Атрибути продукту

Сигнальний ланцюг і управління живленням: два важливі типи аналогових мікросхем

Продукти сигнального ланцюга, які в основному складаються з операційних підсилювачів і перетворювачів даних, задовольняють вимоги інформаційної взаємодії.У змішаній цифро-аналоговій системі повний процес обробки сигналу виглядає наступним чином.

Датчики. Необроблені фізичні сигнали із зовнішнього світу, як правило, звук, зображення, температура, вологість, тиск тощо, отримуються датчиками та перетворюються на безперервні аналогові сигнали, що відповідають цим фізичним сигналам, як правило, у формі напруги/ поточний.

Підсилювачі та фільтри: аналогові сигнали обробляються блоками формування сигналу, що складаються з підсилювачів і фільтрів.Підсилювач служить для посилення малих, слабких аналогових сигналів, щоб адаптувати їх до повномасштабного вхідного діапазону АЦП;фільтр служить головним чином для обмеження смуги сигналу, щоб задовольнити вимоги теореми про дискретизацію Найквіста.

Перетворювач даних: АЦП перетворює оброблений сигнал напруги/струму у відповідну дискретну цифрову величину, яка надається наступному цифровому блоку для обробки.

Цифрова обробка: дискретні цифрові величини оцифровуються системою цифрової обробки (MCU, DSP або FPGA), яка зазвичай використовується для реалізації алгоритмів цифрової обробки сигналів.

Перетворювач даних: дискретні цифрові величини після обробки системою цифрової обробки надсилаються до ЦАП, через який вони знову перетворюються на безперервний аналоговий сигнал.

Фільтри: Оскільки вихідний сигнал ЦАП містить «ступінчасті» високочастотні компоненти, для фільтрації високочастотного шуму використовується фільтр реконфігурації, що призводить до реконфігурації аналогового вихідного сигналу.

Найважливішими з них є операційний підсилювач і перетворювач даних.

Операційні підсилювачі є «основними будівельними блоками» аналогових схем і використовуються в широкому діапазоні застосувань.Операційні підсилювачі — це схеми підсилення, які додають та інтегрують аналогові сигнали та часто використовуються для посилення малих слабких сигналів у великі.У той же час операційні підсилювачі є основою багатьох аналогових пристроїв, таких як цифроаналогові перетворювачі, перетворювачі струму в напругу, фільтри, компаратори, лінійні регулятори.Можна сказати, що операційні підсилювачі є «основними будівельними блоками» аналогових схем.

Перетворювачі даних є сполучною ланкою між аналоговими та цифровими системами та мають важливе значення.Аналого-цифровий перетворювач (АЦП) відповідає за перетворення аналогових сигналів у цифрові сигнали, а цифро-аналоговий перетворювач (ЦАП) відповідає за перетворення цифрових сигналів у аналогові.Датчики перетворюють реальну температуру, тиск, звуки тощо в електричні сигнали, які переважно є аналоговими сигналами та не можуть бути розпізнані та оброблені цифровими системами.Тільки через перетворення АЦП вони можуть бути захоплені та оброблені MCU.Крім того, для роботи колонок тощо потрібен аналоговий вхідний сигнал, тому ЦАП потрібні для перетворення цифрових сигналів, що виводяться цифровою системою, на аналогові сигнали.Таким чином, коли задіяна цифрова обробка, конвертер даних повинен бути присутнім.

Операційні підсилювачі є основою для багатьох аналогових пристроїв, наприклад, фільтри складаються з операційних підсилювачів і резисторів

Перетворювачі даних включають цифро-аналогові перетворювачі (ЦАП) і аналого-цифрові перетворювачі (АЦП).

Керування живленням є обов’язковою вимогою для електронних схем.Якщо для електронної системи потрібне джерело живлення, звичайними джерелами живлення є адаптери живлення, батареї тощо. Залежно від типу вхідного та вихідного струму ми можемо класифікувати блоки живлення на 4 основні типи: AC-DC (випрямляч), AC -AC (інвертор тощо), DC-DC (переривник) і DC-AC (інвертор).

Імпульсні випрямлячі (AC-DC) в основному відповідають за перетворення змінного струму в постійний струм і зазвичай зустрічаються в адаптерах живлення для ноутбуків.

Перетворювачі AC-AC (AC-AC) відповідають за перетворення певної частоти змінного струму в іншу постійну або змінну частоту.

Перетворювач постійного струму (DC-DC) перетворює потужність постійного струму в іншу потужність постійного струму з різними характеристиками частоти, фази, струму та напруги.

Інвертори (DC-AC) перемикають перетворювачі, які перетворюють постійний струм на змінний струм, деякі називають їх перетворювачами, і є основними компонентами вихідних імпульсних джерел живлення змінного струму та джерел безперебійного живлення (UPS).

Мікросхеми керування живленням — це інтегровані схеми керування живленням, основними функціями яких є регулювання напруги, підвищення напруги, постійний струм, перетворення змінного та постійного струму тощо. Вони поділяються на лінійні стабілізатори напруги (LDO), мікросхеми зарядного насоса (Charger-pump), DC - Перетворювачі постійного струму (DC-DC), перетворювачі змінного струму в постійний (AC-DC), чіпи драйверів світлодіодів тощо. Типовими застосуваннями є зарядні пристрої та драйвери світлодіодів для побутової електроніки, наприклад мобільних телефонів і ноутбуків.Наприклад, стабілізатори напруги знижують напругу мережі до 220 В і видають стабільну низьку напругу постійного струму для використання в ноутбуках;Світлодіодні драйвери посилюють внутрішнє джерело живлення мобільних телефонів для керування спалахами камер.