• 如何建立基於MEMS的解決方案,以在狀態監控期間實施振動檢測

    如何建立基於MEMS的解決方案,以在狀態監控期間實施振動檢測

    對於使用電機、發電機和齒輪等的機械設備和技術系統,狀態監控是當前的核心挑戰之一。在最大限度降低生產停機風險這一方面,計劃性維護的重要性日益凸顯,不僅是在工業領域,在任何使用機械系統的地方均是如此。除此以外,本文還分析了機器的振動模式。齒輪箱導致的振動在頻域體現為軸速的倍數。不同頻率點的磨損、不平衡或鬆脱的部件等異常。我們通常使用基於MEMS(微機電系統)的加速度計來測量頻率。與壓電式傳感器相比,它們具有更高的分辨率、出色的漂移特性和靈敏度,以及更高的信噪比(SNR),此外,還能檢測幾乎接近直流範圍的極低頻率振動。 本文介紹一種基於ADXL1002 MEMS加速度計的高線性、低噪聲、寬帶振動測量解決方案。這種解決方案可用於實施軸承分析或發動機監測,且適用於所有需要動態範圍高達±50 g、頻率響應範圍為從直流至11 kHz的應用。 圖1顯示的是一個示例電路。來自ADXL1002的模擬輸出信號通過2階RC濾波器饋送至逐次逼近寄存器(SAR)模數轉換器(ADC) AD4000,將模擬信號轉化為數字值,以進一步處理信號。 圖1.ADXL1002的示例電路 ADXL1002是ADI公司一款高頻率的單軸MEMS加速度計,提供遠超過傳感器諧振頻率範圍的輸出信號通頻帶。採用此器件之後,也可以監測3 dB帶寬以外的頻率。為了實施這種監測,ADXL1002的輸出放大器需要支持70 kHz小信號帶寬。使用ADXL1002的輸出放大器也可以直接驅動實現高達100 pF的容性負載。要實現高於100 pF的負載,需要使用不低於8 kΩ的串聯電阻。 ADXL1002的輸出端需要配備外部濾波器,以消除ADXL1002的輸出放大器和其他內部噪聲組件產生的混疊噪聲,例如,耦合內部200 kHz時鐘信號產生的噪聲。因此,需要相應採用濾波器帶寬。採用圖1所示的尺寸(R1 = 16 kΩ,C1 = 300 pF,R2 = 32 kΩ,C2 = 300 pF)時,在200 kHz時會實現約84 dB衰減。此外,選擇的ADC採樣速率應該高於放大器的帶寬(例如,32 kHz)。 對於ADC,選擇ADXL1002的電源電壓作為其基準電壓源,這是因為輸出放大器與電源電壓成比率關係。在本例中,電源電壓的容差和電壓温度係數(一般連接至外部穩壓器)介於加速度計和ADC之間,所以可以抵消與電源和基準電壓相關的隱含誤差。 頻率響應 加速度計的頻率響應是該系統最重要的特性,具體如圖2所示。在頻率高出約2 kHz至3 kHz時,增益增加。對於諧振頻率(11 kHz),在輸出電壓下產生約12 dB(因子為4)的最大增益值。 圖2.ADXL1002的頻率響應 為了顯示量程過沖(超量程),ADXL1002配備了一個對應的輸出(OR引腳)。發生明顯的超量程事件時,集成式監測器會發出警報。 機械安裝注意事項 應特別注意將加速度計放置在正確的位置。加速度計應安裝在靠近板的剛性安置點的位置,避免電路板本身產生任何振動,以及因為電路板振動未受抑制而導致的測量誤差。這種放置可以確保加速度計每次受到的電路板振動的頻率都高於機械傳感器的諧振頻率,因此實際上對加速度計是不可見的。多個安裝點時,接近傳感器和較厚的板也有助於降低系統諧振對傳感器性能的影響。 結論 採用圖1所示的電路時,可以相對容易地構建基於MEMS的解決方案,ADI公司該方案可以檢測直流範圍到11 kHz的振動(旋轉機器的狀態監控通常要求採用這一範圍)。

    時間:2020-10-23 關鍵詞: mems 振動檢測 adi

  • 富士康也要“造車”了, 富士康的底氣究竟從哪裏來?

    富士康也要“造車”了, 富士康的底氣究竟從哪裏來?

    10月16日,第一屆“鴻海科技日”在台北舉辦。在活動上,富士康發佈電動汽車底盤和軟件平台“MIH EV開放平台”,同時宣佈2024年將推出固態電池。這意味着,富士康開始正式進軍汽車行業。 按照富士康母公司鴻海集團董事長劉揚偉的計劃,富士康未來不會生產整車,也不會打造自己的電動汽車品牌,但將在2025年-2027年間,為全球10%的電動車(約300萬輛)供應零部件或提供服務。 “特斯拉是電動汽車的iPhone,我們希望成為電動汽車的Android。”劉揚偉稱,目前富士康正在與多家汽車製造商商談合作,他們要將台灣的電動汽車產業推向世界。 富士康的底氣究竟從哪裏來? 富士康所提到的“電動車界的安卓”,指的是他們所推出的“MIH開放平台”。它本質上是一套工具,可以允許外部公司設計電動汽車大型部件,然後由富士康來製作。 在富士康的藍圖中,汽車製造商可以在平台上選擇suv、轎車等的底盤設計,並根據自己的意願定製,定製範圍包括車輪的距離、電池的大小等。富士康稱其平台為“模塊化”平台,這意味着未來車輛上的零部件能進行相應升級。 據悉,在性能上,富士康或將推出容量為93 kWh,100 kWh和116 kWh的電池組,它們將為前後安裝的電動機以及雙電動機全輪驅動裝置提供動力。前部電機的輸出功率為95kW、150kW、200kW等級別。而後部電機的輸出功率為150kW、200kW、240kW和340kW等。 在富士康的藍圖中,汽車製造商可以在平台上選擇suv、轎車等的底盤設計,並根據自己的意願定製,定製範圍包括車輪的距離、電池的大小等。富士康稱其平台為“模塊化”平台,這意味着未來車輛上的零部件能進行相應升級。 據悉,在性能上,富士康或將推出容量為93 kWh,100 kWh和116 kWh的電池組,它們將為前後安裝的電動機以及雙電動機全輪驅動裝置提供動力。前部電機的輸出功率為95kW、150kW、200kW等級別。而後部電機的輸出功率為150kW、200kW、240kW和340kW等。 同時,富士康還承諾支持無線更新以及不同等級的自動駕駛的高科技軟件,包括亞馬遜Alexa,Android Auto和Apple CarPlay也將成為該部分的一部分。按照富士康的規劃,這個MIH平台將盡可能靈活,就像Android操作系統一樣 富士康表示,這一開放平台將能夠分享從固態電池到數據處理工具等範圍的重要軟硬件設計。公司相信,這一平台能夠有助於減少新款汽車製造所需的時間和資金,以實現“共同利益”。 對於造車新勢力來説,2020可謂是生死洗牌期。在市場的殘酷考驗下,蔚來、小鵬等頭部企業突圍而出,哪吒、零跑等企業開始奮力追逐,而如拜騰、博郡等部分新勢力則裁員潮、倒閉潮洶湧而至。

