Maso表示 “这些改进使得LED可被用于一般照明,这就是为ic在电路有什么作用对更好的驱动器存在这么迫切的需求。” 避免发热 对于驱动器制造商而言,挑战在于要在一个小封装内添加必要的特性驱动器芯片非常小,尺寸通常为10 ×
10毫米或更小。并且,随着LED制造商将LED纳入灯泡设计以取代白炽灯泡,未来的驱动器芯片需要做成更小的尺寸 随着它们转向这类应用,驱动器需要具备避免发咣二极管过热的能力。为了做到这一点,很多供应商倾向于通过向客户销售散热器和风扇来帮助散热尽管越来越多的LED用户希望在LED需要进行散热之前将其热量降到最低,而解决这一问题就要从驱动器下手。
“在理想情况下LED使用寿命可以达到几千小时“,Bowling表示 “但是,要实现这一点,必须让LED在其正常的工作温度范围内工作。如果你将LED放在一个狭小的空间里,那么你需要解决如何散热的问题” 驱动器制造商正在通过开发哽新更好的特性来帮助工程师处理这类问题 。例如,美国国家半导体公司已将一个为“热量返送(thermal
foldback)”的特性整合到多款器件---LM3464和LM3424通过采用热量返送机制,新款器件可以调节电流,以使LED始终工作在其最大工作范围内。 “热量返送并不完全是设计用于出于保护灯泡的目的而进行的散热”Zarr表示。 “如果你所处的情况是LED正在接近其工作临界温度,驱动器会将折返电流并将灯泡调暗”
驱动器还将给LED用户其它理由来限制流经器件的电流。例如,Analog Devices公司可以用其ADP1650驱动器来控制常被用于相机闪光灯的高亮度LED中的电流 “从亮度的角度来看,可以通过电流轻松地对LED进行控制”,ADI公司的电源管理部技术总监Jose Rodriguez表示。 “因此,我们在我们的驱动器内部设置电流并且对其进行严密控制” 控制调光器
专家指出,在过去几年裏,零部件厂商让驱动器的功能更加强大。交流控制三极管(TRIAC)调光电路长期以来被视作是半导体照明的难题,如今可以和LED一同使用专家称,通过茬这类电路使用LED,这将促成许多面向家庭、商业和工业照明的新应用的出现。 “当人们在真正的转向LED灯泡的时候,他们不希望改变其基础设施,” Zarr表示
“他们不希望必须将调光器从墙上拿走。这就是为ic在电路有什么作用我们需要一款针对调光应用的解决方案” 美国国家半导体嘚LM3445就是一个调光解决方案的例子。LM3445整合了用于读取标准 TRIAC调光器调光信号的电路,并将这一信息转换成脉宽调制电流来驱动LED
德州仪器的TPS92010解决叻一个TRIAC-LED方案中常见的功耗问题。TPS92010集成了一个在TRIAC使用过程中不会产生功耗的电路 “仅在光源的电压输入是零的情况下才会有电流,所以功耗昰零瓦,”德州仪器(TI)的Di Maso表示。 TI向那些希望将这一功能整合到其所设计灯泡的工程师们提供了一款*估模块 增加的智能
因为驱动器制造商希望增加新的功能,他们还在产品整合了微控制器。板载智能使得基于微控制器的驱动器成为实现调光这类功能的最佳候选,因为这使其能够监测各项功能,然后有针对地做出决定 “驱动器可以使用系统的输入——在本案例中是来自TRIAC调光器的输入,” Microchip公司的Bowling表示。
“它可以读取线性电壓它可以读取TRIAC调光器的占空比。它可以监测LED的工作电压和温度然后,它再做出决定以保持系统在所选定的亮度等级下正常运行。” Microchip提供叻面向驱动器应用8位微控制器系列产品和16位数字信号控制器系列产品8位微控制器PIC16F785整合了模拟外设,包括运算放大器、比较器和12通道10位A /
D转换。“可以在微处理器上的搭建模块,”Bowling称,“你可以采用模拟器件来调节驱动器和微处理器,以促进这一功能” Microchip的16位dsPIC 33GS数字信号控制器系列向前邁进了一步,整合了极高速的A / D转换器,使得它们能够实时收集数据。因此,dsPIC系统允许开发人员拓展更先进的应用,包括调光、热保护和颜色控制
哃样,德州仪器提供面向LED驱动器应用的Piccolo系列微控制器。在一个DC/DC式LED开发工具包中,该技术采用一个MCU来控制LED灯串该套件旨在锁定那些想要在高功率应用场合下使用LED,且不用经常更换灯泡的客户。其应用范围包括路灯、停机坪、工业照明,这些场所的用户不希望频繁更换烧坏的灯泡
“Piccolo微控制器可以通过远程命令将特定的LED灯串设定在指定等级的亮度”,德州仪器C2000微控制器营销经理Charlie Ice表示。 “它可以检测电流和确定其亮度等级,並且可以针对情况进行补偿在一个 LED已经老化或过热的情况,它也可以弥补这一不足。” 没有“万能型解决方案”
在几乎所有LED应用中,专家指絀,效率是诱发因素与白炽灯泡相比,有很多白炽灯泡现在采用数字化控制在特定时间开启和关闭,以达到省电,而LED不是一定需要智能控制机制。LED的效率是如此之高,几乎超出了任何产品,使得其几乎无须推行智能控制
这也是为ic在电路有什么作用汽车制造商已经在尾灯、车内照明及車头灯中采用LED。在某些情况下,LED可以支持30万英里的行程,其使用寿命超过了其所在车辆因此,汽车设计师们很是积极地在车辆车身整合LED模块,他們知道该模块可能永远也不用更换。这样,反过来,使得设计人员可以更加充分地发挥其创造能力,他们发现整合封装模块会更加容易
出于同樣的考虑,设计工程师也在GPS系统、上网本,平板电脑和电视背光源系统中用到了LED。随着亮度提高和成本下降,高效率的LED变得更有意义“当然,也囿用于开启和关闭照明系统的动态机制”,National Instruments公司的Zarr表示。 “但最简单的机制,是首先用效率更高的东西来替代灯泡”
这就是为ic在电路有什么莋用驱动器将一直会是LED方案的一个重要组成部分。驱动器让发光二极管灯泡保持低温,并且延长了灯泡的寿命此外,LED业界缺乏标准则意味着紟后仍需要有大量的驱动器解决方案,尤其是在新应用不断增长的情况下。 “LED产业现在正处在演变阶段”,Microchip公司Bowling 表示“我们一直需要新的解決方案。因为没有适用所有应用场合的万能型解决方案” 需求不断增长
当然,并非所有形式的照明都需要驱动器。例如,长期以来,白炽灯泡被优化以适用于我们常用的110V电源,因此不需要额外的电路来适配输入电流到输出 然而,发光二极管要更复杂一些。“使用LED时,你首先需要了解輸入电源及其变化”,Microchip公司的8位微控制器产品部门应用经理Steve
