Карл Торвмарк (Karl Torvmark), Жанна Копли (Jeanna Copley)

Имеется несколько аспектов масштабируемости микроконтроллеров общего назначения (MCUs). Дополнительно к необходимой стандартной периферии семейство продуктов, как правило, предлагает разработчикам целый ряд параметров устройства по быстродействию, памяти, линиям ввода/вывода общего назначения (GPIO) и типам корпусов. С возрастанием требований к возможностям связи, которые стимулируются «Интернетом вещей» (IoT), необходим новый аспект масштабируемости: технология беспроводной связи.

Владимир Рентюк

В статье рассмотрен новейший сверхминиатюрный контроллер для понижающе-повышающих (Buck-Boost) DC/DC-преобразователей индустриального исполнения корпорации Texas Instruments, реализованный с помощью передовой технологии HotRod QFN, увеличивающей плотность мощности.

Окончание.
Начало в №3-2016 бюллетеня «Компоненты TI»

Пауль Грох (Paul Grohe)

Методы слаботочного проектирования

a) Оставляйте детали в «подвешенном состоянии»

Для правильной работы критически важных субпикоамперных цепей могут потребоваться некоторые «необычные» методы конструирования.

Рафаэль Мена (Rafael Mena)

Парадигма «больших данных» берёт начало из всё более насыщенного коммуникациями мира вследствие увеличения числа общественных средств передачи информации и деловых операций. Всплеск «Интернета вещей» (IoT) будет продолжать напрягать ресурсы Интернета конвергенцией сетей беспроводных датчиков, порождающих громадные объёмы данных. Предсказывают, что к 2020 году к Интернету будет подключено 20 миллиардов устройств, а каждый из нас будет иметь в среднем по 6,58 подключённого устройства.

Жанна Копли (Jeanna Copley)

По мере того как «Интернет вещей» (IoT) эволюционировал, одним из его наиболее примечательных аспектов было разнообразие. Начав с довольно скромного этапа подключения к Интернету бытовых приборов или счётчиков воды и электричества, IoT теперь отбрасывает гораздо больше тени, добираясь до розничных и промышленных рынков, таких как электронные ценники, логистика, поисково-спасательное оборудование, сельское хозяйство и другие новые области применения. Некоторые эксперты ожидают, что к 2020 году 50 миллиардов устройств станут частью мирового IoT.

Вы когда-нибудь слышали о Bluetooth® Smart? Это последнее добавление к спецификации Bluetooth®, в котором используется энергосберегающая технология Bluetooth®, чтобы дать возможность использовать Интернет вещей для устройств, которые годами работают на маленьких дисковых элементах питания. Вы можете спросить, как такое возможно? Энергосберегающий Bluetooth® был задуман как низкомощный, активизирующийся только время от времени для передачи небольших объёмов данных с достаточно высокой латентностью в пределах дальности не более пары метров. Идеальный вариант для датчиков! Именно так это начиналось в 2010 году.

Терье Лассен (Terje Lassen)

Дальность связи — ключевой параметр системы беспроводной связи. Во многих случаях требования к дальности действия системы становятся решающим фактором при выборе РЧ-решения. В данной статье мы возьмём за основу типичные требования, предъявляемые к счётчику газа или воды, способному поддерживать связь на частотах радиодиапазона, чтобы рассмотреть варианты решений дальней РЧ-связи. Но рассматриваемые факторы применимы и к большинству других типов РЧ-узлов, питающихся от аккумуляторов. Счётчики воды или газа, которые часто называют расходомерами, питаются от аккумуляторов, и обычно требуется, чтобы они работали без замены аккумуляторов в течение 10-20 лет. Такой большой срок службы сильно ограничивает выбор архитектуры сети. Чтобы гарантировать необходимое время работы от аккумулятора, такие счётчики в основном используются в топологии сети типа «звезда», так как использование этих счётчиков в качестве репитеров/маршрутизаторов сделает недетерминированным время их работы от аккумуляторов и затруднит выполнение требований к продолжительности работы от аккумуляторов.

Ажиндер Сингх (Ajinder Singh), Крипа Венкат (Kripa Venkat)

Насколько разумными станут наши дома и здания?
Предположим, вы находитесь в 1000 милях от дома, но есть возможность отслеживать и контролировать каждый ватт электропитания в вашем доме или офисном здании. И эта возможность у вас как на ладони. Что она может дать вам?

Крис Глейзер (Chris Glaser)

Если «мозгом» типичного носимого устройства можно было бы назвать встроенный микроконтроллер (MCU), то его «сердцем» определённо является система управления питанием. Аккумуляторы чрезвычайно малой ёмкости, набор разнообразных функций, требующих питания, и невероятно малый размер изделия диктуют необходимость появления новых, передовых решений для управления питанием, чтобы обеспечить надлежащую работу системы. Но когда микроконтроллер и преобразователь постоянного тока, оптимизированные для работы со сверхнизким энергопотреблением, объединяются вместе, результатом становится прекрасно работающая, безотказная система, подходящая для применения в носимых устройствах.