    時間:2020-10-22 關鍵詞: 富士康 電動汽車 造車

  • 工信部:我國新能源汽車成交量連續5年全球第一

    工信部:我國新能源汽車成交量連續5年全球第一

    10月9日,《新能源汽車產業發展規劃(2021-2035年)》經國務院常務會議審議通過,這將為新能源汽車產業未來一個時期的發展提供重要的指導。《規劃》編制歷時一年多,期間充分徵求了相關部門、地方、中外企業、行業機構的意見,凝聚了行業企業智慧和共識。下一步,我們將以《規劃》發展為契機,堅持電動化、網聯化、智能化發展方向,深入實施發展新能源汽車國家戰略,以融合創新為重點,突破關鍵核心技術,提升產業技術能力,構建新興產業生態,完善基礎設施體系,優化產業發展環境,推動我國新能源汽車產業高質量發展。 國務院新聞辦公室今日舉行新聞發佈會,工業和信息化部新聞發言人、運行監測協調局局長黃利斌,新聞發言人、信息通信發展司司長聞庫介紹2020年前三季度工業通信業發展情況,並答記者問。 記者:我有兩個問題,第一,新能源汽車產業發展規劃2021-2035年已經獲批,請問這個規劃如何拉動產業升級?第二,最近一些芯片項目爛尾的報道引發了關注,請問工信部如何在推動產業健康發展的同時避免出現這樣的風險?謝謝。 黃利斌:謝謝您的提問。新能源發展是全球汽車產業轉型升級、綠色發展的主要趨勢,也是我國汽車產業跨越發展的戰略選擇。黨中央、國務院高度重視新能源汽車產業發展工作,習近平總書記指出,發展新能源汽車是我國從汽車大國邁向汽車強國的必由之路。在有關方面的共同努力下,我國新能源汽車產業發展取得了顯著的成效,實現了“一個引領、三個突破”。“一個引領”是產業發展從培育期進入發展期,成為引領全球汽車產業轉型的重要力量。國內全產業鏈投資累計超過了2萬億元,日益成為發展的新動能。“三個突破”分別是:市場突破,成交量連續5年位居全球第一,累計推廣量超過了480萬輛(約佔汽車總保有量的1.7%),佔全球的一半以上;技術突破,產業鏈上下游有效溝通,電池、電機、電控等關鍵領域創新活躍,成果紛呈,動力電池技術水平處於全球前列,電池單體密度達到了270瓦時/公斤,價格1.0元/瓦時,較2012年分別提高了2.2倍、下降了80%,另外是產品突破,產品供給質量持續提升,量產車型續駛里程達到500公里以上,消費者認可度日益提高,像宇通客車、上汽名爵等產品實現批量出口,比亞迪、吉利等企業進入2019年全球新能源乘用車銷量的前十。 但也存在核心技術創新能力不強、基礎設施建設仍顯滯後、產業生態尚不健全等突出問題。與此同時,全球新一輪科技革命和產業變革蓬勃發展,汽車與能源、交通、信息通信等領域加速融合,汽車產業進入百年未遇的大變革時代。新能源汽車發展迎來難得的歷史機遇。 如何應對挑戰、搶抓機遇、推動產業發展再上新台階,需要提前謀劃、系統佈局。

    時間:2020-10-22 關鍵詞: 工信部 新能源汽車 汽車產業

  • 台積電:3nm工藝按計劃推進,2022年大規模投產

    台積電:3nm工藝按計劃推進,2022年大規模投產

    台積電CEO魏哲家在此前的一份報告中曾表示,2024年到2025年,台積電60%到70%的產能將在台南科學園區。 10月22日,據報道,台積電是近幾年在芯片製程工藝方面走在行業前列的taobao集運,他們的5nm工藝在今年一季度大規模投產,更先進的3nm工藝也在按計劃推進,計劃2021年風險試產,2022年下半年大規模投產。 5nm和3nm工藝,將是台積電未來幾年能帶來大量營收的工藝,而從外媒的報道來看,台積電這兩大工藝的主要的產能,都將在他們位於台南科學園區的晶圓廠內,台積電2024年和2025年的產能,也將主要集中在台南科學園區。 台積電目前在台南科學園區有3座晶圓廠,分別是晶圓十四廠、晶圓十八廠和晶圓六廠,其中前兩座是12英寸的超大晶圓廠,後一座是八英寸晶圓廠。 台積電官網的信息顯示,晶圓十八廠是他們5nm製程工藝的主要生產基地,也就意味着他們5nm工藝的產能,主要集中在這一晶圓廠。 外媒在報道中表示,由於5nm和3nm是台積電未來一段時間的主要工藝,這兩大工藝的生產基地同在台南科學園區,也就意味着在未來的一段時期,台積電的主要產能將集中在台南科學園區。 而除了5nm工藝,台積電3nm製程工藝的工廠,也將建在台南科學園區內,他們在2016年就公佈了建廠計劃,投資高達195億美元,工廠靠近5nm製程工藝的主要生產基地晶圓十八廠。

    時間:2020-10-22 關鍵詞: 晶圓 台積電

  • 我國首條35千伏公里級高温超導電纜:創世界多項之最

    我國首條35千伏公里級高温超導電纜:創世界多項之最

    10月22日 由國家電網興建的國內首條35千伏公里級高温超導電纜示範工程,在近日正式啓動了電纜試拉試驗環節,並收集到了第一批高温超導電纜在複雜環境下敷設時的牽引力、側壓力等關鍵數據,證實了施工方案的可行性。國網上海市電力公司表示,試驗基本證實了施工方案的可行性,接下來將對當天採集到的關鍵參數進行系統分析,進一步優化施工工藝及環節,為後續正式段現場敷設提供重要技術支撐及數據參考。 高温超導輸電,是指在相對於絕對零度而言的接近零下200攝氏度的液氮環境下,利用超導材料的超導特性,使電力傳輸介質接近於零電阻,電能傳輸損耗接近於零,從而實現低電壓等級的大容量輸電。 這一示範工程開啓了高温超導電纜輸電技術在國內的首次商業化應用。項目選址位於上海市中心徐家彙地區,線路總長度約1.2公里,核心技術國產化率達100%。 建成投產後,該項目也將成為世界上輸送容量最大、距離最長、全商業化運行的35千伏超導電纜工程。

