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So erreichen Sie das Sensorrauschen-Reduktionsdesign in der Smart Car-Entwicklung

  • Autor:Mendy
  • Lassen Sie auf:2021-07-02

In den letzten Jahren, mit der Verbreitung von Elektrofahrzeugen, der Beliebtheit des ADAS (Senior Driver Assist System),SensorDie Anwendung wird breiter und breiter, und die Geräuschumgebung ist immer schwerer geworden. Das Micro-Umgebungssignal des Sensors muss den Vorgang bestehenVerstärkermitKomparatorenIn ein elektrisches Signal umwandeln, das an den Mikrocontroller gesendet wird (Mcu.) Berechnen, soOperationsverstärkerUnd die Rolle des Komparators ist immer wichtiger.

Das Problem ist in der Regel in der Automobilentwicklung schwierig, die Rauschbeurteilung an der Leiterplatte und der Systemmonomere vorzunehmen. Im Allgemeinen ist es notwendig, nach dem Zusammenbau des Systems zu bewerten. Sobald das Evaluierungsergebnis ng (nicht passieren) Es ist notwendig, große Änderungen mit großem Maßstab zu erstellen, also war das Geräuschreduzierungsdesign immer ein kniffliges Thema.

1. Betriebsverstärker und Komparator und Sensor

Der Betriebsverstärker wird als "op amp" bezeichnet, ist stark vergrößert.SchaltkreisEinheit. In der tatsächlichen Schaltung wird normalerweise ein Funktionsmodul in Verbindung mit dem Rückkopplungsnetzwerk gebildet. Es ist ein besonderesKupplungSchaltkreise und Rückkopplungsverstärker. Sein Ausgangssignal kann ein mathematisches Betriebsergebnis wie ein Eingangssignal plus, minus oder differentiell einstückig sein.

Der Komparator ist eine Schaltung, die ein analoges Spannungssignal mit einer Referenzspannung vergleicht, und das Ausgangssignal des Sensors kann das Signal oder dergleichen ein digitales (hoch- / niedriges) Signal ausgeben.

Das Sensorsignal muss von Betriebsverstärkern und Komparatoren betrieben werden

Das vom Sensor empfangene Signal sollte über zwei Arten an die MCU-Implementierungssteuerung übertragen werden. Der erste ist, um das kleine Signal des Sensors zu vergrößern, um das kleine Signal des Sensors zu vergrößern, wird zum identifizierten Spannungspegel der MCU und übertragen an die MCU; der zweite ist der durch den Komparator eingestellte Schwellenwert, um den hohen und niedrigen von das Sensorsignal und übertragen sie dann an MCU.

Fahrzeugbetriebsverstärker-Anwendungsbeispiel

Es ist ersichtlich, dass die verschiedenen Sensoren Signalverarbeitung mit dem Operationsverstärker und dem Komparator sein müssen, und schließlich an die Steuereinheit übertragen und dann die verschiedenen Module des Fahrzeugs anschließend durch die Steuereinheit steuern. Wie viele Sensoren müssen viele operative Verstärker und Komparatoren haben, sodass die Menge zunimmt.

In der Fahrzeuganwendungstasche verwenden verschiedene Module unterschiedliche OP-Verstärkungen oder Komparatoren. Mit der Entwicklung von ADAS und intelligentem Fahren werden immer mehr Anlässe in Fahrzeugen OP-Verstärker oder Komparator verwendet.

2, hochpräzise, ​​niedriger Fehler ist einfach

Da der Sensor in ein elektrisches Signal umgewandelt wird, wird es schließlich durch das MCU-Urteilssignal hergestellt, das Betriebsverstärker und Komparatoren erfordert, um hohe Präzision und niedrige Fehler zu gewährleisten, um sicherzustellen, dass Verstärkungs- oder Vergleichssignale zuverlässig sind und verwendet werden können. Von.

Der Betriebsverstärker ist der Schlüssel zur Verbesserung der Erfassungsgenauigkeit

3, Rauschen beeinflusst auch die Erfassungsgenauigkeit

Ein weiterer Faktor, der die Genauigkeit des Sensorsystems beeinflusst, ist Rauschen. Es kommt hauptsächlich aus zwei Aspekten. Der erste ist EMI (elektromagnetische Interferenz), dh das von dem IC selbst erzeugte Rauschen kann andere elektronische Geräte beeinträchtigen, um die gesamten Fehler zu stören Systemgenauigkeit. Wenn das IC- oder System-Anti-EMI-Leistung schlecht ist, wenn die Lärmstörungen herum erzeugt wird,KomponenteOder das System kann zu Fehlfunktionen führen, sodass Sie also verwenden müssenFilter(Kondensator,WiderstandWarten Sie) und Schild (Metallplatte), um Geräusche zu reduzieren. Die zweite ist die EMS (elektromagnetische Toleranz) -Kennlinie, dh der Chip selbst kann den Geräuschstörungen von außen standhalten. Daher muss der Operationsverstärker für Sensoranwendungen geräuscharm und Interferenzleistung aufweisen.