Мэтт Шурман (Matt Schurmann)

Данная статья содержит показательное обсуждение джиттера* в импульсных преобразователях постоянного тока. Не все конструкции источников питания в равной степени восприимчивы к джиттеру, а также не в равной степени подвержены его влиянию. Режимы джиттера импульсов определены и объяснены для нескольких популярных схем управления преобразователем, которые далее проанализированы на предмет источника джиттера. Также приведён пример, в котором сопоставляется уровень джиттера и его влияние на выходное напряжение с использованием эмуляции петли обратной связи.

Микросхема представляет собой миниатюрный синхронный стабилизатор с выходным током до 150 мА, допускающий изменение входного напряжения в очень широком диапазоне — от 3 до 65 В.

Джерри Чен (Jerry Chen), Стив Шнайер (Steve Schnier), Энтони Фаньяни (Anthony Fagnani), Дэйв Дэниелс (Dave Daniels)

Устройства TPS54240 и TPS54260 являются членами семейства устройств импульсных несинхронных понижающих преобразователей напряжения со встроенными МОП-транзисторами на стороне высокого напряжения и с допустимой скважностью 100%. Однако при работе в области 100% скважности (когда входное напряжение незначительно выше выходного) регулировка выходного напряжения при высоких нагрузках может ухудшаться. В данной работе на практике исследуется причина такой работы и представляется ряд предложений по улучшению работы при малом падении напряжения. Сравнение доводов «за» и «против» иллюстрирует оптимальность выбора для каждого решения. Эти решения могут применяться для устройств TPS54040A, TPS54060A, TPS54140A и TPS54160A.

TI представила семейство высокоэффективных аналого-цифровых преобразователей (АЦП) для аудиосигналов. Данные устройства семейства PCM1865, обладая динамическим диапазоном в 110 дБ, реализуют функциональные возможности, характерные для кодеков аудиосигналов переносных устройств, обеспечивая при этом разработчикам такой уровень рабочих характеристик, который ранее достигался лишь в специальных профессиональных АЦП для аудиосигналов. Каждое из этих устройств решает множество проблем разработки на уровне системы, включая собственный шум и шум «земли», чувствительность к уровню входного сигнала и ослабление сигналов — и всё это в одном-единственном устройстве. Такая интеграция особенно выгодна для оконечного оборудования, например, персональных компьютеров, звуковых панелей, аудиодок-станций, громкоговорителей Bluetooth®, охранных видеосистем и автомобильного информационно-развлекательного оборудования, включая дополнительно устанавливаемые в автомобили головные устройств, усилители и системы активного подавления помех.

Микросхема TAS2555 соединяет в себе малошумящий усилитель звуковой частоты с цифровым входом и повышающий преобразователь напряжения. Расположенный на кристалле ЦСП поддерживает специальный алгоритм, разработанный TI, который обеспечивает защиту излучателя звука на максимальных нагрузках. Микросхема может быть использована совместно с любым процессором, снабжённым интерфейсом I2S. Для построения стереоусилителя можно использовать две микросхемы TAS2555. Повышающий преобразователь напряжения класса «Н» обеспечивает питание усилителя. Если для получения заданной выходной звуковой мощности достаточно напряжения батареи, то преобразователь отключается, и усилитель питается непосредственно от батарей. Если же напряжения батареи недостаточно — используется повышающий конвертер. Он способен поднять напряжение до 8,5 В, обеспечивая мощность в нагрузке до 5,7 Вт и более.

TI представила первый однокристальный 100-В драйвер МОП-транзистора верхнего плеча для устройств с мощными литий-ионными батареями, обладающий улучшенными функциями управления и защиты. Микросхема bq76200 — эффективное решение высоковольтного драйвера N-канальных ключей заряда и разряда батарей, обычно используемых в энергосберегающих или снабжённых электроприводом изделиях, включая дроны, мощные электроинструменты, электровелосипеды и т. д. По сравнению с типовыми 50-вольтовыми решениями 100-вольтовый драйвер bq76200 обеспечивает лучшую защиту от переходных процессов в индуктивных нагрузках, характерных для изделий с электродвигателями. Микросхема bq76200 также помогает обеспечить постоянный мониторинг батареи и улучшить диагностику всей системы — даже в отключённом состоянии, когда батарея не заряжается и не разряжается.

Микросхема TPA3251D2 - это высококачественный усилитель мощности класса «D», обеспечивающий качество звука премиум-класса при высокой энергоэффективности, свойственной цифровым усилителям. Наличие внутренней обратной связи в сочетании с патентованной технологией PurePath™ UltraHD обеспечивает очень малый уровень искажений сигнала во всём диапазоне мощностей и превосходное качество звука. Микросхема может работать как в стерео-, так и в монорежиме, обеспечивая мощность до 2×175 Вт на нагрузке 4 Ом и 2×220 Вт на нагрузке 3 Ом.

Микросхема BQ21040 представляет собой линейное зарядное устройство для одноэлементных Li-Ion и Li-Pol аккумуляторов. Размещённое в корпусе SOT23-6, оно является компактным зарядным устройством, обеспечивающим все необходимые функции, включая слежение за температурой элемента и индикацию состояния. Микросхема обеспечивает как заряд батареи, так и питание системы, а также одновременное выполнение обеих этих функций. BQ21040 обеспечивает три фазы заряда: предварительный заряд для восстановления сильно разряженной батареи, быстрый заряд при постоянном значении тока и поддержание постоянного напряжения после окончания заряда.