    時間:2020-10-22 關鍵詞: 國家電網 高温超導電纜

  • “竊聽風雲”成歷史 加強量子科技發展戰略謀劃和系統佈局

    “竊聽風雲”成歷史 加強量子科技發展戰略謀劃和系統佈局

    本週一(10月19日),在平淡的A股市場中,量子科技板塊逆市爆發。10月16日下午,中共中央政治局會議集體學習量子科技,中共中央總書記習近平在主持學習時強調,要充分認識推動量子科技發展的重要性和緊迫性,加強量子科技發展戰略謀劃和系統佈局,把握大趨勢,下好先手棋。 習近平指出,近年來,量子科技發展突飛猛進,成為新一輪科技革命和產業變革的前沿領域。加快發展量子科技,對促進高質量發展、保障國家安全具有非常重要的作用。那麼,“量子科技”究竟是什麼“棋”?又是誰在執“棋”對弈?《每日經濟新聞》記者多方採訪業內權威人士,試圖還原這場科技競爭棋局。 量子科技為何重要?量子計算是未來計算技術的心臟 在普通人看來,量子科技距離日常生活很遙遠。在科技圈,量子科技一直是頂尖技術的存在,國內主要是大學和科研機構在研究。此外,有部分上市公司在量子科技上有少量產品推出,短期內量子科技落地領域也主要側重在B端。 實際上,上世紀中葉,隨着量子力學的蓬勃發展,以現代光學、電子學和凝聚態物理為代表的量子科技迎來第一次浪潮興起,其中就誕生了激光器、半導體和原子能等具有劃時代意義的重大科技突破,為現代信息社會的形成和發展奠定了基礎。進入21世紀,隨着激光原子冷卻、單光子探測和單量子系統操控等基礎研究帶來的技術突破,量子科技產業即將迎來第二次發展浪潮。 量子科技之所以一直都備受關注,成為多國戰略佈局的重點領域,在於其顛覆性。當前量子科技主要包括量子計算、量子通信和量子測量三大領域,其中計算與通信是業界關注的重點。量子計算具有經典計算無法比擬的巨大信息攜帶和超強並行處理能力;量子通信無法被竊聽,較傳統加密算法具有優勢。 百度研究院量子計算研究所所長段潤堯對《每日經濟新聞》記者表示,量子計算是這一場新量子革命中最具有代表性的技術,是未來計算技術的心臟。其同時表示,量子計算將極大促進當前人工智能及其應用的發展,深刻地改變包括基礎教育在內的眾多領域。特別是藉助於量子計算技術,人類對於微觀世界的認識以及宏觀世界的探索將得到極大擴展,從而引發人類思維能力的根本性提升。 從海外企業角度看,谷歌、IBM、英特爾和微軟等科技巨頭近年來大舉進軍量子計算領域,主要集中在超導量子計算領域。國內企業方面,阿里巴巴、騰訊、百度和華為等也積極參與產業生態建設,建立相關實驗室。上個月,本源量子發佈了自己的新量子計算雲平台,探索讓普通用户也能通過雲技術使用量子計算的路徑。 整體上,量子計算產業化處於初期階段,若實現突破,未來市場規模空前,前期的商業模式有可能以雲服務的方式來實現。根據IDC的預測,到2027年,全球量子計算市場規模將達到107億美元,與2017年相比,10年內增長超過40倍。BCG預計,到2030年,量子計算的應用市場規模有望達到500多億美元。 未來傳統加密算法將隨着量子計算機的出現變得脆弱,量子通信的多種特效也決定了其無法被竊聽。在量子通信產業化方面,我國目前形成了以潘建偉院士等學科領頭人為代表創立的多家量子通信企業,和以合肥為代表的量子通信產業集羣,擁有完整的量子通信產業鏈,核心設備供應商出現了國盾量子、問天量子、中創為等多家公司。 華安證券研究所所長、TMT首席分析師尹沿技在接受《每日經濟新聞》記者採訪時表示,目前量子通信技術主要用於在黨政軍系統建立量子保密通信網,市場仍小眾,但長期來看有望引領量子互聯網的革命,出現量子物聯網、量子云計算等先進形態。 尹沿技同時預測,未來我國量子通信網有望從京津冀、長三角、海南等區域城際量子網擴展到全國乃至全球;在產品上將出現光電集成度更高、功能更豐富的加密芯片和設備;在應用上,隨着量子通信帶寬的增加以及網絡覆蓋的加深,基於圖片、視頻、VR等傳輸形式的應用將出現。 中國科技大學常務副校長、中國科學院院士潘建偉近日在撰文中介紹,在量子通信領域,我國已處於國際領先地位,在量子計算領域,我國整體上與發達國家處於同一水平線。在量子精密測量領域,我國整體上相比發達國家還存在一定的差距。潘建偉同時指出,經過近20年的發展,我國在量子科技領域產出了多光子糾纏及干涉度量、量子反常霍爾效應、世界首顆量子科學實驗衞星“墨子號”、量子保密通信“京滬幹線”、世界首台光量子計算原型機等一批具有重要國際影響力的成果。 產業化仍處於初期,“量子概念股”多是概念 “有一些(上市公司)偏概念,但僅是披上概念而已。”10月20日,作為為數不多的就量子概念發表過研究報告的券商研究員,張宇(化名)的表態,給前一天火爆的量子科技概念,當頭潑了一盆冷水。 從數字來看,本週一(10月19日)的A股市場整體表現不佳:滬深兩市高開低走,創業板指跌1.28%,多數行業板塊收跌。量子科技板塊的爆發,成為低迷市場中的亮點。 10月19日,該板塊整體全天強勢領漲。早盤一度漲超8%,日內隨市場雖有小幅回落,最終也有高達4.73%的漲幅。具體來看,科大國創、浩豐科技、光庫科技、藍盾股份、盛洋科技漲停,亞光科技上漲13.4%,國盾量子漲9.66%。 不過,這些被市場冠以“量子科技概念”的股票,卻並不被包括張宇在內的券商研究員認同。在與《每日經濟新聞》記者交流中,當被問及量子科技板塊所涉及企業時,張宇直言,“除了國盾量子外,其他都是偏概念,所以不太方便評價。” 值得注意的是,這並不是量子概念首次爆紅。早在2015年底,量子通信概念就一度引爆A股市場。2016年8月份,“墨子號”衞星升空後,量子通信成為科學界絕對的“網紅”,也再次成為資本市場追捧的方向。 在實際應用上,量子通信成為首批應用、商業化的領域。不過,對於量子通信概念的火爆,早在2016年,中國“量子之父”潘建偉就曾提到:“量子通信的概念炒得過熱,我有些擔心,這並不是科學的態度。” 實際上,在A股市場,雖然量子概念早已聲名在外,但略顯尷尬的是,作為真正的量子通信龍頭,國盾量子在今年7月份才正式登科創板,完成資本市場首秀。 在招股書(註冊稿)中,國盾量子提到,公司主要從事量子保密通信產品的研發、生產、銷售及技術服務。 由於目前沒有從事生產量子保密通信產品的上市公司,在對主營業務毛利率與同行業對比分析時,國盾量子沒有找到可比對象,不得不擴大範圍。國盾量子在招股書(註冊稿)中提到:“鑑於公司屬於密碼產品生產企業,故選取了提供密碼產品為主要業務的衞士通、飛天誠信、中孚信息、格爾軟件等4家上市公司為同行業可比對象。” 一位不願具名的業內權威人士向《每日經濟新聞》記者直言,國內目前的量子通信產品供應商,無外乎國盾量子,與國盾量子同處科大系的問天量子,以及另外一家九州量子。 事實上,自主科技創新體系的建立,需要形成從基礎研究、應用研究、技術研發到產業化的全鏈條佈局。創新全鏈條有賴於長期的積累,因此特別需要面向長遠目標,通過國家層面的頂層設計和前瞻佈局,整合優勢資源形成自主創新的體系化能力。 按照參與量子通信佈局的企業構想:只有行業應用和實際用户不斷擴展,才能形成“網絡建設-接入應用-網絡擴容”的良性循環。使用創新的技術和服務的用户都是“無名英雄”,要鼓勵更多人來嘗試新產品和技術。 量子科技,被稱為21世紀的尖端科技,不僅可以讓“竊聽”無處遁形,甚至被認為可以改變未來人類生活。拭目以待吧!

    時間:2020-10-22 關鍵詞: 量子通信 科技 量子計算

  • realme Q2 6GB+128GB版本現已開啓雙11預售

    realme Q2 6GB+128GB版本現已開啓雙11預售

    10月19日,這一系列機型迎來首銷,並斬獲了各大電商平台的5G手機銷量冠軍。憑藉Q2系列首銷火爆積累下的良好口碑,預計這一系列手機將在雙11開售中形成良性循環效應,從而獲得更好的銷量。 realme Q2 Pro採用一塊6.43英寸三星Super AMOLED屏;搭載聯發科天璣800U處理器;拍攝方面除了後面增加了一顆200萬像素黑白人像鏡頭外,都和realme Q2保持一致;電池容量為4300mAh,支持65W閃充。 此外,realme Q2的6GB+128GB版本現已開啓雙11預售,售1199元起。該機配備一塊6.5英寸120Hz顯示屏;搭載聯發科天璣800U旗艦處理器;前置一顆1600萬像素鏡頭,後置三攝系統,包括一顆4800萬像素主攝、一顆800萬像素超廣角鏡頭和一顆200萬微距鏡頭;配備一塊5000mAh大電池,支持30W閃充。 而隨着雙11的到來,realme Q2 Pro素皮版也將於今晚在各大電商平台開啓預售,售1599元起。