Lärmbezogene Definition

EMV(Elektromagnetische Kompatibilität) bedeutet, dass das elektronische Gerät oder das elektronische Gerät die Fähigkeit hat, elektromagnetische Interferenzen zu widerstehen und keine übermäßige elektromagnetische Strahlung herzustellen.

Konnotation der elektromagnetischen Kompatibilität

4. Wie kann ich eine geringe Rauschleistung erreichen?

Zunächst kann das interne Rauschen des Operationsverstärkers grob in Flash-Rauschen unterteilt werden, das durch die Prozessstruktur verursacht wird, und das durch das Schaltungsdesign erzeugte Wärmegeräusche. Um das Gesamtgeräusch zu reduzieren, können durch Verbesserung der Prozess- und Schaltungsdesign die Rauschzutaten der beiden Aspekte reduziert werden, um insgesamt ultra-geringe Geräusche zu erreichen.

Die Anti-EMI-Leistung kann durch umfassende Optimierungsschaltung, Layout- und Komponentengröße usw. erheblich verbessert werden. Es gibt drei Möglichkeiten: Zunächst wird die Anti-Interferenzleistung verbessert, indem die Geräuschsteuerschaltung in die gewünschte Position eingebettet wird; zweitens, einstellen Sie eine Schirmstruktur um das Geräusch, verbessern Sie esVerdrahtungInterferenz und passen Sie den internen Simulationskern anImpedanzDrittens, der sich auf die Tatsache konzentriert, dass die Anti-Rausch-Leistung der parasitären Kapazität stark ist und mehr geeignete parasitäre Kondensatoren auswählen kann. Diese drei Punkte sind erledigt, und die Anti-Rauschkapazität des gesamten Chips ist sehr stark.

Umfassende Optimierung des gesamten Geräusches

5, beseitigen Sie das Geräusch, um elektromagnetische Strahlung zu lösen

Parameter, die die Genauigkeit des Betriebsverstärkers beeinflussen, umfassen den EingangsversatzStrom, Eingangsversatzspannung und äquivalente Eingangsrauschenspannung. Durch die Optimierung dieser Parameter kann die Genauigkeit des Sensorsystems verbessert werden.

Für die obigen Herausforderungen,RomaEntwickelt aus der EMI-Leistung von 2017 ausgezeichnetARMUnsere (em - elektromagnetische Strahlung, Rüstungs-Rüstung) -Serie-Austragungsverstärkerprodukte. Seine Entwicklung besteht darin, Produkte aus Fehlfunktionen aufgrund von Lärmstörungen zu verhindern, ohne besondere Maßnahmen zu ergreifen. Im Jahr 2018 ist die Serie von Bipolarerzeugnissen, insgesamt vier, die dazu beitragen, die Entwurfsbelastung der Kundennähe zu reduzieren, und auf dem Automarkt ein hohes Lob erreichbar.

Aufgrund der "Rüstung", 2020, 2020, überstiegen Romas OP-AMP- und Komparator-Produktsendungen 500 Millionen, von denen das Industrieteil 12% entfloss, und die Autoteile waren bis zu 25%.

Emarmour Markenprodukte integrieren die Entwurfsentwicklungstechnologie, die Layout-Technologie, die Prozesstechnikvorteile, für den ISO 11452-2 Internationaler Immunitätsbewertungstest, realisiert die hervorragende Anti-Interferenzleistung der Ausgangsspannungsschwankungen des gesamten Rauschfrequenzbandes, das dazu beiträgt, die Systementwicklung zu lösen Das Geräuschinterferenzproblem während des Prozesses reduziert Design-Arbeiter und verbessert die Zuverlässigkeit der Systeme.

Verbesserung der Systemverlässigkeit.

Roma lancierte vier Anti-Interferenz-Leistungs-CMOS (komplementärer Metalloxidhalbleiter) Operationsverstärker BD87581YG-C (Einkanal) und BD87582YFVM-C (Dual-Kanal), sein Vorspannungsstrom, deren Umwandlungsrate ist größer als das bipolare Produkt der vorherigen Erzeugung.

