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ECG设计挑战的应对策略

心电图(ECG)是一种常见的医疗记录,在许多恶劣的环境中,它也必须清晰可读并保持精确。无论是医院、救护车、飞机、轮船、诊所还是家里,干扰源无处不在。新一代高度便携式ECG技术使我们能够在更多的环境条件下测
量心脏的电活动。随着ECG子系统越来越多地投入医院外应用,制造商面临着持续的降低系统成本并缩短开发时
间,同时保持或提高性能水平的压力,这就给ECG设计工程师提出了相当严苛的要求:实现一种安全有效、 能够应
对目标使用环境挑战的ECG子系统。

本文说明通常所认为的ECG子系统设计的主要挑战,并提供关于如何应对的各种方法建议。本文讨论的挑战包括安
全、共模/差模干扰、输入动态范围要求、设备可靠性和保护、降噪以及EMC/RFI考虑。

医疗保健应用中的电源管理

不同的医疗保健应用对电源管理解决方案的要求也不尽相同。就电源管理而言,医疗保健是一个十分有意思的市场。虽然医疗保健产品的设计周期非常长,但高水平的创新正在不断满足新型医疗保健电子产品需求。这些创新产品不仅代替了旧有设备,还占领了新的市场和应用,这些应用领域在几年前尚不存在。本文将讨论四个不同的医疗保健应用领域。它们是家庭医疗保健、仪器仪表、病人监护和成像应用。本文将针对每个领域分别讨论电源管理解决方案。

IEEE802.11p 将先于 LTE-V2V 用于安全应用

车到车通信正在显著吸引人们的注意力,因为它能极大地减少道路交通事故,改善移动性,实现高层次的汽车自动化。支持安全关键应用是车到车通信的核心,多年来,V2X 选择的技术一直是 IEEE802.11p。最近,在移动通信标准化组织 3GPP 的积极推进下,一种旨在满足 V2X 应用的新标准开始启动。由于成千上万的道路使用者的安全将取决于这些技术的性能,因此对它们进行对比就显得相当重要。

基于单片机的智能型金属探测器的设计

本文介绍了一种基于AT89S52单片机控制的智能型金属探测器重点研究了它的硬件组成、软件设计、工作原理及主要功能。该金属探测器以AT89S52单片机为核心,采用线性霍尔元件UGN3503作为传感器,来感应金属涡流效应引起的通电线圈磁场的变化,并将磁场变化转化为电压的变化,单片机测得电压值,并与设定的电压基准值相比较后,决定是否探测到金属。系统软件采用汇编语言编写。在软件设计中,采用了数字滤波技术消除干扰,提高了探测器的抗干扰能力,确保了系统的准确性。

智能灵活的大电流 DC/DC 控制器简化电信和数据通信系统中的电源

电信和数据通信系统中常见的下一代路由器和交换机的复杂性和可扩展性不短提高,这给电源制造带了了压力,因为人们需要提供智能灵活、可横跨多种平台扩展的高效率电源解决方案。系统设计师经常会需要几种基础架构变体,以能够提高、中、低系统,且每种系统都有一套不同的功能。可根据系统需要增设、移除或调整大小的器件类型实例包括:内容可寻址存储器(CAM),三元内容可寻址存储器(TCAM)、专用集成电路(ASIC)、全定制硅芯片和现场可编程门阵列(FPGA)。

MEMS和FOG的精确导航之争

作者:Chris Goodall、Sarah Carmichael (Trusted Positioning,Inc.)和Bob Scannell (Analog Devices, Inc.)

光纤陀螺仪(FOG)以前曾经是环形激光陀螺仪(RLG)等其他技术的低成本替代品,现在该技术面临着新的竞争。微机
电系统(MEMS)陀螺仪开始抢夺传统FOG应用的市场份额。具体来说,天线阵列稳定、农业机械控制、常规车辆导航成为MEMS和FOG对峙的战场。

为了确定用于导航应用的这两种技术之间的相似点,我们将对选定的高端MEMS陀螺仪与低端FOG陀螺仪进行比较。我们在分析中使用了导航软件和测试案例作为控制,以确定MEMS是否真正为在战术导航性能水平上使用做好了准备。

智能边缘第2部分:减少洞察时间

减少边缘节点的洞察时间可在获得数据之后尽快做出关键决定。而理论上处理能力和通信数据均不受限制,则可将所有全带宽边缘节点检测信息发送至远端的云计算服务器。此外,还可以进行大量运算,以挖掘做出明智决策所需的宝贵细节信息。然而,电池电量、通信带宽和计算周期密集型算法的局限使得我们的设想只是一种概念,而无法成为实际方案。