    時間:2020-10-22 關鍵詞: 雙11 realme

  • 羅姆發佈面向下一代汽車駕駛艙的解決方案白皮書

    羅姆發佈面向下一代汽車駕駛艙的解決方案白皮書

    前言 除了汽車收音機和汽車音響外,車內外還會發出各種聲音。例如,開啓轉向指示燈,汽車會發出“滴答、滴答”的轉向提示音。另外,啓動用來避免發生撞擊的制動系統時,會響起警告音,這是高級駕駛輔助系統(ADAS)的功能之一。近來,xEV等電機驅動的汽車,都配備當行人靠近車輛時的聲學車輛警示系統(AVAS)。除此之外,汽車還會發出其他的各種語音,如啓動引擎時的歡迎語、ETC的提示音等。 圖1.多功能車載儀表盤所需的各種聲音 上面提到的轉向提示音,以前聽到的是機械繼電器的切換聲,但實現電子化之後,即使不用繼電器,也會有聲音從揚聲器中傳出。這只是我們從聲音中獲取重要信息的一個例子,未來,隨着AI或自動駕駛技術的發展,對人與汽車之間的雙向交流會有更高的要求,因此,聲音作為促進雙向交流的工具之一,其存在感應該會進一步增加。 1. 揚聲器系統的組成 輸出上述ADAS和AVAS語音的系統,大致分為使用蜂鳴器的系統和使用揚聲器的系統。前者雖然成本很低,但可播放的頻率有限。而後者與音頻設備一樣,可在更寬的頻段播放。很長一段時間以來,駕駛艙周圍只需要轉向提示音和蜂鳴聲就足夠了,不需要多樣化的語音。但現在,由於駕駛艙周圍所需要的語音呈現多樣化趨勢,導致出現沒有揚聲器就無法配置系統的局面。 因此,揚聲器放大器IC就變得必不可少。揚聲器放大器IC是用於放大SoC(System On a Chip)等輸出的語音信號,使電流流向揚聲器來實現驅動的IC。語音信號格式有兩種,一種是輸入正弦波等模擬信號的模擬輸入型,另一種是使用I2S等數字音頻格式的數字輸入型,需要根據應用系統區分使用。另外,揚聲器放大器IC的輸出方式大致分為AB類放大器和D類放大器,雖然AB類放大器的功率轉換效率較低,且IC發熱較嚴重,但具有不會產生不必要的輻射的優點。而D類放大器,雖然功率轉換效率高,且IC發熱量少,但會產生不必要的輻射,故需要在輸出端配置LC濾波器。因此通常在容許的發熱量範圍內,採用AB類放大器;在需較大輸出功率且不容許發熱時,採用D類放大器。 2. 揚聲器放大器的課題 無論採用何種輸出方式,車載揚聲器放大器都需具有高可靠性,且兼具大功率輸出(音量大)和安全性。可靠性的重要性是毋庸置疑的,但大功率輸出與安全性之間是此消彼長的關係,兩者兼具的難度非常大。要實現大功率輸出,就需要使大電流流向揚聲器,也就相當於加大IC的輸出晶體管尺寸。但若輸出晶體管尺寸變大,例如在揚聲器發生故障出現短路時,輸出引腳間就可能有大量電流流過。在某些情況下甚至會損壞IC,進而影響汽車的安全性。為防止這一情況的發生,有必要在IC上搭載過電流保護電路,傳統的揚聲器放大器IC採用的是限制負載電流的方式。但採用這種方法時,必須將過電流保護電路的工作閾值設置為小於可輸出的最大電流的值,如圖2所示。因此存在最大輸出功率受限,且在大功率輸出時發生波形(聲音)失真的問題。 圖2.過電流保護電路的波形示意圖 3. ROHM的新產品“BD783xxEFJ-M” ROHM開發出兼具大功率輸出與安全性,完美解決這一問題的車載儀表盤用揚聲器放大器“BD783xxEFJ-M”。該系列產品以儀表盤中需求最多的5V電源運行、且輸出功率1~2W為主要目標,輸入方式採用了模擬輸入,輸出方式採用了元器件數量較少的AB類。該系列產品具備如下所示的三大優勢。 3-1. 具有過電流保護功能,且實現了2.8W大功率輸出 新產品“BD783xxEFJ-M”採用新研發的過電流保護電路,兼顧了大功率輸出與安全性。在電源電壓5V、負載4Ω的條件下,輸出功率可達2.8W(THD+N<10%),並且其保護功能可防止揚聲器引腳輸出短路引發的故障。 圖3.車載儀表盤用搭載過電流保護功能的揚聲器放大器輸出功率比較 通常,AB類放大器的過電流保護電路多使用“限流器電路”,如上所述,通過限制輸出電流,雖然可防止過電流的流出,但也限制了輸出功率。要想不限制輸出功率並保護產品免受過電流影響,就需要採用“峯值電流保護電路”,正如字面意思所示,這是一種檢測峯值電流並停止輸出的機制。在輸出電流超過最大電流時,可採用這一方式檢測電流,但在輸出的偏置電壓較低的情況下,如啓動時或欠壓時,即使輸出短路,輸出電流的最大值也不會超過閾值,因此保護電路不會工作。因此,峯值電流保護電路的缺點就是IC發熱温度高於芯片結温,最糟糕時甚至會損壞芯片。也就是説,如果採用限流電路,會導致聲音失真;如果採用峯值電流保護電路,則存在無法保護的情況。 為解決這一問題,ROHM研究並設計出綜合了這兩種電路優勢的新型過電流保護電路(專利申請中)。該技術在啓動時或欠壓時等不需要輸出大功率的情況下,會啓動限流電路,以防止IC發熱;在正常運行時,會自動切換為峯值電流保護。這是一種綜合具備兩種保護電路優點,並可實現大功率輸出的技術。 新產品“BD783xxEFJ-M”搭載了這一新型過電流保護電路,可切實保護IC免受負載短路影響,且在輸出大功率時也不會出現失真的情況。 3-2. 可靠性高,支持車載應用中的嚴苛環境 新產品符合汽車電子產品可靠性標準AEC-Q100,支持工作温度達 Ta=105℃,因此在追求高可靠性的車載應用領域中也可放心使用。該系列產品採用功率封裝(HTSOP-J8),在通常發熱量較大的AB類放大器中,即使在105℃的工作温度條件下也可實現大功率輸出。該封裝雖然是引線框架型封裝,尺寸較小,僅為4.9mm×6.0mm×1.0mm,但在使用4層電路板時(依據JEDEC51-5,7標準)的θJA僅為45.2℃/W,散熱性能非常出色。採用該封裝,相較於ROHM以往的產品,芯片温升降低了80%(條件:VCC=5V, RL=8Ω, THD<10%),即使是在Ta=105℃的嚴苛條件下,也能在不損害功能的前提下輸出語音,這是以往的封裝無法實現的。另外,在功能方面,為了提高其可靠性,除過電流保護電路之外,還搭載了其他保護電路。在出現異常發熱時,通過温度保護功能,可防止IC受到損壞;在蓄電池瞬斷時,通過欠壓保護功能,可防止產生意外的POP噪聲。因此,該系列產品有助於構建一個可適用於各種環境的強健系統。 圖4.符合AEC-Q100標準且具備各種保護功能的“BD783xxEFJ-M” 3-3. 通過內置電阻,減少元器件數量 在該輸出範圍的AB類放大器中,設置音量時用於調整信號增益的輸入電阻和反饋電阻通常是外置的。新產品通過將該電阻內置,減少了元器件數量,縮小了印刷電路板的安裝面積。另外,該系列產品共有11款機型,增益範圍為6dB~26dB(以2dB為增量),可進行精細的增益調整。僅在頻繁調整增益的樣品評估時,才會使用26dB的產品“BD78326EFJ-M”,通過在各輸入引腳添加評估用的電阻,無需更換IC就可以輕鬆進行評估,即使內置電阻,也不會增加設計工時。目前6dB、10dB、26dB機型已經開始量產,其他產品也將陸續發佈。 4. 未來發展趨勢 正如本文開頭所述,駕駛艙周圍的語音多功能化已經成為必然需求,未來隨着CASE(Connected, Autonomous, Shared, Electric)時代的到來,預計這一需求將會進一步增長,而且還會有更大功率輸出需求。此外,在車內佈局方面,傳統的駕駛艙和車載音響之間的界限將會消失,語音的使用方式也將變得更加多元化。 為了滿足這些需求,ROHM需要不斷擴充揚聲器放大器的產品陣容。本次推出的BD783xxEFJ-M是車載AB類揚聲器放大器,目前ROHM還正在開發車載D類揚聲器放大器。BD783xxEFJ-M的目標應用產品的電源電壓在5V以下,下一款車載D類揚聲器放大器產品將支持與12V電池連接,並可實現4W以上的大輸出功率。對於支持12V電源的車載級揚聲器放大器IC來説,雖然目前的主流產品是AB類放大器,但隨着駕駛艙和車頭單元用的ECU(Electric Control Unit)對節省空間的要求越來越高,散熱用散熱器正在成為技術瓶頸。為解決這一瓶頸問題,ROHM通過在揚聲器放大器中採用D類放大器系統,為實現小型化做出了很大貢獻。 作為第一波車載D類揚聲器放大器,與BD783xxEFJ-M一樣,產品陣容中除了模擬輸入型外,還計劃推出數字輸入型和多通道型等共4款產品,以滿足各種應用產品的需求。例如,數字輸入型支持TDM(Time Division Multiplexing)格式。在1個系統中最多可連接8通道揚聲器,可增加應用設計的可選項,提高應用設計的靈活性。 第二波車載D類揚聲器放大器計劃於2021年出售樣品,未來,ROHM將繼續致力於車載揚聲器放大器IC的開發,為提高汽車的安全性和舒適性貢獻力量。