Zum Beispiel die Implementierung der Elektronenstrahlung in der HauptanlagePrüfungIn ISO 11452-2 beträgt in dem gesamten Geräuschband die Ausgangsspannungsschwankung der gewöhnlichen Produkte ± 300 mV, und das neue Produkt ist nur innerhalb von ± 10 mV (1/30 der gewöhnlichen Produkte). Wenn daher das neue Produkt am hinteren Ende des Sensors und anderer Komponenten konfiguriert ist, kann die Verwendung der CMOS-Elementstruktur eine schnelle und genaue Signalvergrößerung erreichen, die nicht durch externe Rauschen beeinflusst wird, was dazu beiträgt, das Design von verschiedenen zu vereinfachen Abnormale Erkennungssysteme und verbessern ihre Zuverlässigkeit. Sex.

Neue Produkte lösen die Probleme, auf die gewöhnliche Produkte in den folgenden drei Aspekten konfrontiert sind:

Zunächst ist die Eingangsspannung in der Sensoranwendung sehr schwach. Aufgrund der geringen Anti-Interferenzleistung wird das normale OP-AMP-Produkt durch externe Rauschen abgeleitet, so dass die MCU das Fehlersignal empfängt, um eine Ausnahme zu verursachen. Produkte der Emarmourtm-Serie, die die Anti-EMI-Leistung verwenden, ist nicht leicht mit externem Geräusch zu stören.

Vermeiden Sie externe Geräuschstörungen

Zweitens, aus dem Gesamtkonstruktionsprozess der Automobilelektronik, wird das Gesamtgeräusch des Systems verwendet, um ein gewöhnliches Op einzusetzen. Das Geräusch reduzieren, sogar Gegenmaßnahmen in der Konstruktion hinzufügen, Gesamtdesignarbeiter erhöhen. Die emarmourtm-Serie verfügt über eine starke Anti-Rauschkapazität, die die Entwurfsbelastung der Geräuschreduzierung effektiv verringern kann, den Kunden dabei helfen, Systemdesign-Arbeiter und -kosten zu reduzieren, und reagieren schnell in kürzeren Lieferzyklen schnell.

Drittens, als Maßnahme zur Verringerung der externen Geräuschstörungen, der ordentlichen Meinung selbsteingang, wird der Ausgang hinzugefügt, um Filtervorrichtung hinzuzufügen, der einfachste ist RC-Filter, dh jeder Port PlusWiderstandmitKapazität. Ausgezeichnete Geräuschreduktionsstufen können ohne Filtermaßnahmen mit der EMAmMourtm-Serie erreicht werden. Einfach ausgedrückt, die Verwendung von Vierkanalprodukten kann bis zu 18 periphere Komponenten reduzieren, was die Kosten und Pakete effektiv sparen.

Die neue Produktserie erfüllt den Standard-AEC-Q100, einschließlich: EV / HEV-AutoWandlerMotorsteuereinheit, ECALL (Fahrzeugnachrufsystem), Auto-Navigationssystem, Kfz-Klimaanlage usw.; Industrieanlagen (FA-Ausrüstung), Dosierinstrumente,MessungAusrüstung, Servosystem, verschiedene Sensorsysteme usw., verschiedene Arten von Auto- und Industrieanlagen mit hoher Geräuschreduzierungsanforderungen.

6, OP-Verstärker und Komparator Verbesserter Smart Auto-Mehrwert

Halbleiter (ST) Der Betriebsverstärker und der Komparator-Lineup zielen darauf ab, den Mehrwert von intelligenten Fahren mit verschiedenen Fahrzeuggeräten zu verbessern. Die Produkte der Automotive-Ebene erfüllen die Anforderungen an super hohe Zuverlässigkeit und Qualität, einschließlich: AEC-Q100 und Q101, TS-16949, PPAP (Produktgenehmigungsverfahren) Verfügbarkeit, Q002 EWS Statistics Analysis Guide (SYA) und Gerätedurchschnittstest (Pat) Führer usw. Der 100% ige Wärmeetest am hinteren Ende (Paket und Test) übertrifft eine spezifische Screening- und Testmethode des AEC-Q100-Standards.

Verbessern Sie den OP-Verstärker und den Komparator des intelligenten Fahrwerts

Diese Produkte können für einen sicheren Betrieb bei extremen Temperaturen von -40 bis 150 ° C sicher betrieben werden.MotorSteuerung,GetriebeModule und Sicherheitsschlüsselsysteme; und können integriert und einfach in die Signaleinstellung integriert werden,MonitorUnd Steuerungslösungen. Als perfekter Stützchip des Mikrocontrollers und des analogen Sensors hilft der Betriebsverstärker, die Energiekette Energie zu verbessern. Lösungen wie Micro DFN, QFN, SC-70 und 6-Bump-CSPs, sparen Platz für eine begrenzte Raumoptimierung des Fahrzeugs.

