Cechy produktu

Łańcuch sygnałowy i zarządzanie energią: dwa ważne typy układów analogowych

Produkty łańcucha sygnałowego, składające się głównie ze wzmacniaczy operacyjnych i konwerterów danych, spełniają wymagania interakcji informacyjnej.W mieszanym systemie cyfrowo-analogowym kompletny proces przetwarzania sygnału przebiega następująco.

Czujniki: Surowe sygnały fizyczne ze świata zewnętrznego, zazwyczaj dźwięk, obrazy, temperatura, wilgotność, ciśnienie itp., są odbierane przez czujniki i przekształcane na ciągłe sygnały analogowe odpowiadające tym sygnałom fizycznym, zazwyczaj w postaci napięcia/ aktualny.

Wzmacniacze i filtry: Sygnały analogowe są przetwarzane przez jednostki kondycjonujące sygnał składające się ze wzmacniaczy i filtrów.Wzmacniacz służy do wzmacniania małych, słabych sygnałów analogowych w celu dostosowania ich do pełnowymiarowego zakresu wejściowego przetwornika ADC;filtr służy głównie do ograniczenia pasma sygnału, aby spełnić wymagania twierdzenia o próbkowaniu Nyquista.

Konwerter danych: przetwornik ADC przekształca przetworzony sygnał napięcia/prądu na odpowiednią dyskretną wielkość cyfrową, która jest dostarczana do kolejnej jednostki cyfrowej w celu przetworzenia.

Przetwarzanie cyfrowe: dyskretne wielkości cyfrowe są digitalizowane przez system przetwarzania cyfrowego (MCU, DSP lub FPGA), który jest zwykle używany do implementacji algorytmów przetwarzania sygnału cyfrowego.

Konwerter danych: Dyskretne wielkości cyfrowe po przetworzeniu przez system przetwarzania cyfrowego są przesyłane do przetwornika cyfrowo-analogowego, gdzie są ponownie przetwarzane na ciągły sygnał analogowy.

Filtry: Ponieważ sygnał wyjściowy przetwornika DAC zawiera „skokowe” komponenty o wysokiej częstotliwości, filtr rekonfiguracyjny służy do odfiltrowywania szumu o wysokiej częstotliwości, co skutkuje rekonfiguracją analogowego sygnału wyjściowego.

Najważniejszymi z nich jest wzmacniacz operacyjny i konwerter danych.

Wzmacniacze operacyjne są „podstawowymi elementami składowymi” obwodów analogowych i są wykorzystywane w szerokim zakresie zastosowań.Wzmacniacze operacyjne to obwody wzmacniające, które dodają i integrują sygnały analogowe i często są używane do wzmacniania małych, słabych sygnałów w duże.Jednocześnie wzmacniacze operacyjne są podstawą wielu urządzeń analogowych, takich jak przetworniki cyfrowo-analogowe, przetworniki prąd-napięcie, filtry, komparatory czy regulatory liniowe.Można powiedzieć, że wzmacniacze operacyjne są „podstawowym budulcem” układów analogowych.

Konwertery danych stanowią pomost pomiędzy systemami analogowymi i cyfrowymi i są niezbędne.Przetwornik analogowo-cyfrowy (ADC) odpowiada za konwersję sygnałów analogowych na sygnały cyfrowe, a przetwornik cyfrowo-analogowy (DAC) odpowiada za konwersję sygnałów cyfrowych na sygnały analogowe.Czujniki przekształcają rzeczywiste temperatury, ciśnienia, dźwięki itp. na sygnały elektryczne, które są w większości sygnałami analogowymi i nie mogą być rozpoznawane ani przetwarzane przez systemy cyfrowe.Tylko poprzez konwersję przez ADC można je przechwycić i przetworzyć przez MCU.Ponadto głośniki itp. wymagają do działania sygnału analogowego, dlatego potrzebne są przetworniki cyfrowo-analogowe do konwersji sygnałów cyfrowych wysyłanych przez system cyfrowy na sygnały analogowe.Dlatego też, gdy w grę wchodzi przetwarzanie cyfrowe, musi być obecny konwerter danych.

Wzmacniacze operacyjne stanowią podstawę wielu urządzeń analogowych, na przykład filtry składają się ze wzmacniaczy operacyjnych i rezystorów

Konwertery danych obejmują przetworniki cyfrowo-analogowe (DAC) i przetworniki analogowo-cyfrowe (ADC).

Zarządzanie energią jest wymogiem stawianym obwodom elektronicznym.O ile system elektroniczny wymaga zasilania, typowymi zasilaczami są zasilacze, baterie itp. W zależności od rodzaju prądu wejściowego i wyjściowego, możemy podzielić menedżery zasilania na 4 główne typy: AC-DC (prostownik), AC -AC (falownik itp.), DC-DC (przetwornik) i DC-AC (falownik).

Prostowniki impulsowe (AC-DC) odpowiadają głównie za przetwarzanie prądu przemiennego na prąd stały i są powszechnie stosowane w zasilaczach do laptopów.

Przetwornice AC-AC (AC-AC) odpowiadają za konwersję określonej częstotliwości prądu przemiennego na inną stałą lub zmienną częstotliwość prądu przemiennego.

Przetwornica DC-DC (DC-DC) przekształca moc prądu stałego na inną moc prądu stałego o innej charakterystyce częstotliwości, fazy, prądu i napięcia.

Inwertery (DC-AC) przełączają konwertery, które przekształcają prąd stały na prąd przemienny, niektórzy nazywają je konwerterami i są głównymi elementami zasilaczy impulsowych na wyjściu prądu przemiennego i zasilaczy bezprzerwowych (UPS).

Układy zarządzania energią to zintegrowane obwody zarządzania energią, których głównymi funkcjami są regulacja napięcia, podwyższanie napięcia, prąd stały, konwersja AC-DC itp. Dzielą się one na liniowe regulatory napięcia (LDO), układy pompy ładującej (pompy ładującej), DC -Przetwornice DC (DC-DC), przetwornice AC-DC (AC-DC), chipy sterowników LED itp. Typowe zastosowania to ładowarki i sterowniki LED do elektroniki użytkowej, takiej jak telefony komórkowe i notebooki.Na przykład regulatory napięcia obniżają napięcie sieciowe 220 V i wytwarzają stabilne niskie napięcie prądu stałego do użytku w komputerach przenośnych;Sterowniki LED zwiększają wewnętrzne zasilanie telefonów komórkowych, aby sterować lampami błyskowymi aparatu.