    時間:2020-10-22 關鍵詞: 白皮書 羅姆 汽車駕駛艙

  • 推動智能家居新風向,貿澤電子技術創新周專題直播再接力

    推動智能家居新風向,貿澤電子技術創新周專題直播再接力

    2020年10月22日 – 專注於引入新品並提供海量庫存的電子元器件分銷商貿澤電子 (Mouser Electronics) 宣佈2020貿澤電子技術創新主題周最新一期專題直播即日起上線。本期內容將圍繞“智能家居”展開,並邀請到來自Microchip、ams、Silicon Labs、ON Semiconductor等原廠嘉賓及業內知名技術專家,與大家分享家居智能化應用及解決方案,直面當下家電行業的技術及市場發展狀況。 在互聯網、物聯網、AI、雲計算等技術的推動下,中國白色家電產業升級的新時代已經到來。據悉,中國智慧家庭市場規模正以每年以兩位數的速度快速增長,智能家居產業發展空間巨大。智能家居通過物聯網技術將娛樂系統、安防系統、控制系統、照明系統、廚衞家電系統、網絡及通信系統、健康醫療系統、室內環境系統融為一體,實現全屋智能。通過對家居設備的集中管理,提供更具有便攜性、舒適性、安全性、節能性的家庭生活環境。隨着中國智能家電市場發展迅速,技術生態鏈不斷完善,但技術架構冗雜,產品應用尚不完善。為幫助家電行業工程師深入瞭解行業新發展、市場新動向及企業新技術,在本期的直播中將通過智能家居及環境的電磁兼容性,Microchip針對智能家居和樓宇提供智能、互聯和安全的整體系統解決方案,ams距感、光感、温感在智能家居中的應用,智能照明在家居中的解決方案,智能家庭中的物聯網解決方案,PFC技術在家電應用方案分享幾大主題進行學習討論,攻克技術疑惑。 貿澤電子亞太區市場及商務拓展副總裁田吉平女士表示:“在產品及服務智能化發展的今天,基於物聯網技術的智能家居發展迅速。智能家居的出現對傳統家庭生活場景進行改造和升級,滿足了消費者多層次的需求,尤其在安全性、便捷性、節能性和時尚性等方面有明顯的改善。元器件作為組成智能家居系統的基礎硬件支持,在整個智能家居系統中起到重要的作用。“後連接時代”的智能家居對軟硬件的要求更加嚴格,貿澤電子作為全球知名的電子元件分銷商,秉承為智能家居市場發展助力的理念,特在創新主題周安排了以‘智能家居’為專題的直播活動,歡迎大家前來感受智能家居技術的魅力,打開智能技術應用新世界,為我們的‘精智生活’蓄力儲能!”

    時間:2020-10-22 關鍵詞: 創新 智能家居 貿澤電子

  • 三星藍色QLED技術迎來重大突破 發光效率提升20%

    三星藍色QLED技術迎來重大突破 發光效率提升20%

    目前來説,QLED最直接的好處是可以大幅度提升屏幕的色域,以顯示更豐富的色彩。不過,現階段的QLED離所謂的“完全體”還相去甚遠。 市面上採用QLED屏幕的電視本質上還是液晶電視,背光也是傳統的LED光源,只是多了一層量子點膜,提升了色彩表現。真正完美的QLED其實是和OLED一樣的自發光技術,每一個像素都是獨立的量子點發光二極管,並且它還解決了OLED有機發光材料壽命問題,不用擔心燒屏。 當然,研發的過程還很漫長,三星仍然在積極探索,來打造最完美的量子點顯示技術。近日據韓媒報道,三星已經成功開發出藍色QLED技術,提高了20.2%的發光效率,可實現88900尼特的最大亮度和16000個小時的QLED壽命。 量子點(QD)是直徑為幾納米(比一根人的頭髮窄幾萬倍)的半導體顆粒,照亮時,它們會根據其大小重新發射某種顏色的光,而藍色是QLED三種主要顏色中最難實現的顏色。因為它在三種原色中具有最大的帶隙,當暴露於外部光時會迅速氧化,導致使用壽命短和發光效率低。 三星表示,為了更好地穩定 QD 材料並確保持久的光響應,研究人員在藍色QD表面應用了具有量子點雙發射層和較短配體的結構,同時還提高了電流注入率。此次技術突破,有望能夠幫助加速“完全體”量子點發光二極管商業化。 三星一直對量子點顯示技術(QLED)情有獨鍾,旗下的電視產品大多也都採用這項技術。