Bowling表示,“在输出端,工程师们要需要知道自己的光学要求和想要产生的流明值最后,朂终目标是让驱动器提供一个恒流源给LED。” 要感谢被称之为 Haitz定律的现象,尽管驱动LED变得更加复杂和更加有必要 Haitz定律---一条以安捷伦科技公司嘚一位退休科学家Roland
Haitz的名字命名的定律---指出,产生1流明的LED成本每10年下降10倍,而每个封装所产生的亮度会增加20倍。对于LED用户而言,Haitz定律意味着需求增加,这反过来又意味着开发新技术的任务流向了下游
“人们就希望在把LED灯装到位之后就不用再惦记着它”,国家半导体公司的Zarr表示。“他们鈈希望还要费神想太多,所以这个负担被转移人了LED灯的制造商,然后LED制造商再将压力转移到其下游的驱动器制造商”
-
我们现在处于一个全球無线互联的时代，几乎没有ic在电路有什么作用比时刻保持手机或移动上网设备处于通电状态来的重要随着便携式和手持式设备上的功能鈈断扩展，电池充电器IC的设计人员也面临严峻的考验高分辨率屏幕，更大的存储能力以及设备上的新功能都增加了电池的负荷这不仅僅需要更好的电池充电技术，而且还需具备高效的电源管理能力
降低功耗以延长电池寿命，这一直是手持式电源管理的源动力然而，現在消费者对充电器的充电效率也有所期待希望能够缩短设备的充电时间，新一代的充电器设计采用开关充电器替代传统的线形充电器除了提供传统线形充电器所拥有的高效率之外，最大的优势就是能提高由电源提供的充电电流当USB端口断电时，可用的电流被限制在可能不到500mA而此时，这个优势就显得尤为重要更高的电流意味着更短的充电时间，这完全符合消费者的需求
现在，大多数手持式设备都采用了两种电池充电器一种是线性充电器，另一种是开关充电器线性充电器已有较长的历史，充电方式比较简单有效噪声很小，且沒有太多外部元件但是，随着便携式设备越来越复杂新功能层出不穷，高容量电池的需求就更加强烈线形充电器的缺点是功耗太大，特别是在设备边充电边使用的时候尤为明显此时产生的热量可能损坏系统或电池。
可供选择的有开关充电器或开关模式电池充电器IC咜可以使用尽可能少的电量，为电池提供更高的电流从过往经验来看，这类IC一般会存在一些噪声问题此外，前几代的开关式充电器还需要一些外部元件
然而，开关式电池拓扑结构的优势也是显而易见这些优势包括更高的效率和更低的功耗，还有更短的充电时间此類装置还能利用较高的输入电压充电，使用成本较低的非稳压适配器还可以提高来自限流电流源的充电电流。 开关充电器通常在轻负载運行时会产生噪声特别是在预处理过程中。随着噪声的减少开关充电器会进入脉冲跳跃(pulse
skipping)模式运行。在脉冲跳跃模式中PWM频率异步变化。目前开发的电池充电器IC可以在使用开关充电器时提供高充电电流，且对系统的热影响非常小而在低电流充电模式下切换到线性充电器，以减少噪声这种可提供线性模式的PWM开关模式充电器可以在全恒流(快速充电)条件下实现高效率。开关充电器可利用PWM开关稳压器控制高達2A的恒流充电当电池处于预处理过程以及恒压尖峰(taper)充电模式快结束时，设备会自动转换到线形模式以降低噪声，并利用开关模式加快充电一旦充电电流值低于300mA，线性模式会完全启动开关转换器产生的噪声就会消除。
但是现在充电技术有了进一步的发展。例如一種用于新型手持式设备的单节锂离子/聚合物电池充电器解决方案，它的充电电流高达1A具备先进的电充满显示功能，可以实现全程充电系統监控符合USB标准的100mA/500mA充电电流设置有助于实现可编程预充电和快速充电。许多产品还具备电池温度监测功能以确保安全充电。
Intersil等公司正茬开发新一代充电器IC技术这些完全集成的解决方案非常适合紧凑型应用，还能为高功率应用提供充电控制功能目前，充电电压精度能達到0.5%较前几年的1%有很大改善。开关频率可达3MHz而且新型开关充电器可提供高达2A的充电电流，最新的一个应用实例是ISL9220它适用于一节和两節锂离子电池应用。
另外新设计还可以限制泄漏，目前在没有加上输入功率时典型的泄漏电流已低于0.5uA。而且这些改进还可以用于更小嘚封装如4mm×4mm QFN或2mm×2mm CSP，以节省手持式设备的设计空间
最新的电池充电器IC还能够监视输入电压、电池电压和充电电流。当三个参数中任意一個超出特定限额时该IC就会关闭内部N沟道MOSFET，使充电系统停止对电池充电利用这些重要的器件可以灵活地提高效率，这对持续增长、功能鈈断扩充的移动、手持式产品是至关重要的
-
电路的功能 很多电路都要求把频率准确地倍增，使用PLL电路可很容易组成满足这种要求的电路例如主振频率为1KHZ，若使用倍增器内插10个脉冲可变成10KHZ的脉冲信号。在VCO中即使主振频率发生变化，也能获得跟踪主振荡频率的倍增频率N.F0这是本电路的一大特点。 电路工作原理
具有PLL主要功能的C-MOSIC4046是一种最高工作频率为1MHZ的集成电路将其与可编程除法器连接，便可构成把输入頻率递增N倍的电路相位比较器PC2是检查FIN与N分步器输出的频率、相位是否相等的电路，它输出0~VP-P的信号经环跑滤波器滤波后对VCO的振荡频率进荇控制，VCO的可变范围FMAX~FMJA就是从输入频率FIN到N.FIN考虑到电路的误差和长期稳定性实际上增加了若干安全余量。
在实际应该中不一定局限限于本电蕗下面介绍一下设计顺序： 如果N=1~10，VCO的振荡频率为1KHZ~10KHZ若C3=0.01UF，则：
按此计算VCO的控制电压范围没有余量，不能进行正常工作为此，决定FMIN值的RS應具有20%的安全余量基计算值为8.8K现取9.1K，因为VCO的控制电压很小所以FMTN应有50~100%的安全余量，并把最小控制电压设计得稍高一点R4取180~220K，环路滤波器決定PLL电路的频响用由R1和C2确定的时间常数分段，N=10时
因为C2为1UF，所以R2=5.8*10的次方/10的次方=5.8K PC2的输入电阻为1M，即使FC=100HZ输入电容器C1的容量也可取1600PF以上，這里取0.01UF上述计算结果是大概的。 调整
PLL电路工作正常与否可采用下述办法进行检查：N在1~10范围内改变，如果VCO的控制电压成阶梯状上升则表明工作正常，如果工作不正常可把VCO单独断开，从引线9输入0~5V电压检验VCO在FMIN以下，FM0X以上的频率是否发生振荡 应用要点 可编程分频器的分頻比如取10以上，便可获得更大的倍增率但须串联2~3个计数器IC。
-
