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Los ingenieros a menudo se enfrentan al desafío de reducir el diseño del sistema o encapsular funciones adicionales en el mismo número de espacios de placas de circuito impreso (pcb). Debido a la alta densidad de PCB en sistemas más pequeños, los diseñadores pueden aumentar la dificultad del cableado y el diseño de la placa de circuito.
Este artículo explorará productos de cadena de señales analógicas especialmente desarrollados para ayudar a los ingenieros a optimizar el espacio de la placa sin sacrificar las características, costos, simplicidad o fiabilidad del sistema. El objetivo es ayudarle a entender cómo aprovechar las ventajas de estos dispositivos para desarrollar soluciones compactas y de alto rendimiento para espacios pequeños.
1. amplificadores operativos y comparadores: encapsulamiento flexible
En los circuitos analógicos, los amplificadores operativos son muy populares debido a su versatilidad. El amplificador operativo es un circuito amplificador de alto rendimiento y alta estabilidad, con pocos componentes pasivos. Este es un buen lugar para comenzar la discusión, ya que la combinación de amplificadores operativos tiene muchos niveles de rendimiento y opciones únicas de encapsulamiento.
En el caso de Texas instruments, el amplificador operativo ofrece 16 encapsulamientos diferentes, incluidos los más pequeños de la industria, tanto de un solo canal como de cuatro canales, que le ofrecen una variedad de opciones para ayudarle a reducir el área de PCB cuando lo necesite. el encapsulamiento de un solo canal sin plomo (x2son) de 0,8 - 0,8 mm de ti es un 13% más pequeño que los pequeños dispositivos de su competidor. Y su embalaje qfn súper pequeño (x2qfn) de 2,0 - 2,0 mm es un 7% más pequeño.
Considere los dispositivos tlv9061 (unidad única), tlv9062 (unidad doble) y tlv9064 (unidad cuatro), que son amplificadores operativos de baja tensión (1,8 a 5,5 v) con función de oscilación de entrada y salida de órbita a órbita. El tlv9061 es un amplificador operativo compacto de un solo canal en el paquete x2son, un 8% más pequeño que el dispositivo del competidor. Este amplificador operativo de 5,5 voltios tiene un ancho de banda de ganancia de 10 MHz y un voltaje máximo de desplazamiento de 1,5 mv, lo que proporciona una solución para aplicaciones de baja tensión que requieren una pequeña superficie y una carga de alto capacitor.
2. el competidor más pequeño de la industria
Al igual que el amplificador operativo estándar, El comparador tiene dos terminales de entrada, una terminal de salida y dos pines de alimentación. El comparador recibe su nombre porque compara el voltaje aplicado a su terminal de entrada y establece el voltaje de salida de acuerdo con el nivel de entrada.
Una entrada es la señal de entrada principal vin, mientras que la otra es la señal de referencia vref. Estas entradas pueden tener componentes de corriente continua y corriente alterna.
El comparador más pequeño del sector, el tiàs tlv7081, está encapsulado en el wcsp, con un tamaño de 0,7 * 0,7 mm, un 4% menos que el producto competitivo. El voltaje de funcionamiento del comparador puede reducirse a 1,7 voltios, por lo que es adecuado para diseños críticos en el espacio, como teléfonos inteligentes y otras aplicaciones portátiles o de batería. El tlv7081 se caracteriza por que el rango de voltaje de entrada es independiente del voltaje de alimentación.
Por lo tanto, El comparador se puede conectar directamente a la fuente de alimentación para activarla, incluso si no está alimentada.
3. amplificador de inducción de corriente de alambre mínimo
A medida que aumenta la demanda de inteligencia del sistema y eficiencia de la fuente de alimentación, es cada vez más importante monitorear mejor la corriente eléctrica de los sistemas clave. La forma más común de medir la corriente es detectar la caída de tensión en ambos extremos del convertidor o la resistencia de detección de corriente.
El amplificador de inducción de corriente ina185 de ti está encapsulado en un pequeño Transistor de perfil (sot) - 563 de 1,6 * 1,6 mm (2,5 mm 2), un 40% más pequeño que el paquete de alambre similar más cercano.
El dispositivo, diseñado especialmente para aplicaciones con limitaciones de espacio, puede inducir caídas de tensión en ambos extremos de las resistencias de inducción de corriente bajo tensiones de modo común de - 0,2 a + 26 v, independientemente de la tensión de alimentación.
El uso de un amplificador de detección de corriente con una resistencia de detección de corriente integrada puede simplificar la selección de resistencias y la dificultad de diseño de pcb. El ina185 integra una red de ganancia de resistencia correspondiente en cuatro opciones de dispositivos de ganancia fija.
La red de ganancia de resistencia emparejada en el amplificador puede lograr un error máximo de ganancia tan bajo como 0,2%, lo que ayuda a su rendimiento dentro del rango de temperatura y cambio de proceso.
El error de ganancia del ina185 es del 0,2%, y el tiempo de respuesta típico es de 2 micras, lo que permite detectar rápidamente fallas y evitar daños en el sistema.
4. convertidor de datos: mayor valor por milímetro cuadrado
Puede usar pequeños convertidores de datos para reducir significativamente la ocupación de pcb, aumentar la densidad de canales y aprovechar una mayor integración de otros componentes y funciones.
Por ejemplo, ti ads7066 es un convertidor analógico - digital (adc) de registro de aproximación sucesiva (sar) de 16 bits y 8 canales encapsulado en un paquete que permite una densidad máxima de canales y ahorra un 54% de espacio de tablero respecto a los dispositivos competidores.
El ads7066 cuenta con una fuente de voltaje de referencia no capacitiva integrada y un amortiguador de voltaje de referencia que ayuda a reducir el tamaño de la solución general reduciendo el número de componentes externos. El ads7066 tiene una función de calibración de desplazamiento incorporada que puede mejorar la precisión en diversas condiciones de operación.
Los ocho canales del ads7066 se pueden configurar como entrada analógica, entrada digital o salida digital, logrando así un tamaño de sistema más pequeño y simplificando el diseño del Circuito de retroalimentación de señal mixta y control digital.
5 Conclusiones
Los envases de fábrica de PCB deben incluir opciones tradicionales de cerámica y plomo, así como envases avanzados a nivel de chip sin plomo de cuatro planos (qfn), envases a nivel de chip (wcsp) o conjuntos de rejillas esféricas de tamaño de grano (dsbga) interconectados utilizando enlaces de alambre de espaciado fino y chips invertidos, y proporcionar sip, módulos, apilamiento y formatos de grano integrados.