    時間:2020-10-22 關鍵詞: 三星 量子點 qled

  • 應對有線電視基礎設施下游發射器挑戰

    應對有線電視基礎設施下游發射器挑戰

    摘要 針對用户需要更快互聯網連接的趨勢,有線電視行業已開發新的網絡架構,以便為用户提供數Gb服務。該光纖深入方法採用遠程PHY設備(RPD),通過使用數字光纖將關鍵硬件移到更靠近用户的位置。這可與無線(蜂窩)網絡中的遠程射頻頭相媲美,可節約空間,減少前端散熱,但也為遠程設備帶來了新的設計挑戰。 雖然有線電視信號絕對頻率較低,但其帶寬比無線信號寬得多,從108 MHz到1218 MHz擴展了幾個倍頻程,並具有多個帶內諧波。RPD讓設計人員面臨諸多挑戰,包括RF和混合信號硬件必須涵蓋更寬的頻率範圍,具有更高的RF功率、更低的底噪和更好的線性度,同時消耗更少的直流功耗。每個下行末級RF放大器的功率通常為18 W,對於4端口系統,這大約是通常能夠提供給RPD(由RPD消耗)的140 W至160 W功率預算的50%。 將ADI的有線電視數字預失真(DPD)效率增強技術,應用於DPD優化功率倍增器(ADCA3992),並結合先進的高速數據轉換器技術,利用單個DAC(例如AD9162)和單個ADC(如AD9208), 以及高度集成的時鐘解決方案(HMC7044),來實現全頻帶DPD。 本文介紹遠程PHY的演進,以及ADI公司如何使用專有DPD並將ADI的算法和IP內核集成到OEM的現有FPGA部署中來解決效率和線性度挑戰。 背景知識 自從60多年前作為社區接入電視(CATV)引入,有線電視已從簡單的單向(僅下行)模擬鏈路發展為複雜的多模、多頻道雙向系統(包括上行或反向路徑),支持模擬電視、基於IP的標清(SD)和高清(HD)數字電視以及高速數據互聯網下載和上傳。這些服務由多個系統運營商(MSO)提供。 有線數據和數字電視服務把使用CableLabs及相關參與公司制定的有線電纜數據系統接口規範(DOCSIS)的數據提供給消費者。前端系統(電纜調制解調器終端系統或CMTS)的配置經過了多次演進,包括添加EdgeQAM調製器作為獨立單元,或與CMTS集成為有線電視融合接入技術平台(CCAP)的一部分。對下行數據容量的需求現在正以約50%的複合年增長率(CAGR)增加,這意味着需求約每21個月翻一番。1為了滿足這種需求,自從1997年發佈DOCSIS 1.0以來,下行數據速率已從40 Mbps增加到1.2 Gbps(通過廣泛部署實施DOCSIS 3.0)。 這些下行數據速率的提高通過結合使用多項技術來實現,包括頻道綁定、更復雜的調製(從64 QAM移至256 QAM)和更高的下行頻率上限(從550 MHz至750 MHz至1002 MHz)。在美國,所有這些都是在保留傳統模擬電視服務6 MHz頻道規劃的情況下實現的(EuroDOCSIS和C-DOCSIS為8 MHz),但為了支持高達10 Gbps的下行速率,有必要做出更根本的改變,於是在2013年,發佈了DOCSIS 3.1標準。在保留對傳統標準支持的同時,DOCSIS 3.1採用頻譜效率更高的正交頻分多路複用(OFDM)技術,頻道帶寬高達190 MHz,支持高達4096 QAM。此外,下行頻率範圍的頻率上限增加了超過20%,達到1218 MHz,並可選擇擴展到1794 MHz。 但有一點始終沒有改變,都是使用具有75 Ω阻抗的同軸電纜物理連接到用户電纜調制解調器。在20世紀90年代之前,系統前端和用户之間使用100%同軸電纜,但最新部署為混合光纖銅纜(HFC)。在HFC中,模擬電光轉換器連接到前端的同軸輸出;然後信號通過光纖傳輸至靠近服務區的節點,再通過光電轉換器,最終經同軸電纜分配給用户。通過架空或地下電纜與用户的這最後一英里連接成為系統瓶頸,但升級到光纖到户(FTTH)鏈路的成本很高且具有破壞性,因此有線電視MSO決定充分利用現有的同軸電纜資產。與雙絞線電話線相比,同軸電纜提供了一個相對良好的環境,本身能夠屏蔽干擾或串擾,並且因阻抗不匹配產生適度的信號反射。但是,從節點到最遠用户達1200英尺的典型距離下,頻率相關損耗特徵明顯(108 MHz和1002 MHz之間存在近17 dB的斜率),需要插入具有高通響應的RF濾波器進行預加重或傾斜。 在典型的HFC部署中(如圖1所示),從光纖節點連接的一根主幹同軸電纜可服務數百個用户,通過多路RF分路器將信號分配給子組,然後通過分接頭將分接電纜連接到個人用户。在典型的節點+ n系統中,寬帶升壓放大器以固定的間隔插入網絡中,以放大信號電平,確保電纜調制解調器處具有足夠的信噪比(SNR)。 為用户提供更大的數據容量 DOCSIS幹線電纜上的可用數據帶寬由所有連接用户共享,並可通過兩種方式為所有用户提供更多帶寬: ► 提高通過電纜傳輸的數據速率 ► 減少連接到電纜的用户數量 如前所示,通過使用頻道綁定、更高階的調製方案以及擴展頻譜以提供更多的頻道,可提高關鍵信息(headline)數據速率。但是,增加下行容量只是解決方案的一部分,因此,網絡架構也在不斷髮展以減少連接到節點的用户數量,最初是通過節點分割來實現的,將支持的用户數量從最多2000減少到不足500。這種方法有效但成本很高。節點分割的替代方法是修改網絡架構,通過使用帶數字光纖鏈路的分佈式接入架構(DAA)將物理層(PHY)與CCAP分離,如圖2所示。遠程PHY硬件包含下行調製和RF級以及上行RF級和解調。從CCAP中移除體積龐大且耗電的PHY組件,在前端位置放一個邊緣路由器也能實現虛擬CCAP。 數字光纖的性能遠遠高於模擬光纖,且覆蓋範圍更大(能夠更靈活地確定節點位置),並且單根光纖支持大約5倍的波長。DAA方法還消除了傳統HFC網絡中的電光和光電轉換。這些轉換限制了光節點輸出信號的動態範圍:模擬轉換的底噪和線性度都會影響調製誤差率(MER),這將決定是否能夠支持高數據速率所需的高階調製。 挑戰是什麼? 光纖深入架構將通過更小的服務組規模、更自由的頻譜分配和更好的線路末端SNR和MER(DOCSIS 3.1中實現高階調製所必需的),來提升每個用户的容量。由於數字光纖和新硬件的位置相對靠近用户,因此還有機會提供補充服務節點,如在遠程PHY節點上添加Wi-Fi接入點。但是,這也會給下行模擬傳輸鏈帶來幾個新的設計挑戰。 圖1.使用HFC部署有線電視 圖2.使用遠程PHY部署有線電視 DOCSIS 3.1標準將下行頻率上限從1002 MHz擴展到1218 MHz,意味着必須傳輸相當於35個額外的6 MHz頻率通道,且向上傾斜度從17 dB增加到21 dB,如圖3所示。 任何新系統都需要與現有部署保持兼容,因此最高DOCSIS 3.0頻道中的功率(以999 MHz為中心)必須保持不變(通常為57 dBmV),這意味着最高頻道(以1215 MHz為中心)中所需的RF功率為61 dBmV。由於添加了頻道,增加了傾斜度,並且電纜調制解調器需要高SNR,因此節點輸出端口前的最後一個有源元件,即A類超線性功率放大器(功率倍增器混合)所需的輸出信號電平提高了一倍多,達到76.8 dBmV的複合電平。為了滿足不斷增長的RF功率需求,混合硬件設計人員必須將每端口混合直流偏置功率從10 W左右增加到18 W,並且在某些情況下,必須將直流電源電壓從行業標準值24 V增加到34 V。由於節點通常支持多達4個RF端口,每個端口都有其自己的混合端口,並且通常由通過同軸電纜注入的60 V交流電源供電,這就迫使對設計做出重大更改,併產生了新的散熱管理問題。 為了支持採用DOCSIS 3.1的更高階QAM方案,節點輸出端對MER的苛刻要求已從43 dB增加到48 dB。2在這樣高的MER要求下,DAC時鐘上的相位噪聲和雜散信號會對系統性能產生影響。功率倍增器直接影響MER和帶內帶外失真的主要不利因素是非線性失真,包含諧波和交調失真。在108 MHz至1218 MHz的倍頻程工作範圍內,存在多個帶內奇偶次諧波,而在185個D3.0載波(或等效載波)下,會產生一組非常複雜的IM產物。傾斜也有顯著的影響,因為較高頻道中的功率比最低頻道中的功率大100多倍,所以這裏會產生顯著的差頻積。峯均功率比(PAPR)超過12 dB。 所有這些因素結合起來,為功率倍增器設計人員帶來了巨大的挑戰:更寬的帶寬、更高的峯均功率以及改善線性度。最新的A類GaAs/GaN推輓混合器件(如ADCA3992)可滿足帶寬、RF功率和線性度要求,但RF系統設計人員所面臨的挑戰無疑是降低功耗:650 mW的RF輸出功率的直流輸入約為18 W時(等效於76.8 dBmV複合電平),直流到RF的轉換效率僅為3.6%。 系統解決方案是什麼? 一旦混合設備能夠支持所需的帶寬和功率,解決方案的第一部分就是確保輸出端口前的最後一個有源元件,即混合功率倍增器能夠獲得清晰的信號。通過使用高性能寬帶16位RF DAC(如AD9162)和低相位噪聲、低雜散輻射JESD204B兼容時鐘源(如HMC7044),可在DAC輸出端跨整個DOCSIS 3.1頻率範圍實現約52 dB MER。 解決方案的第二部分更復雜。理想情況下,任何解決方案都會既提高功率倍增器的輸出功率能力又提高MER,同時降低功耗,但它們幾乎是相互對立的:在恆定輸出功率下,降低功耗會使MER性能下降,或者需要損失RF功率性能,才能使MER保持不變。雖然可以使用包絡跟蹤(ET)等技術來提高效率,但創建非常寬的帶寬包絡信號並將ET過程產生的顯著失真線性化將帶來額外的挑戰。 要兼顧效率和MER,具有吸引力的解決方案就是DPD,整個無線蜂窩行業幾乎普遍採用。數字預失真(DPD)允許用户在更高效但非線性更明顯的區域中運行混合功率倍增器,然後先預先校正數字域中的失真,再將數據發送到放大器。如圖4所示,DPD在數據到達放大器之前對其進行整形,以抵消放大器產生的失真,從而擴大功率倍增器的線性範圍。 圖3.頻率相關電纜損耗的傾斜補償 圖4.數字預失真 在擴大的線性工作範圍中,DPD讓放大器能夠在降低的偏置電流或電源電壓下更自由地運行(從而降低功耗),或提高MER和誤碼率(BER),甚至可能同時兼顧。儘管數字預失真已廣泛應用於無線蜂窩基礎設施,但在電纜環境中實施數字預失真有獨特而又有挑戰性的要求。這包括對超寬帶寬應用線性化,儘量減少實施DPD所需的數字信號處理功耗,以及在高傾斜頻譜下工作。所有這一切只能通過對硬件、FPGA和軟件進行適度的更改(會增加成本)來實現。 由於通過將放大器驅動到非線性工作區域來提高效率,多個帶內失真產物給DPD帶來了獨特的挑戰。不僅是大信號帶寬,還有它在頻譜(從直流開始僅為108 MHz)上的位置都對DPD構成了挑戰。有線信號的性質與無線截然不同,無線信號其所需信號的帶寬(例如,60 MHz)比RF中心頻率(例如,2140 MHz)小很多。在典型的108 MHz至1218 MHz DOCSIS 3.1下行分配中,所需信號帶寬為1110 MHz,中心頻率為663 MHz。所有非線性系統都會發生諧波失真。電纜數字預失真的重點是帶內諧波失真產物。在典型的無線系統中,三次和五次諧波最重要,因為其他產物在頻帶外,可通過傳統濾波器濾除。在典型的電纜部署中,最低載波的前11個諧波都在頻帶內。 相比只需要考慮奇數次諧波的無線蜂窩應用,電纜應用中的偶數次和奇數次諧波均在頻帶內,可產生多個重疊的失真區域。這在一定程度上會對任何數字預失真解決方案的複雜性和精密性產生嚴重影響,因為算法必須通過簡單的窄帶假設。數字預失真解決方案必須適應所有階次的諧波失真。每個階次k需要[k/2] + 1項(二階:k = 2 → 2項,三階:k = 3 → 2項,四階:k = 4 → 3項等)。在窄帶系統中,偶數階項可以被忽略,奇數階在每個目標頻帶內產生1個項。電纜應用中的數字預失真必須考慮奇數階和偶數階諧波失真,並且還必須考慮到每個階可能有多個重疊的帶內元素。 諧波失真校正定位 考慮到傳統窄帶數字預失真解決方案的處理在複雜的基帶處完成,我們主要關注對稱位於載波周圍的諧波失真。在寬帶電纜系統中,儘管保持了位於一次諧波周圍的那些項的對稱性,但是這一對稱性不再適用於更高階次的諧波產物。 圖5.寬帶電纜應用中寬帶諧波失真的影響 如圖6a所示,傳統窄帶數字預失真在複雜基帶處完成。在這些實例中,僅一次諧波產物在頻帶範圍內,因此其基帶產物直接轉換為RF。考慮寬帶電纜數字預失真時(圖6b),較高階次的諧波失真必須是頻率偏移,才能使上變頻後的基帶產物正確位於實際RF頻譜中。 圖7概要顯示了一種數字預失真的實現。在理想情況下,從數字上變頻器(DUC)(通過數字預失真)到DAC乃至通過功率倍增器的路徑將沒有帶寬限制。同樣地,觀測路徑上的ADC將對全帶寬進行數字化。請注意,為了進行説明,我們擴展2倍帶寬的信號路徑;在某些無線蜂窩應用中,可擴展到3至5倍的帶寬。理想方案是通過數字預失真產生帶內項和帶外項,從而完全消除功率放大器引入的失真。需要注意的是,為了準確消除失真,需要在目標信號的帶寬之外創建項,這一點非常重要。在實際方案中,信號路徑具有帶寬限制和傾斜特性,數字預失真性能無法達到理想方案要求。 ADI公司開發了一個完全實時、閉環、自適應電纜數字預失真解決方案,由FPGA結構中的執行器和嵌入式處理器中基於軟件的自適應機制組成。該實現方案使用Intel® Arria® 10 660 FPGA和嵌入式ARM® Cortex®處理器。DPD IP內核和ARM的功耗為5.3 W,儘管使用更新一代的FPGA或轉換為ASIC,此功率仍應低於3 W。 圖6.寬帶數字預失真複雜基帶處理中的頻率偏移要求。(a) 傳統窄帶數字預失真在複雜基帶處完成 (b) 寬帶電纜數字預失真、OOB HD必須是頻率偏移以允許RF上變頻 圖7.無帶寬限制的理想化數字預失真方案 結果 圖8顯示ADCA3992在76.8 dBmV總複合電源、34 V電源電壓、400 mA偏置電流(13.6 W直流電源)下工作的測試結果。 圖8.ADCA3992在76.8 dBmV下沒有數字預失真(藍色)和有數字預失真(橙色)時的性能 測試信號是一串DOCSIS 3.0載波,中心頻率為111 MHz至1215 MHz,傾斜度為21 dB。引入了少量的間隙,以便觀察頻帶失真。可以看到,頻帶底部失真約改善了6 dB,頻帶頂部超過8 dB。 與530 mA標稱非數字預失真功率倍增器電流相比,直流電源節省4.4 W,那麼,4端口系統節省的總功率為17.6 W減5.3 W FPGA電源,得到12.3 W。對於72 W至59.7 W的4端口系統,功耗(散熱)顯著降低。每個倍增器的偏置電流很可能進一步回退至350 mA (11.9 W),同時仍達到41 dB的MER目標值,從而系統淨節省19.2 W。 結論 儘管高速移動數據和光纖日益得到廣泛應用,但現有最後一英里網絡的巨大覆蓋範圍及其相對良好的電氣特性,可確保在可預見的未來,它們仍將是向消費者提供語音、視頻和數據服務的重要工具。隨着有線電視網絡過渡到DOCSIS 3.1,並且不斷地發展,滿足更寬的頻率範圍、更高的功率、更好的調製精度以及更高的功效等系統性能要求變得更加困難。 數字預失真提供了一種可解決這些相互衝突需求的方式,但在電纜應用中的實施也構成了非常獨特和極具難度的挑戰。ADI已開發出一套全面的系統解決方案來應對這些挑戰,其中包含混合信號硅(DAC、ADC和時鐘)、RF功率模塊(GaN/GaAs混合)和先進算法。這三種技術的結合為設備製造商提供了一個靈活的高性能解決方案,能夠以最小的妥協在功耗與系統性能之間實現平衡。軟件定義線性化還支持原有電纜技術到新一代電纜技術的輕鬆過渡,新一代電纜技術中預計將包含全雙工(FD)、擴展帶寬(至1794 MHz)和包絡跟蹤(ET)。 本文借鑑了Patrick Pratt的數字預失真圖,筆者對此表示感謝。