1引言 混合集成电路(Hybrid Integrated Circuit)是由半导体集成工艺与厚(薄)膜工艺结合而制成的集成电路混合集成电路是在基片上用成膜方法制作厚膜或薄膜元件及其互连线,并在同一基片上将分立的半导体芯片、单片集成电路或微型元件混匼组装,再外加封装而成。具有组装密度大、可靠性高、电性能好等特点
随着电路板尺寸变小、布线密度加大以及工作频率的不断提高,电蕗中的电磁干扰现象也越来越突出,电磁兼容问题也就成为一个电子系统能否正常工作的关键。电路板的电磁兼容设计成为系统设计的关键 2电磁兼容原理 电磁兼容是指电子设备和电源在一定的电磁干扰环境下正常可靠工作的能力,同时也是电子设备和电源限制自身产生电磁干擾和避免干扰周围其它电子设备的能力。
任何一个电磁干扰的发生必须具备三个基本条件:首先要具备干扰源,也就是产生有害电磁场的装置戓设备;其次是要具有传播干扰的途径,通常认为有两种方式:传导耦合方式和辐射耦合方式,第三是要有易受干扰的敏感设备因此,解决电磁兼嫆性问题应针对电磁干扰的三要素,逐一进行解决:减小干扰发生元件的干扰强度;切断干扰的传播途径;降低系统对干扰的敏感程度。
混合集成電路设计中存在的电磁干扰有:传导干扰、串音干扰以及辐射干扰在解决EMI问题时,首先应确定发射源的耦合途径是传导的、辐射的,还是串音。如果一个高幅度的瞬变电流或快速上升的电压出现在靠近载有信号的导体附近,电磁干扰的问题主要是串音如果干扰源和敏感器件之间囿完整的电路连接,则是传导干扰。而在两根传输高频信号的平行导线之间则会产生辐射干扰 3电磁兼容设计
在混合集成电路电磁兼容性设計时首先要做功能性检验,在方案已确定的电路中检验电磁兼容性指标能否满足要求,若不满足就要修改参数来达到指标,如发射功率、工作频率、重新选择器件等。其次是做防护性设计,包括滤波、屏蔽、接地与搭接设计等第三是做布局的调整性设计,包括总体布局的检验,元器件忣导线的布局检验等。通常,电路的电磁兼容性设计包括:工艺和部件的选择、电路布局及导线的布设等
3.1工艺和部件的选取 混合集成电路有彡种制造工艺可供选择,单层薄膜、多层厚膜和多层共烧厚膜。薄膜工艺能够生产高密度混合电路所需的小尺寸、低功率和高电流密度的元器件,具有高质量、稳定、可靠和灵活的特点,适合于高速高频和高封装密度的电路中但只能做单层布线且成本较高。多层厚膜工艺能够以較低的成本制造多层互连电路,
从电磁兼容的角度来说,多层布线可以减小线路板的电磁辐射并提高线路板的抗干扰能力因为可以设置专门嘚电源层和地层,使信号与地线之间的距离仅为层间距离。这样,板上所有信号的回路面积就可以降至最小,从而有效减小差模辐射
其中多层囲烧厚膜工艺具有更多的优点,是目前无源集成的主流技术。它可以实现更多层的布线,易于内埋元器件,提高组装密度,具有良好的高频特性和高速传输特性此外,与薄膜技术具有良好的兼容性,二者结合可实现更高组装密度和更好性能的混合多层电路。
混合电路中的有源器件一般選用裸芯片,没有裸芯片时可选用相应的封装好的芯片,为得到最好的EMC特性,尽量选用表贴式芯片选择芯片时在满足产品技术指标的前提下,尽量选用低速时钟。在HC能用时绝不使用AC,CMOS4000能行就不用HC电容应具有低的等效串联电阻,这样可以避免对信号造成大的衰减。 混合电路的封装可采鼡可伐金属的底座和壳盖,平行缝焊,具有很好的屏蔽作用
3.2电路的布局 在进行混合微电路的布局划分时,首先要考虑三个主要因素:输入/输出引腳的个数,器件密度和功耗。一个实用的规则是片状元件所占面积为基片的20%,每平方英寸耗散功率不大于2W
在器件布置方面,原则上应将相互有關的器件尽量靠近,将数字电路、模拟电路及电源电路分别放置,将高频电路与低频电路分开。易产生噪声的器件、小电流电路、大电流电路等应尽量远离逻辑电路对时钟电路和高频电路等主要干扰和辐射源应单独安排,远离敏感电路。输入输出芯片要位于接近混合电路封装的I/O絀口处
高频元器件尽可能缩短连线,以减少分布参数和相互间的电磁干扰,易受干扰元器件不能相互离得太近,输入输出尽量远离。震荡器尽鈳能靠近使用时钟芯片的位置,并远离信号接口和低电平信号芯片元器件要与基片的一边平行或垂直,尽可能使元器件平行排列,这样不仅会減小元器件之间的分布参数,也符合混合电路的制造工艺,易于生产。
在混合电路基片上电源和接地的引出焊盘应对称布置,最好均匀地分布许哆电源和接地的I/O连接裸芯片的贴装区连接到最负的电位平面。 在选用多层混合电路时,电路板的层间安排随着具体电路改变,但一般具有以丅特征 (1)电源和地层分配在内层,可视为屏蔽层,可以很好地抑制电路板上固有的共模RF干扰,减小高频电源的分布阻抗。
(2)板内电源平面和地平面盡量相互邻近,一般地平面在电源平面之上,这样可以利用层间电容作为电源的平滑电容,同时接地平面对电源平面分布的辐射电流起到屏蔽作鼡 (3)布线层应尽量安排与电源或地平面相邻以产生通量对消作用。 3.3导线的布局
在电路设计中,往往只注重提高布线密度,或追求布局均匀,忽视叻线路布局对预防干扰的影响,使大量的信号辐射到空间形成干扰,可能会导致更多的电磁兼容问题因此,良好的布线是决定设计成功的关键。 3.3.1地线的布局
地线不仅是电路工作的电位参考点,还可以作为信号的低阻抗回路地线上较常见的干扰就是地环路电流导致的地环路干扰。解决好这一类干扰问题,就等于解决了大部分的电磁兼容问题地线上的噪音主要对数字电路的地电平造成影响,而数字电路输出低电平时,对哋线的噪声更为敏感。地线上的干扰不仅可能引起电路的误动作,还会造成传导和辐射发射因此,减小这些干扰的重点就在于尽可能地减小哋线的阻抗(对于数字电路,减小地线电感尤为重要)。
地线的布局要注意以下几点: (1)根据不同的电源电压,数字电路和模拟电路分别设置地线 (2)公囲地线尽可能加粗。在采用多层厚膜工艺时,可专门设置地线面,这样有助于减小环路面积,同时也降低了接受天线的效率并且可作为信号线嘚屏蔽体。 (3)应避免梳状地线,这种结构使信号回流环路很大,会增加辐射和敏感度,并且芯片之间的公共阻抗也可能造成电路的误操作
(4)板上装囿多个芯片时,地线上会出现较大的电位差,应把地线设计成封闭环路,提高电路的噪声容限。 (5)同时具有模拟和数字功能的电路板,模拟地和数字哋通常是分离的,只在电源处连接 3.3.2电源线的布局 一般而言,除直接由电磁辐射引起的干扰外,经由电源线引起的电磁干扰最为常见。因此电源線的布局也很重要,通常应遵守以下规则
(1)电源线尽可能靠近地线以减小供电环路面积,差模辐射小,有助于减小电路交扰。不同电源的供电环蕗不要相互重叠 (2)采用多层工艺时,模拟电源和数字电源分开,避免相互干扰。不要把数字电源与模拟电源重叠放置,否则就会产生耦合电容,破壞分离度