Diese Produkte verfügen über ein breites Spektrum an Anwendungen, einschließlichAudioPuffer, Temperaturmessung, Scheinwerfer, Regenwasser- und Lichtsensor, elektrische Sitzstromsteuerung, SchrittTellerGrad-Messung, Adas usw.

Nehmen Sie die Top 36V TSB572, um die Funktion dieses Betriebsverstärkers zu sehen. Fahrzeugreifen Druck, Ladequalität oder Straßenbedingungen verursachen, dass der Fahrzeugwinkel des Fahrzeugs ändert, direkt den Beleuchtungswinkel des Scheinwerfers beeinflussen. Das Nivellieren wird immer wichtiger, da die Scheinwerferleistung zunimmt, um andere Fahrerzwecke zu verhindern.

TSB 572 kann den dynamischen Neigungswinkel anpassen und kompensieren, wobei das PWM-Signal proportional zum gewünschten Scheinwerferwinkel verwendet wird, und der erste OP-AMP wird als Tiefpassfilter verwendet. Um den Aktuator mit dem Speicher bereitzustellenBatterieSpannungsanweisungs-Steuerspannungssignal. Es ist dadurch gekennzeichnet, dass es nicht erforderlich ist, eine Lastkippelklemme zu verwenden, und die Rail-to-Rail-Eingabe- / Ausgangsstufe (der Eingangs- und Ausgangsspannungsschaukel ist sehr nahe), und der Ladungspumpenkreis ist nicht erforderlich. Die Ladungspumpe hat seine eigenen Mängel, die Schaltungsstruktur ist unterschiedlich, und es gibt folgende Fälle: Zunächst ist die Batterie niedrig, der Nachteil ist, dass das Wellnrauschen groß ist; Wenn Sie das Rippengeräusch reduzieren möchten, sollten Sie Verwenden Sie einen Hochspannungskondensator. KapazitätsspannungStressEs wird zunehmen; Der dritte ist eins und der zweite, der Nachteil ist, dass die Schaltung kompliziert ist. Die Kosten der letzteren beiden Programme werden ebenfalls entsprechend ansteigen.

Vor der Geräuschverarbeitung vereinfacht

Darüber hinaus ist TSB 572 ein Betriebsverstärker eines 40V-Bicmos-Herstellungsverfahrens mit einem DFN8-Paket. CMOS.TransistorDer Strom wird nur beim Umschalten des Status konsumiert, sodass er zu einem niedrigen Leistungsgerät gehört. BICMOS ist ein Bipolar- und CMOS-Prozess gleichzeitig in demselben Gerät. Der auf dieser Technologie basierende Betriebsverstärker verfügt über eine hervorragende Energieeffizienz von GBW / ICC, und das Leistungsstrom-Leistungs-Leistungsverhältnis ist ein Fünftel des Standard-OP-AMP auf dem Markt. Darüber hinaus ermöglichen eine niedrige Eingangsversatzspannung und -temperatur unter 6 μV / ° C, das Systemdesign ohne Feinabstimmung oder Kalibrierung vereinfachen, was eine stabile Leistung innerhalb des Nenntemperaturbereichs gewährleistet.

Normalerweise ist die breitere Bandbreite breit und desto stärker das Geräusch. Wenn das System das Rauschsignal empfängt, kann die Geräuschenergie durch die erweiterte Bandbreite auf die gesamte Bandbreite reduziert werden, wodurch die Rauschergie an der Einheitbandbreite reduziert wird. TSB572 ist mit Rail-to-Rail-Ein- und -ausgang ausgestattet, die Bandbreitenvolume (GBW, Index der Auswertungsverstärkerleistung) beträgt, 2,5 MHz und die maximale Eingangsversatzspannung beträgt 1,5 MV. Das Gerät ist während der kapazitiven Last stabil, und der Phasenumkehrschutz ist ausgezeichnet. Breite Stromversorgungsspannung von 4,0 V bis 36V kann eine Vielzahl von Netzteilen verwenden, um Nennparameter zu erhalten.

Der ST-Komparator wird übrigens gesagt. Der Rail-to-Rail-Eingang 1.8V-Hochgeschwindigkeitskomparator TS3021H ist auch -40 bis 150 ° C Weittemperaturbereich, Ausbreitungsverzögerung 38Ns, hat eine hohe Geschwindigkeitsantwortzeit. Wenn die Stromversorgungsspannung 2V bis 5V beträgt, kann der Komparator in einem weiten Temperaturbereich arbeiten. TS3021H ist weniger als 73 μA, wodurch ein hervorragender Stromverbrauch und der Antwortzeit mit den Anwendungsanforderungen der Automobilanwendungen erforderlich ist.