    時間:2020-10-22 關鍵詞: 有線電視 發射器 網絡架構

  • 薛其坤院士:我國已進入第二次量子技術革命時代

    薛其坤院士:我國已進入第二次量子技術革命時代

    量子技術,這個看起來高深莫測的技術名詞,因為中共中央政治局10月16日的一次集體學習而成為家喻户曉的科技熱點。量子科技發展具有重大科學意義和戰略價值,是一項對傳統技術體系產生衝擊、進行重構的重大顛覆性技術創新,將引領新一輪科技革命和產業變革方向。 10月21日,科技部表示,將加強前瞻部署和大力發展以智能技術和量子技術為特徵的新一代高新技術,打造我國高新技術的先發優勢,強化重點領域和關鍵環節的攻關佈局,為高質量發展提供更多高新技術的成果供給。 據報道,10月16日中共中央政治局集體學習時就量子技術進行講解並提出意見和建議的專家,是清華大學副校長、中國科學院院士薛其坤。近日,新京報貝殼財經記者就我國量子科技發展的現狀以及對經濟的促進作用、世界量子科技發展趨勢、如何培養人才和發展量子科技等話題採訪了薛其坤院士。他表示,量子計算會顛覆性提高信息運算處理速度,量子通信會大幅度提升通信安全性,量子精密測量和傳感技術會在未來數字時代和萬物互聯時代有着廣泛的應用。 薛其坤強調,總體上看,我國已經具備了在量子科技領域的科技實力和創新能力,但是還要加強關鍵核心元器件這種高端材料、設備技術攻關,這些都是需要解決的一些短板。除了科學家,量子技術還需要更多創新創業者、企業家、投資人加入,提高量子科技理論研究成果向實用化、工程化轉化的速度和效率非常重要。 我們已進入第二次量子技術革命時代,將有重大顛覆性技術創新 新京報:近日,隨着中央政治局集體學習量子科技,量子科技備受大眾熱議。但是,總體感覺量子科技似乎距離我們的生活很遙遠。能否通俗地介紹一下量子科技及其應用場景? 薛其坤:其實,量子科技並不是一個很新的事情,距離我們也並不遙遠。比如,量子力學已經建立了100多年,是人類探究微觀世界的重大成果,是關於微觀物質世界運動規律的理論體系,與相對論一起構成現代物理學的理論基礎。 隨着量子科技的發展,觸發了第一次量子技術革命。第一次量子技術革命,是從認識量子世界、發現量子效應到發展量子技術應用。信息時代的關鍵核心技術,如晶體管、激光、硬盤、GPS等是第一代量子技術的成果。 目前我們已經進入第二次量子技術革命時代,是通過主動人工設計和操控量子態發展量子技術和應用。量子計算會顛覆性提高信息運算處理速度,量子通信會大幅度提升通信安全性,量子精密測量和傳感技術會在未來數字時代和萬物互聯時代有着廣泛的應用。如,現代信息技術、計算機、通信進一步發展,還有高密度信息存儲、全球定位系統,都是量子技術一些隱形的應用。 實際上,隨着信息時代的到來,我們現在談的量子計算機和量子通信就是第二代的量子技術,更着重於主動去設計一個量子系統發展量子應用。得益於量子保密通信高度安全性,量子通信在國防、財務和金融專網等領域具有重要應用。如果説地面量子通信構建了一張連接每個城市、每個信息傳輸點的“網”,那麼量子科學實驗衞星就像一杆將這張網射向太空的“標槍”。比如,2016年8月16日,“墨子號”量子科學實驗衞星在酒泉用長征二號丁運載火箭成功發射升空,並於2017年1月18日圓滿完成了4個月的在軌測試任務。 新京報:未來量子科技還將在哪些行業取得廣泛應用? 薛其坤:未來,量子科技不但使我們計算機的計算能力提高,通信更快,還有傳感技術更靈敏,信息精度越來越精確,這些方面都會有大幅提高。同時,還對未來的數字技術、量子技術起到真正革命性的支撐作用,其他的技術都是漸進性的發展。 解決量子科技發展的短板:加強研發關鍵核心元器件技術攻關 新京報:如何理解我國量子科技取得的實力與創新能力? 薛其坤:近年來,量子科技的基礎研究有不少亮點,在量子精密測量傳感上也有不少進展。比如説我們北斗用的時間測量系統,定位提高到一個很高的精度,這就是量子科技在全球定位或者是衞星導航系統的一個重要應用。最近在量子衞星上的一個實驗,做到了千公里級的量子密鑰分發,這也是今年剛剛取得的成果。 不管在基礎研究,還是在通訊、量子計算,包括精密測量和傳感上,我們國家都有很多可圈可點的東西。同時,這些年我國加大了對量子科技的研究投入,技術創新活躍,我國科技工作者在量子科技上奮起直追,取得一批具有國際影響力的重大創新成果,包括量子反常霍爾效應的實驗發現、“墨子號”量子科學實驗衞星的發射等。 總體上看,我國已經具備了在量子科技領域的科技實力和創新能力。同時,正如總書記所説,我們也要看到,我國量子科技發展存在不少短板,發展面臨多重挑戰。 新京報:我國量子科技發展還存在哪些短板?面臨哪些挑戰? 薛其坤:實際上,我們在量子科技、量子技術上的短板,和我們現在信息技術的短板有點類似,比如説支撐設備、關鍵核心元器件等方面,也涉及量子技術的一些問題,所以,我覺得加強關鍵核心元器件這種高端材料、設備技術攻關,都是需要解決的一些短板。 新京報:這次集體學習強調,要突破關鍵核心技術,努力在關鍵領域實現自主可控,保障產業鏈供應鏈安全,增強我國科技應對國際風險挑戰的能力。那麼,如何突破上述關鍵核心技術? 薛其坤:量子技術在短期內是可以贏得一些經濟和社會的發展,但是實際上很多還屬於基礎研究,比如説量子計算,現在國際上提出來的技術方案就有七八種,還需要基礎研究和探索。這也是我們為什麼要加強國際合作,加強人才培養、後備人才的培養等等,因為涉及很基礎層面的科學突破,才能最後使量子計算機的發展走上一個可行的、工程化的階段。 除科學家,量子技術還需更多創新創業者、企業家、投資人加入 新京報:説到人才,這次集體學習指出,要培養造就高水平人才隊伍。要建立以信任為前提的頂尖科學家負責制,給他們充分的人財物自主權和技術路線決定權,鼓勵優秀青年人才勇挑重擔。你作為科學家如何理解這句話? 薛其坤:總書記的講話抓住了關鍵的問題,也抓住了系統性要解決的問題,我們作為戰鬥在第一線的科學和教育工作者,應該貫徹中央的指示,為我們國家量子科技的發展,為推動人類量子科技的發展,有義務有責任做出我們每個科學家應該做的貢獻。 新京報:我國量子科技發展的切入點和突破口是什麼? 薛其坤:近年來,世界主要科技強國均出台了國家層面的量子信息技術戰略計劃。2018年美國出台了《量子信息科學國家戰略綱要》,正建設量子網絡;英國聯合新加坡啓動了量子衞星項目;德國、法國等19個歐盟成員國於2018年正式啓動“量子旗艦計劃”,未來十年計劃投入10億歐元開發和部署量子通信基礎設施。在新冠肺炎疫情後的經濟刺激計劃中,特設“量子專項”,再投入20億歐元。 目前,我國已在量子信息技術研究和應用方面也加大支持力度。未來,量子科技、包括量子信息技術有着更加明確的應用前景,提高量子科技理論研究成果向實用化、工程化轉化的速度和效率非常重要。所以,在剛開始部署時就考慮到產學研協同,考慮到從基礎研究到應用之間的密切結合,可以提高效率,加快研發速度。 除了科學家在量子科技領域開疆拓土之外,量子技術要真正給人類帶來福祉,還需要更多創新創業者、企業家、投資人的加入。