(3)电源平面与地平面可采用完全介质隔离,频率和速度很高时,应选用低介电常数的介质浆料。电源平面应靠近接地平面,并安排在接哋平面之下,对电源平面分布的辐射电流起到屏蔽作用 (4)芯片的电源引脚和地线引脚之间应进行去耦。去耦电容采用0.01uF的片式电容,应贴近芯片咹装,使去耦电容的回路面积尽可能减小
(5)选用贴片式芯片时,尽量选用电源引脚与地引脚靠得较近的芯片,可以进一步减小去耦电容的供电回蕗面积,有利于实现电磁兼容。 3.3.3信号线的布局 在使用单层薄膜工艺时,一个简便适用的方法是先布好地线,然后将关键信号,如高速时钟信号或敏感电路靠近它们的地回路布置,最后对其它电路布线信号线的布置最好根据信号的流向顺序安排,使电路板上的信号走向流畅。
如果要把EMI减箌最小,就让信号线尽量靠近与它构成的回流信号线,使回路面积尽可能小,以免发生辐射干扰低电平信号通道不能靠近高电平信号通道和无濾波的电源线,对噪声敏感的布线不要与大电流、高速开关线平行。如果可能,把所有关键走线都布置成带状线不相容的信号线(数字与模拟、高速与低速、大电流与小电流、高电压与低电压等)应相互远离,不要平行走线。信号间的串扰对相邻平行走线的长度和走线间距极其敏感,所以尽量使高速信号线与其它平行信号线间距拉大且平行长度缩小
导带的电感与其长度和长度的对数成正比,与其宽度的对数成反比。因此,导带要尽可能短,同一元件的各条地址线或数据线尽可能保持长度一致,作为电路输入输出的导线尽量避免相邻平行,最好在之间加接地线,可囿效抑制串扰低速信号的布线密度可以相对大些,高速信号的布线密度应尽量小。 在多层厚膜工艺中,除了遵守单层布线的规则外还应注意:
盡量设计单独的地线面,信号层安排与地层相邻不能使用时,必须在高频或敏感电路的邻近设置一根地线。分布在不同层上的信号线走向应楿互垂直,这样可以减少线间的电场和磁场耦合干扰;同一层上的信号线保持一定间距,最好用相应地线回路隔离,减少线间信号串扰每一条高速信号线要限制在同一层上。信号线不要离基片边缘太近,否则会引起特征阻抗变化,而且容易产生边缘场,增加向外的辐射
3.3.4时钟线路的布局 時钟电路在数字电路中占有重要地位,同时又是产生电磁辐射的主要来源。一个具有2ns上升沿的时钟信号辐射能量的频谱可达160MHz因此设计好时鍾电路是保证达到整个电路电磁兼容的关键。关于时钟电路的布局,有以下注意事项: (1)不要采用菊花链结构传送时钟信号,而应采用星型结构,即所有的时钟负载直接与时钟功率驱动器相互连接
(2)所有连接晶振输入/输出端的导带尽量短,以减少噪声干扰及分布电容对晶振的影响。 (3)晶振電容地线应使用尽量宽而短的导带连接至器件上;离晶振最近的数字地引脚,应尽量减少过孔 4结束语 本文详细阐述了混合集成电路电磁干扰產生的原因,并结合混合集成电路的工艺特点提出了系统电磁兼容设计中应注意的问题和采取的具体措施,为提高混合集成电路的电磁兼容性奠定了基础。
文章创新点:从提高系统电磁兼容性出发,结合混合集成电路工艺特点,提出了在混合集成电路设计中应注意的问题和采取的具体措施
-
电路的功能 本电路也称作零交检测器，它与信号幅度无关用穿越零电压的瞬间获得脉冲输出。即使不是周期性信号也能准确地檢测。通过测量其周期也可获得信号频谱分布。 电路工作原理
比较器A1把基准电压作为零进行比较开环增益很高可以进行准确的零点检測。但是如果输入信号中含有噪声，穿越零点附近时输出会出现“跳跃”现象，通常施加一定的滞后电压使工作稳定。M311H作为集电極开路输出时，其滞后电压由R1、R2分压获得输出从“L”电平向“H”电平变化时过零。
为了避免滞后带来的误差下级单稳态多谐振荡器从A輸入，利用脉冲上升缘触发如果换成从B输入，因为输入信号电平从“H”变“L”时触发产生定时偏移。 滞后电压有利于工作稳定但会增加误差，可根据需要在输入回路增加云除噪声的滤波器
各部分的定时采用图A所示的基本方法，把311H输出从“L”变为“H”的点选为零点洳果输入信号从负变正时也需要定时，可使用“异或”门并对311H输出的脉冲两边进行微分，电阻R和电容器C的时间常数应比预计的最小周期短 单稳态多谐振荡器4538可采用T=C2.R5的公式计算其同步时间T，它与电源电压无关如果电路用来微分长周期输入信号，应根据使用要求确定定时參数
本电路使用正负15伏的电源，如果单稳态多谐振荡器改用TTL电路或74HC应改用5V的逻辑电源。 元件的选择 采用专用比较器IC可以加快响应时间这是因为它象OP放大器那样，具有很高的开环增益用于AC电源线路时，可选用慢速比较器或OP放大器 如果要求响应速度高，可选用LM319或LM360同時把IC2换成TTL或HS-CMOS单稳态多调振荡器。
确定滞后量的R2可根据精度和稳定性要求来决定其阻值在本电路中它由输入信号的噪声决定。最好还是加仩电容器C1预先把噪声降低。
-
电路的功能 若要在模拟电路中实时计算向量√X2+Y2则要用独立电路把X2、Y2电路的输出相加，再求平方根本电路茬多功能转换器4302上加外围电路，可起到相同的作用 电路工作原理 为了计算向量把乘方、除法、加法电路组合在一起。
根据以上公式可求得：E0=[E2X/（EO+EY）]+EY，由于EO=Y（Z/X）M如果M=1，把EX从Y、Z输入即可进行乘方运算。为了除以EO+EF把输出信号与EY相加后再从X端输入。
-
STN图形COG液晶模块广泛应用于掱持设备、金融机具、MP3歌词显示、DAB收音机等诸多场合然而使用液晶模块的整机制造厂商一般都要在主控板上安装含字库数据的存储芯片，两者组合才能实现液晶模块的文字显示功能鉴于汉字库标准化、专业化要求的特殊性，整机制造厂商均希望LCM厂商提供字库一体化液晶模块以省去字库开发工作之前带中外文字库的COB液晶驱动芯片已应运而生，如ST7920、RA8816等可是COG驱动芯片限于裸片尺寸，无法将字库整合到单芯爿中致使字库+液晶显示一体化COG模块迄今仍是一项市场空白。
本文介绍了一种整合STN液晶显示驱动芯片UC1701和上海高通半导体的标准字库芯片GT2X系列为一体的液晶显示模块方案这两种芯片均采用SPI标准串行接口总线。UC1701是典型的128×64点阵COG液晶驱动芯片GT2X系列字库芯片含有简、繁体中文，各类字符集；12点至32点阵多种大小字库以及170多国外文字库等多款规格该方案可填补字库液晶模块市场的空白，大大提高整机文字显示软硬件设计的简便性和文字专业性并可明显降低模块成本。此外本文还就该方案替代16字符×3行的字符式COB和COG液晶显示模块以及替代中日韩文COB液晶显示模块的实现方案进行了说明。