在这个包含多个部分的工业物联网系列文章中,我们将分解和研究大型物联网框架中边缘节点解读的基本方面:检测、测量、解读和连接数据,同时还将考虑功率管理和安全性。边缘节点所需的数据集可能只是一个离散的完整宽带信息子集。同样,数据可以根据要求进行传输。高效的超低功耗(ULP)处理也是实施任何边缘节点方案的一个关键。

智能边缘第1部分:边缘节点

工业物联网(IoT)正在酝酿广泛的转变,这种转变不仅将使互联机器间的相互检测成为一种竞争优势,还将使其成为必不可少的基本服务。工业物联网以边缘节点为起始点,后者是检测和测量的目标切入点。这是物理世界与计算数据分析进行交互的接口所在。互联的工业机器可检测大量的信息,进而用于制定关键决策。这种边缘传感器可能远离存储历史分析的云服务器。它必须通过将边缘数据聚合到互联网的网关进行连接。理想情况下,边缘传感器节点具有很小的规格尺寸,可在空间受限的环境中轻松进行部署。

利用ADG5412F解决模拟输入的IEC系统保护

在恶劣电磁环境中工作的电子系统须按照特定标准对其输入和输出端口加以保护,以防止器件受到静电放电(ESD)、电快速瞬变(EFT/突波)、浪涌事件影响。

本应用笔记说明ADI公司新一代集成过压保护(OVP)功能的故障防护系列开关,结合极少的外部元件,能够加快符合IEC61000-4 ESD、EFT和浪涌事件标准的保护架构的设计过程。本应用笔记阐述了过压故障防护原理,并对可以实现IEC标准水平高可靠性的电路进行了说明。

本应用笔记所述的瞬变电压抑制器(TVS)设计窗口概念,在元件选择方面为系统设计人员提供了更大的灵活性,并能使系统设计得以简化同时实现更高的精度。

ADC噪声系数 —— 一个经常被误解的参数

噪声系数(NF)是RF系统设计师常用的一个参数,它用于表征RF放大器、混频器等器件的噪声,并且被广泛用作无线电接收机设计的一个工具。许多优秀的通信和接收机设计教材都对噪声系数进行了详细的说明(例如参考文献1),本文重点讨论该参数在数据转换器中的应用。

现在,RF应用中会用到许多宽带运算放大器和ADC,这些器件的噪声系数因而变得重要起来。参考文献2讨论了确定运算放大器噪声系数的适用方法。我们不仅必须知道运算放大器的电压和电流噪声,而且应当知道确切的电路条件:闭环增益、增益设置电阻值、源电阻、带宽等。计算ADC的噪声系数则更具挑战性,大家很快就会明白此言不虚。

【下载】低频和高频电路接地

在大多数电子系统中,降噪是一个重要设计问题。与功耗限制、环境温度变化、尺寸限制以及速度和精度要求一样,必须处理好无所不在的噪声因素,才能使最终设计获得成功。这里,我们不考虑用于降低“外部噪声”(与信号一起到达系统)的技术,因为其存在一般不受设计工程师直接控制;外部噪声必须通过滤波、模拟信号处理和数字算法等手段在系统的运行设计中予以处理。

【下载】串行EEPROM 与 8位PIC® 单片机的接口设计

目前对廉价和便携式非易失性存储器的需求仍保持稳定,因为对许多工业和商业技术的开发而言,长期存储器存储依然不可或缺。对于许多这样的市场,串行EEPROM 器件仍然被认为是非易失性存储器嵌入式控制应用的经济高效的理想解决方案。尽管其他形式的非易失性存储器重新兴起,但对于要求便携性、低电流和电压操作、逐字节操作及具竞争力价格的应用和解决方案,串行 EEPROM 仍被证明是一种可行的选择。SPI 和I2C同步串行协议仍然是与串行EEPROM器件接口的两种最流行的方式。为了与之适应,大多数 PIC® 单片机器件都内置了主同步串行端口(Master SynchronousSerial Port,MSSP)模块,为这两种协议中的同步串行操作提供了一个方便的平台。

【下载】采用单片机作为控制单元的反激式 SMPS

本应用笔记描述了采用 PIC16F1769 控制电路的 20W开关电源(Switched Mode Power Supply,SMPS)的设计、构建与测试步骤。SMPS 输出电压为 12 VDC,输出电流最大值为 1.7A。重要的设计步骤以教学方式展现,以便读者能通过这些信息来构建规格可能不同的相似设计。