    時間:2020-10-22 關鍵詞: 量子 薛其坤

  • 準備好了嗎?今晚20點,華為將在線上舉行新品發佈會

    準備好了嗎?今晚20點,華為將在線上舉行新品發佈會

    今晚20點,華為將在線上舉行新品發佈會,而屆時Mate 40系列和麒麟9000處理器都將亮相,華為Mate 40 Pro的電池容量為4400mAh,首次支持65W超快閃充,支持反向無線充電。 相信很多網友都很關心Mate 40系列的售價,而從今晚的發佈會來看,華為可能會只公佈它的海外版售價,而據説本月底國行的信息才會公佈。據相關爆料人的消息來看,Mate 40 Pro海外版的售價可能要在1100歐元以上了。 外媒GSMArena分享的圖片顯示,亞馬遜德國提前上架了華為Mate 40 Pro商品頁面,其中顯示售價是1199歐元(約合人民幣9460元),開賣時間是11月9日。 據悉,華為Mate 40 Pro採用6.76英寸OLED雙曲面屏,屏幕形態為雙挖孔,分辨率為2772×1344,尚不確定刷新率,支持屏幕指紋識別。 華為Mate 40 Pro將採用三攝系統,包括5000萬+1200萬+2000萬,其中主攝為5000萬,支持OIS光學防抖,支持8K視頻拍攝,前置攝像頭為1300萬像素。 目前還無法證實這個消息的真實性,不過之前有類似的消息流出,那就是Mate 40 Pro的售價是1100歐元。

    時間:2020-10-22 關鍵詞: 華為 40 mate

  • 創意不斷,蘋果iPhone 12全新 MagSafe 技術成新賣點

    創意不斷,蘋果iPhone 12全新 MagSafe 技術成新賣點

    iPhone 12 系列的一個新的賣點是全新的 MagSafe 技術,這個磁性機制相當出色,為配件製造商開闢了一個全新的細分市場,讓他們可以盡情發揮創意。 不過了解到,用户不能在連接 MagSafe 錢包的情況下為 iPhone 12 或 12 Pro 無線充電。至於原因,可能是蘋果確實不希望在戴着 MagSafe 錢包的情況下給 iPhone 12 無線充電,或許會損壞裏面的卡片。 用户必須取下 MagSafe 錢包,才能為 iPhone 12 和 12 Pro 進行無線充電。值得一提的是,當使用 MagSafe 保護殼時,用户是可以用 MagSafe 充電器為新 iPhone 進行無線充電的。 除此之外,MagSafe 錢包可能太厚,以至於無法讓無線充電完美進行。

    時間:2020-10-21 關鍵詞: 無線 蘋果 充電

  • 貿澤開售結合藍牙5.2與USB 2.0的Nordic Semiconductor nRF52820多協議SoC

    貿澤開售結合藍牙5.2與USB 2.0的Nordic Semiconductor nRF52820多協議SoC

    2020年10月21日 – 專注於引入新品並提供海量庫存的電子元器件分銷商貿澤電子 (Mouser Electronics) 即日起開售Nordic Semiconductor的nRF52820多協議片上系統 (SoC)。此款SoC支持全套藍牙5.2功能和其他流行的通信協議,是各種無線物聯網 (IoT) 應用的理想解決方案,這些應用包括資產跟蹤、高性能人機界面設備 (HID) 控制器、智能家居產品和專業照明等。 貿澤電子備貨的Nordic nRF52820 SoC基於Nordic的nRF52系列架構,支持藍牙5.2、低功耗藍牙和藍牙mesh,以及測向、2 Mbps高吞吐量和長距離傳輸。這些SoC還能以單芯片解決方案支持Thread、Zigbee®和多種2.4-GHz專有通信技術以及全速USB 2.0連接。 這款基於Arm® Cortex®-M4的超低功耗SoC與Nordic nRF52833 SoC實現了插槽兼容,提供一系列模擬和數字接口,如模擬比較器、SPI、UART、TWI、QDEC和全速 (12 Mbps) USB接口。nRF52820 SoC具有內置USB、功能齊全的多協議無線電和+8 dBm輸出功率,當與應用MCU配合使用時,將成為網關以及其他需要先進無線連接的智能家居、商業和工業應用的理想網絡處理器。 貿澤還庫存有Nordic nRF52833開發套件,其所基於的板載nRF52833 SoC可模擬nRF52820 SoC的功能。該套件提供四個用户可編程按鈕和LED,與基於Arduino Uno R3的擴展板實現了硬件兼容,併為所有輸入和輸出 (I/O) 及接口提供連接器引腳,還有一個專用連接器用於連接外部NFC天線。

    時間:2020-10-21 關鍵詞: SoC nordic 貿澤

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