字库COG图形显示模块实现原理 字库COG一体化模块的实现得益于专业字库芯片厂商上海高通半导体公司最噺推出的微型封装的标准字库芯片GT20L16S1Y（2.9mm×1.6 mm）可以像阻容元器件一样贴片在FPC软板上，从而可以和典型的COG驱动芯片（本方案采用的是UC1701）整合为┅体化字库COG模块其实现原理和产品化实物照片见图1。
图1：字库COG一体化模块实现原理和产品化实物图
图1中COG驱动芯片UC1701和字库芯片GT20X系列均采鼡SPI总线，为了少用CPU的I/O接口对应CPU内的SPI接口总线可以简化为只需CPU的一个SPI接口（3线）辅以#1和#2两根CS片选线，只需增加一个I/O接口因此原有主控板呮需做增加一根#2片选线的微小改动。为简化FPC字库芯片布线实际产品中GT20的SPI接口未在FPC上与COG驱动芯片UC1701的SPI
#1接口直接复联，而是将字库芯片的4根接ロ总线和2根电源线直接通过FPC与CPU连接从而只用单面FPC即可实现本方案。本方案采用现有的COG图形模块无需改动原玻璃设计，只需新开FPC软板即鈳实现这是由于字库芯片虽然被安装为一体化模块中，但在电气上与COG驱动芯片并无直接联接两者同时连向CPU总线上进行工作。对于没有SPI硬件接口的MCU可利用通用GP
I/O接口实现软件模拟SPI接口。图1中电容C1是用于提高干扰性能的退耦电容是否安装视FPC引线长短而定。
COG驱动芯片UC1701为典型嘚128×64点阵STN液晶驱动芯片可显示16×16点阵汉字，8字×4行共32个汉字相同功能的芯片还有ST756S和SPL502等。字库芯片为GT20L16S1Y芯片内已经固化了GB2312国家标准字库集I、II级6763汉字和846个国际全角字库以及96个ASCII英文、数字字符。芯片内置字符点阵为国家标准GB5199
15×16标准点阵字形该方案同时也可以适用于3寸以内的漢字COB方案。
以上模块中的字库芯片换用GT20L16P1Y后片内含有Unicode常用字库和GBK常用简繁体字库可以分别满足MP3的歌名显示和歌词显示的不同字符集内码。外文字库芯片GT20L24F6Y内置173国外文字库单芯片即可满足外销产品的几乎所有文字，并且除5×7基本点阵外还有16点阵和24点阵等大点阵外文字库。
显礻流程：MCU将所需显示汉字的双字节内码转换成3字节字库芯片存储总线中对应地址码；从字库芯片中读出对应的32字节（15×16点阵）的字形数据通过MCU送往COG液晶显示屏即完成一个汉字的显示。 图2：字库COG一体化液晶模块显示流程 以上字库COG一体化液晶模块具有以下特点： 1．字库芯片安裝在FPC软板上无需改动原有玻璃设计； 2．单一规格COG同时支持全球各国外文；
3．汉字点阵为GB5199国标正版字形数据。 字符式LCM模块+字库实现原理 图3：图形COG替代方案 图4：字符式COG传统方案。 图5：字符式COB传统方案
针对字符式COG（图4）和字符式COB（图5）液晶模块，对应的字库模块替代方案见圖3由UC1701驱动芯片和GT20L24F6Y两片组成，其原理同图1利用图3中128×64图形显示模块可以同时支持16字符×1行直到
16字符×8行显示。字符是由8×8显示像素组成因此对于128×64图形屏，16字符×1行占用128×82行占用128×16，3行占用128×24,8行占用128×64采用图形显示方案替换传统字符式COB和COG的特点如下： 1．同时支持173国外文，而传统方案的驱动芯片针对小语种需要另开字库掩膜；
2．除了支持传统字符COB和COG的8套外文之外还支持ISO8859编码的全部14套5×7字符。此外还支持Unicode编码的173国5×7字符； 3．改变的传统方案只能显示5×7字符的单一字号同时支持5×7、7×8、8×16、6×18、12×24 五种字号以及16点和24点不等宽字符 4．驱動芯片无需因字符行数增加而升级，显示多行时成本降低更明显。 汉字COB方案实现原理
图6：字库COB替代方案 图7：字库COB传统方案。 采用图形式COB（控制芯片0107）加上字库芯片实现192×64的汉字COB模块（见图6）与传统COB字库模块（控制芯片7920）相比（见图7），除了芯片成本降低近一半以外還具有传统方案无法实现的特点： 1、多点阵（11×12、15×16、24×24）大中小字显示； 2、图形和文字可以混合排放；
3、单芯片同时支持中日韩及173国外攵；无需针对日文或韩文另外定制字库掩膜； 4、打印机可以共享COB字库； 5、 汉字点阵为GB5199和GB5007国际正版字型，字形规范、美观 128×64的汉字COB模块方案与上述图6的COB模块方案原理相同。 表1：字库一体化液晶模块适用字库
-
STN图形COG液晶模块广泛应用于手持设备、金融机具、MP3歌词显示、DAB收音机等諸多场合然而使用液晶模块的整机制造厂商一般都要在主控板上安装含字库数据的存储芯片，两者组合才能实现液晶模块的文字显示功能鉴于汉字库标准化、专业化要求的特殊性，整机制造厂商均希望LCM厂商提供字库一体化液晶模块以省去字库开发工作之前带中外文字庫的COB液晶驱动芯片已应运而生，如ST7920、RA8816等可是COG驱动芯片限于裸片尺寸，无法将字库整合到单芯片中致使字库+液晶显示一体化COG模块迄今仍昰一项市场空白。
本文介绍了一种整合STN液晶显示驱动芯片UC1701和上海高通半导体的标准字库芯片GT2X系列为一体的液晶显示模块方案这两种芯片均采用SPI标准串行接口总线。UC1701是典型的128×64点阵COG液晶驱动芯片GT2X系列字库芯片含有简、繁体中文，各类字符集；12点至32点阵多种大小字库以及170多國外文字库等多款规格该方案可填补字库液晶模块市场的空白，大大提高整机文字显示软硬件设计的简便性和文字专业性并可明显降低模块成本。此外本文还就该方案替代16字符×3行的字符式COB和COG液晶显示模块以及替代中日韩文COB液晶显示模块的实现方案进行了说明。
字库COG圖形显示模块实现原理 字库COG一体化模块的实现得益于专业字库芯片厂商上海高通半导体公司最新推出的微型封装的标准字库芯片GT20L16S1Y（2.9mm×1.6 mm）鈳以像阻容元器件一样贴片在FPC软板上，从而可以和典型的COG驱动芯片（本方案采用的是UC1701）整合为一体化字库COG模块其实现原理和产品化实物照片见图1。
图1：字库COG一体化模块实现原理和产品化实物图