【下载】isoPower器件的辐射控制建议

集成隔离电源(isoPower®)的iCoupler®数字隔离器采用开关电流约为700 mA、频率高达300 MHz的DC-DC转换器,以
如此高的开关频率工作自然会引起人们关于辐射和传导噪声的担忧。对于含有isoPower器件的应用的辐射和噪声控制,PCB布局与结构是非常重要的。本应用笔记将阐明相关辐射机制,并提供解决辐射问题的具体建议。

【下载】基于Simulink的多电平二极管NPC逆变器 拓扑结构专用SVPWM电流控制技术

<strong>摘要</strong>

现代世界对环境友好型解决方案的持续关注促使多数公司重新思考其战略,设计新型或改进型方法和产品。发电工业也不例外,在该领域,太阳能和风能一直是用于发电的绿色能源的排头兵。鉴于这些绿色能源大都多变不稳定,业界一直在改进利用它们发电的方法,其中一个基本要点就是提高直流 (dc) 与交流 (ac) 之间的能源转换效率,以减少发电损失。为此,业界设计了采用改进型逆变器(尤其是中性点钳位 (NPC) 逆变器)的方法,并在太阳能和风能发电厂进行了部署。NPC用于光伏 (PV) 面板上,相比其他方法拥有多种优势,但在几个方面还有改进余地。事实表明,增加其电平数,实施更复杂的控制方法,采用更快的功率控制环路,在逆变器的实现中都是有必要的。

【下载】面向可调低压差稳压器的降噪网络

本应用笔记描述如何用简单的RC网络降低可调低压差稳压器(LDO)的输出噪声。我们将提供针对多个LDO的实验数据,以展示这一简单电路技术的有效性。尽管降噪(NR)是本应用笔记的重点,但同时一些测试数据也展示了降噪对电源抑制比(PSRR)和瞬变负载响应的影响......

【下载】带按钮控制的高压输出DAC

<strong>电路功能与优势</strong>

图1所示电路提供了一种利用按钮控制数字电位计取代传统高压机械电位计的完整解决方案。

在该电路中,低压数字电位计通过简单的按钮式开关控制电池或其他来源提供的最高20 V高压源,简便易用,电源效率极佳。数字电位计AD5116提供64个游标位置,端到端电阻容差为±8%,适合各类调整应用。此外,AD5116内置一个EEPROM,可通过一个按钮将游标位置手动保存到所需位置。此特性在需要默认上电位置的应用中很有用......

【下载】ADC输入噪声面面观——噪声是利还是弊?

<font color="#FF0000">作者:Walt Kester </font>

<strong>简介</strong>

所有模数转换器(ADC)都有一定量的“折合到输入端噪声”,可以将其模拟为与无噪声ADC输入串联的噪声源。折合到输入端噪声与量化噪声不同,后者仅在ADC处理交流信号时出现。多数情况下,输入噪声越低越好,但在某些情况下,输入噪声实际上有助于实现更高的分辨率。这似乎毫无道理,不过继续阅读本指南,就会明白为什么有些噪声是好的噪声......

【下载】不要恐慌:视频应用调试入门指南及其它

<strong>摘要</strong>

对于需要进行系统设计和交付的技术团队来说,有效识别和调试半导体问题极为重要。系统复杂度增加以及产品上市时间缩短会对在最短时间内解决问题造成巨大压力——有哪位工程师没有被要求过昨天改完今天交付?在如此重压之下,很难有逻辑又有条理地调试一个问题。而逻辑条理地调试问题却恰恰是及时找到解决方案的关键所在。

显然,完整的调试框架可以大量节省工程师的时间,减少调试复杂半导体问题时的挫败感。本文通过直观的示例描述了这样一种框架。虽然本文透过视频产品来研究半导体问题的表现以及解决方法,但本文中的框架是通用的,适合多种半导体产品门类和不同问题......

【下载】JESD204B转换器内确定性延迟解密

<strong><font color="#FF0000">作者:Ian Beavers</font> </strong>

对于需要一系列同步模数转换器(ADC)的高速信号采样和处理应用,解偏斜和转换器的延迟变化匹配是至关重要的。围绕该特性展开的系统设计极为关键,因为从模拟采样点到处理模块之间的任何延迟失配都会使性能下降。对于交错式处理而言,样本对齐同样是必需的;在交错式处理时,一个转换器样本后紧跟另一个样本,且时间仅为一个时钟周期中的一小部分......