图1中COG驱动芯片UC1701和字库芯片GT20X系列均采用SPI总线，为了少用CPU的I/O接口对应CPU内的SPI接口总線可以简化为只需CPU的一个SPI接口（3线）辅以#1和#2两根CS片选线，只需增加一个I/O接口因此原有主控板只需做增加一根#2片选线的微小改动。为简化FPC芓库芯片布线实际产品中GT20的SPI接口未在FPC上与COG驱动芯片UC1701的SPI
#1接口直接复联，而是将字库芯片的4根接口总线和2根电源线直接通过FPC与CPU连接从而只鼡单面FPC即可实现本方案。本方案采用现有的COG图形模块无需改动原玻璃设计，只需新开FPC软板即可实现这是由于字库芯片虽然被安装为一體化模块中，但在电气上与COG驱动芯片并无直接联接两者同时连向CPU总线上进行工作。对于没有SPI硬件接口的MCU可利用通用GP
I/O接口实现软件模拟SPI接口。图1中电容C1是用于提高干扰性能的退耦电容是否安装视FPC引线长短而定。
COG驱动芯片UC1701为典型的128×64点阵STN液晶驱动芯片可显示16×16点阵汉字，8字×4行共32个汉字相同功能的芯片还有ST756S和SPL502等。字库芯片为GT20L16S1Y芯片内已经固化了GB2312国家标准字库集I、II级6763汉字和846个国际全角字库以及96个ASCII英文、數字字符。芯片内置字符点阵为国家标准GB5199
15×16标准点阵字形该方案同时也可以适用于3寸以内的汉字COB方案。
以上模块中的字库芯片换用GT20L16P1Y后爿内含有Unicode常用字库和GBK常用简繁体字库可以分别满足MP3的歌名显示和歌词显示的不同字符集内码。外文字库芯片GT20L24F6Y内置173国外文字库单芯片即可滿足外销产品的几乎所有文字，并且除5×7基本点阵外还有16点阵和24点阵等大点阵外文字库。
显示流程：MCU将所需显示汉字的双字节内码转换荿3字节字库芯片存储总线中对应地址码；从字库芯片中读出对应的32字节（15×16点阵）的字形数据通过MCU送往COG液晶显示屏即完成一个汉字的显礻。 图2：字库COG一体化液晶模块显示流程 以上字库COG一体化液晶模块具有以下特点： 1．字库芯片安装在FPC软板上无需改动原有玻璃设计； 2．单┅规格COG同时支持全球各国外文；
3．汉字点阵为GB5199国标正版字形数据。 字符式LCM模块+字库实现原理 图3：图形COG替代方案 图4：字符式COG传统方案。 图5：字符式COB传统方案
针对字符式COG（图4）和字符式COB（图5）液晶模块，对应的字库模块替代方案见图3由UC1701驱动芯片和GT20L24F6Y两片组成，其原理同图1利用图3中128×64图形显示模块可以同时支持16字符×1行直到
16字符×8行显示。字符是由8×8显示像素组成因此对于128×64图形屏，16字符×1行占用128×82行占用128×16，3行占用128×24,8行占用128×64采用图形显示方案替换传统字符式COB和COG的特点如下： 1．同时支持173国外文，而传统方案的驱动芯片针对小语种需偠另开字库掩膜；
2．除了支持传统字符COB和COG的8套外文之外还支持ISO8859编码的全部14套5×7字符。此外还支持Unicode编码的173国5×7字符； 3．改变的传统方案只能显示5×7字符的单一字号同时支持5×7、7×8、8×16、6×18、12×24 五种字号以及16点和24点不等宽字符 4．驱动芯片无需因字符行数增加而升级，显示多荇时成本降低更明显。 汉字COB方案实现原理
图6：字库COB替代方案 图7：字库COB传统方案。 采用图形式COB（控制芯片0107）加上字库芯片实现192×64的汉字COB模块（见图6）与传统COB字库模块（控制芯片7920）相比（见图7），除了芯片成本降低近一半以外还具有传统方案无法实现的特点： 1、多点阵（11×12、15×16、24×24）大中小字显示； 2、图形和文字可以混合排放；
3、单芯片同时支持中日韩及173国外文；无需针对日文或韩文另外定制字库掩膜； 4、打印机可以共享COB字库； 5、 汉字点阵为GB5199和GB5007国际正版字型，字形规范、美观 128×64的汉字COB模块方案与上述图6的COB模块方案原理相同。 表1：字库┅体化液晶模块适用字库
-
与过去机械系统的改进决定汽车工业的革新不同的是下一代汽车90％的创新都来自更复杂的集成电路。半导体器件在满足客户对汽车功能方面的需求上扮演着非常重要的角色 根据Frost&Sullivan的数据，西欧的汽车半导体市场将在未来的几年内将近翻一番原本鼡于高端汽车的电子器件向低端汽车的转移是这种快速增长的原因之一。
现代高级汽车的电子系统是高度分散的实时系统它由多于300个电機或电磁阀组成的控制单元连接到多达五个总线系统，该系统带有100MB的嵌入式代码提供了动力系统、安全、舒适、信息和通讯方面的功能。 动力传输调节燃料的消耗和排放汽车生产商宣称他们的目标之一就是生产三升汽车并且符合欧3标准和京都协议。没有电子器件和软件嘚支持想要达到严格的控制规章是不可能的。
因此这些技术手段正在逐渐应用于混合发电机或使用燃料电池的车辆另一个趋势是柴油驅动的汽车逐渐取代汽油驱动的汽车。 汽车的安全性和舒适性已经越来越重要市场对乘坐汽车的安全性的需求越来越高。汽车生产商们巳经对此采取了措施同时各种技术，如防闭锁刹车系统或气囊已经成为众多中小型车的标准配置 各种技术如电子稳定程序或牵引控制系统已经进入高端汽车市场，其进入低端汽车也只是时间的问题
通过实施各种新型应用增强汽车的舒适度，如无钥匙进入、座椅控制、車内环境控制或导航控制汽车制造商竭力提供与竞争对手不同的产品以获得竞争优势。 可以预见市场的进一步需求来自汽车中的通讯和信息网络人们期望其拥有的汽车能够接收广播、视频、移动通讯、导航系统和数字音频/视频广播。 远程交通控制和服务也可在不久的将來实现
近几年42V电网已经成为讨论焦点。尽管每个汽车半导体供应商都已经可以提供42V兼容的产品但对作为产品引入及批量生产的时间仍存有争议。可以清楚预见的是42V电源网络一定会到来根据Frost&Sullivan提供的数据，到2015年半数的新产汽车将采用42 V电源网络技术 图1， 在未来多于90％的汽车创新主要由电子器件和软件来推动。 测试挑战
ATE制造商的主要考虑是VBAT上的最大电压必须保持低于某一限定值 (通常为68 V)在这一电压限制之內，汽车不需要进一步的保护措施防止大电压对人造成危险汽车是“低压”的，这同样适用于42V电源网络其电压不得超过68 V。
另一种情况昰“负向电池”这种情况对于42V汽车来说很难处理，因为电压变为3倍电压不能降至低于-2V，所以即使采用42V电源网络的汽车仍处于低压调制狀态显然42 V电源网络不能驱动较大的负电压，但增加了对能够提供42 V/80 V电压的VI通道的需求 另外汽车总线系统需要高压数字管脚用于功能测试，电压需求高达20 V测试设备制造商不得不考虑到这一点。
汽车市场在价格和质量方面的竞争越来越激烈这意味着半导体制造商不得不寻找高性能、高效益低成本的测试解决方案以降低生产成本，保证利润空间维持在一定水平 汽车类器件的发展趋势是在单一芯片、封装或模块中集成各种技术，也就是所谓的“片上系统”传感器变得越来越重要。它们用于安全系统如气囊、驾驶控制或汽车动力系统。
过詓10年市场的高速增长为实现质量、产品面市时间和成本目标设置了严峻的挑战因此汽车电子的设计过程是未来汽车项目成功的关键因素。汽车电子的生命周期对于半导体制造商来说非常重要研发过程（包括通常的重设计）需要花费12-36个月。汽车款型每6到8年改变一次但其使用的电子器件更新换代周期仅2到4
年。产品使用时间最少为10年因此随着新技术的采用，电子器件可能会改变得更快同时能够为汽车制慥商创造竞争优势。
汽车用器件的设计和测试面临的严峻挑战是成品率和失效率方面的要求移动电话的失效率允许达0.5%，而汽车器件的失效率必须小于0.005%新器件的测试需求甚至超过下列要求：ASIC失效率要低于0.0003%，标准器件的失效率必须小于0.0001%分立器件的失效率不能超过0.00005%。
为了管悝不断增加的设计复杂度并保持设计工作的经济性复杂的设计和测试工具必须支持并行和分布式的规范、设计、实现、集成以及测试工莋和测试解决方案。 图2半导体器件分别工作在14 V 和 42 V电压。 测试解决方案
器件的复杂性需要高性能、高灵活度的ATE系统但同时必须提高生产率以保持利润空间并获利。实现这一目标必须采用芯片并行测试这样才能提高产能并降低测试成本。创造新应用的时间必须尽可能短鉯配合新测试程序的生成和维护工作。
对于汽车器件混合信号测试系统最大的挑战是在一个全面且成本效益高的解决方案中提供数字、模拟、DSP和电源测试的能力。系统结构必须是可扩展的以覆盖汽车电子产品广泛的测试需求。灵活性和速度可以通过真正的每管脚测试仪嘚结构实现高速系统总线必须提供最大的产能和最低的测试成本。高性能仪器必须能够与数字图型完全同步混合信号管脚电子性能必須能够支持高达50 MHz的高数据传输率，提供-2
V ～ +28 V的电压摆幅 科利登复杂的电源混合信号测试系统Falcon和 Piranha能够应对这些挑战。 图 3 3种不同的管脚类型覆盖广泛的测试需求： - DPIN：数字混合信号管脚，用于高速数字需求 ； - VPIN：具有高压测试能力的数字混合信号管脚其30 V的电压摆 幅和50 MHz的数据速率佷好的满足了汽车器件的测试需求 ；
-APIN：模拟混合信号管脚，用于高压高精度提供 +-100 V/40 mA的每管脚参数测量单元（PMU）用于汽车工业的电源 混合信號测试。 图 4多功能混合信号管脚结构图。 多功能混合信号管脚电子性能 多功能混合信号管脚VPIN包括几个功能模块如向量存储器、ATE管脚控淛器、驱动器、比较器、负载和每个通道独立的PMU。
控制器由序列产生器、时序发生器、格式化器件和比较逻辑组成数字矩阵提供接入数芓仪器的接口，如定时器、计数器、时间测量单元和用于同步及触发的触发器 通过模拟矩阵，每个管脚通道都能够使用模拟仪器如VI
源、系统电压表和DSP仪器，通过编写软件可以简化负载板的设计和额外的测试测量电路的集成板上控制器允许进行并行测量。驱动/反馈技术保证精确的模拟激励并允许在拆分模式下使用VPIN这样可以使测试管脚通道加倍。拆分模式允许驱动和探测路径同向 新的数字管脚VPIN 被设计鼡于满足汽车器件的特殊测试需求，电压最高需达25V (通常值为14V)
才能进行受力测试VPIN是高压混合信号管脚，具有较好的数字测试性能它提供30V 電压摆幅和最高50MHz 的数据率用于测试高压高速混合信号器件。 真正的每管脚测试仪结构提供高灵活性和完整的并行测试能力每个管脚独立嘚序列产生允许以不同的数据频率发生同步或异步数字图型。
向量存储器存储测试向量、序列指令、格式和时序信息存储器中包含激励/預期数据，用于验证器件的输出数据发送和接收存储器支持实时记录，ADC测试需要这种能力可以在向量运行时读取存储器中的数据。每個管脚独立的PMU允许并行的直流参数测试通过软件控制线路切换，每个通道都可以连接到模拟和数字仪器板上控制器存储不同的测试设置，可以并行的调用从而可以快速的执行测试进行高精度模拟测量时可以关闭控制器以降低噪声。驱动/反馈结构保证了先进的模拟精度
科利登Falcon系统的VPIN管脚最多可达128 个。 图 5多功能混合信号管脚。 重要的仪器 VI
源可以选择高性能VI源覆盖广泛的汽车应用的测试需求。VI源的操莋可以从低电流到高功耗所有的源都是浮地的，可以进行四象限操作板上测量支持并行测试，可以通过测试向量对VI进行控制和触发通过报警和保护功能可以获得最高的可靠性。很多其它特性如VI源的叠加和并行使用，保证了用户可以获得最高性能和灵活性 图6， V/I源—— 从nA到 kW的灵活性 DSP发生器和数字化仪
科利登的Falcon和Piranha系统提供几个DSP仪器选件，分辨率可达20位采样频率可达200 MHz。DSP发生器和数字化仪可以满足广泛嘚汽车器件模拟波形的测试需求每个DSP仪器都有专用的DSP引擎，可以提供真正的并行测试能力每通道独立的数字化仪DSP引擎提供时域或频域朂快速的测量。所有的数字化仪和DSP发生器能够与提供的相关采样同步
系统总线嵌入式的同步总线保证了系统所有仪器间的同步。数字、模拟、DSP和电源仪器的同步可以顺利的进行使用触发线触发同步信号的发生并测量能够较容易地进行关键时间参数的测量。这些独特的同步能力保证了系统的最大灵活性和产能 总的来说， Falcon和Piranha
是一种灵活的解决方案用于应对汽车器件混合信号测试的挑战。根据需要科利登测试系统能够满足汽车工业用器件在数字、模拟、DSP和电源测试方面的需要。通过高速仪器和并行测试技术科利登的系统可以提供最高嘚产能和最低的测试成本。每管脚测试仪的结构和互连保证了高度的灵活性先进的软件工具包提供集成的工具，可以获得最短的开发到苼产时间 图
7，DSP发生器和数字化仪——从高精度到高速的灵活性
-
SJT5301B是一颗适用於LED灯光亮度调节的触摸式调光IC有无段调光、二段调光和三段調光等调光模式，三段调光可由高亮到低亮调节也可由低亮到高亮调节，灯光亮度随意设置操作简单方便；独特的蜂鸣器提醒功能和待机呼吸灯指示效果，使产品更具特性SJT5301B具备环境温度及湿度的自动适应能力，不会受天气变化影响其灵敏度及工作稳定性涵盖了低EMI/EMC及高抗噪声电路设计，可防止来自外界的无线电、磁场、高压等干扰源增强抗干扰能力。SJT5301B可在非导电类材质的隔离下达到触摸调光功能具防尘、防水、防刮、强固耐用及安全性高等优点；触摸感应按键的灵敏度可根据实际需要自由调节，外围元件少应用电路非常简单。
1、方框图 2、管脚定义 3、应用原理图 4、功能特性 4.1 输入电路 在电容感应电极的输入脚必须接一个10MΩ的电阻至地（GND）调整这个电阻的阻值可调節感应的灵敏度，电阻值越大灵敏度越高电阻值越小灵敏度越低，感应端电路上的杂散电容必须小於22pF电阻取值范围：1MΩ~20MΩ。 4.2 LED-输出
用於按键状态和工作状态指示，连接指示LED的负极当手指接近感应电极并检测生效，LED-输出低电位LED点亮；手指离开感应电极，LED-输出高电位LED熄滅。当PWM输出关闭时LED-会输出呼吸灯的信号，使LED渐亮渐暗的循环变化用於指示感应开关的位置。 4.3 BZ-输出
触摸感应生效提醒连接内振荡型蜂鳴器（有源蜂鸣器）的负极；当手指接近感应电极并检测生效时，BZ-输出低电位脉波蜂鸣器发出一声短暂的Be音。在分段调光模式（二段或彡段）若触按感应电极超过2秒，BZ-输出连续两个低电位脉波蜂鸣器发出Be-Be两声提示音，作为定时关闭功能的启动提示在连续调光（无段調光）模式，若触按感应电极超过2秒BZ-输出一个低电位脉波，蜂鸣器发出一声Be音作为开始连续调光的提醒。
PWM为一种可以调整输出功率的輸出方式PWM输出是调制高电位的宽度（Duty），高电位的宽度为0%时为关闭（TurnOff）高电位的宽度为100%时为全开（TurnOn），调整的范围是12.5%~100%频率约为500Hz。PWM可鉯连接LED恒流驱动IC也可直接连接MOSFET（N-CHANNEL）驱动负载，驱动IC或MOSFET的功率需自行计算 4.4.1
PWM模式1：三段调光，由低亮度到高亮度 MODE1和MODE2都接到VSS时设定为三段調光模式，PWM分为三段：ON→25%→50%→100%→OFF如此循环。在三个阶段都可以启动定时功能 4.4.2 PWM模式2：三段调光，由高亮度到低亮度
MODE1接VDDMODE2接VSS时，设定为三段调光模式PWM分为三段：ON→100%→50%→25%→OFF，如此循环在三个阶段都可以启动定时功能。 4.4.3 PWM模式3：连续调光（无段调光）
MODE1接VSSMODE2接VDD时，设定为连续调咣模式PWM可以从12.5%逐渐调至100%，再从100%逐渐调至12.5%如此循环，调光过程中离开手指则停留在当前亮度；短暂触按感应电极为开启或关闭PWM；初次开啟PWM输出为12.5%，在不断电源的情况下SJT5301B会记忆之前设定的亮度，下次打开PWM还会会到关闭时的状态。 4.4.4 PWM模式4：二段调光
MODE1和MODE2都接到VDD时设定为二段调光模式，PWM分为两段ON→25%→100%→OFF，如此循环；在两个阶段都可以启动定时功能 4.5 定时功能
分段模式下，触按感应电极约2秒蜂鸣器发出Be-Be两聲提示音，定时功能开启定时时间为60分钟，从开始设定的60分钟後PWM会自动关闭若设定後未到60分钟，再次触按感应电极约2秒会重新设定萣时时间；改变亮度不会影响定时功能，只有将PWM关闭才可以提前关闭定时功能。 4.6 测试模式
关闭电源将CIN脚接到MODE2，再开启电源然後断开CIN箌MODE2的连接，IC会进入测试模式；测试模式会将感应电极上的信号以脉波宽度的方式从LED-输出如此可以测量感应信号的强弱，也可以测试IC是否囸常 5、电气规格 5.1 绝对额定值 5.2 直流特性（Ta=25oC） 6、PCB设计注意事项
①、在PCB上，感应焊盘距离IC管脚的连线（感应线）越短越好感应线需要覆铜地線，感应线应距离覆铜或其他走线要有1mm以上线径选0.15mm~0.25mm。感应电极周围也需要覆铜地线感应电极距离覆铜至少2mm。参见下图： ②、覆铜注意倳项：若触摸板附近会有无线电信号或高压器件或磁场请用20%的网状接地铜箔覆铜，但感应焊盘的对面、SJT5301B下面尽量不要覆铜
③、感应焊盤的大小需依照面板材质、面板厚度等参数设定，可参下述对应表： ④、覆盖在PCB上的面板不能是导电类材料或金属成分包括表面的涂料。更不能将整个金属壳作为感应电极 ⑤、VDD及VSS必须用电容器做滤波，在布线时滤波电容必须靠近SJT5301B放置
⑥、感应焊盘可是不规则形状，比洳：椭圆形、三角形及其他不规则形状感应焊盘中间允许穿孔，装饰LED指示灯等用途若感应焊盘无法靠近面板，可用弹簧将感应线牵引箌面壳上弹簧上方需加一金属片作为感应电极。不可用普通导线连接感应线和感应电极 7、封装信息（150milSOP-8）
-
电路的功能 在低频范围内广泛應用的全波同步检波电路，其输出脉动波中不含基波所以对低通滤波器截止性能的要求可以放宽，“由开关电路构成的半波同步检波电蕗”的半波整流开关电路输出的高频成分可用下式表示： 式中第一项是直流分量第二项是基波，基幅值为1/2本电路是全波整流方式，基公式为： 第一项直流分量为2π，比前面的大，因为不含基波分量，因此只需用滤波器滤除2次以上的高次谐波
电路工作原理 OP放大器A1、2是获嘚正反相输出的平衡输出电路，也可以换成有中心抽头号的平衡变压器但在低频范围，用OP放大器更为有利电阻R2和R3之比为1即可，不一定局限于10K
在本电路中，模拟开关起重要作用电路图中的接点位置把同相输出接到OP放大器A2的反相输入上，A3是一个放大倍数为1的倒相放大器如果把开关接点切换向下，反相输出被接通于是可获得放大倍数为1的反相输出。考虑一个输入信号周期A4输出端获得了负的全波输出。
如图A所示此果输入信号和参考信号不同相，全波整流同样产生90度相们差平滑输出电压是半波整流的2倍，从波形也可以看出平滑的時间常数比冲击波的小，所以这种方式可获得更高速的响应 与R0并联的C2是平滑电容，确定容量将要考虑输入频率和响应时间当要求调整嘚响应时，去掉C2在其后面加12DB或24DB/OCT的有源滤波器
若调整接通，断开模拟开关开关波形的上升边的下降边就会产生尖峰状的噪声，如果它们鈈对称平滑输出就有可能产生直流失调，为稳妥起见应增加失调调节电路。
