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Comment atteindre la conception de réduction du bruit du capteur dans le développement de voitures i

  • Auteur:Mendy
  • Relâchez le:2021-07-02

Ces dernières années, avec la propagation des véhicules électriques, la popularité des ADAS (système d'assistance au conducteur principal),capteurL'application devient plus large et plus large, et l'environnement de bruit est devenu de plus en plus sévère. Le signal micro-environnement du capteur doit réussir l'opérationAmplificateuravecComparaisonConvertir en un signal électrique à envoyer au microcontrôleur (MCU) Calculer, doncAmplificateur opérationnelEt le rôle du comparateur est de plus en plus important.

Le problème est généralement dans le développement automobile, il est difficile de faire une évaluation du bruit sur la carte de circuit imprimé et les monomères de système. En règle générale, il est nécessaire d'évaluer après l'assemblage du système. Une fois le résultat de l'évaluation NG (pas passer), il est nécessaire nécessaire pour faire des modifications à grande échelle, une conception de réduction du bruit a toujours été un sujet délicat.

1. Amplificateur opérationnel et comparateur et capteur

L'amplificateur opérationnel est appelé «OP Amp» est très agrandi.Circuitunité. Dans le circuit réel, un module fonctionnel est généralement formé conjointement avec le réseau de rétroaction. C'est une spécialecouplageCircuits et amplificateurs de retour d'information. Son signal de sortie peut être un résultat opérationnel mathématique tel que le signal d'entrée plus, moins ou la différence, intégrale.

Le comparateur est un circuit qui compare un signal de tension analogique avec une tension de référence et le signal de sortie du capteur peut déterminer le signal ou similaire, émettre un signal numérique (haut / bas).

Le signal de capteur doit être utilisé par des amplificateurs et des comparateurs opérationnels

Le signal reçu par le capteur doit être transmis au contrôle de la mise en œuvre MCU à deux manières. Le premier consiste à agrandir le petit signal du capteur pour agrandir le petit signal du capteur, devient le niveau de tension identifié du MCU et transmet au MCU; la seconde est le seuil défini par le comparateur pour déterminer le haut et le faible le signal du capteur, puis le transmet ensuite à MCU.

Exemple d'application d'amplificateur opérationnel de véhicule

On peut voir que les différents capteurs doivent être un traitement du signal avec l'amplificateur opérationnel et le comparateur, puis transmettre à l'unité de commande, puis contrôler les différents modules du véhicule par l'unité de commande. Combien de capteurs doivent avoir de nombreux amplificateurs et comparateurs opérationnels, de sorte que la quantité augmente.

Dans le cas d'application dans le véhicule, différents modules utilisent différents amplificateurs OP ou comparateurs. Avec le développement d'adas et de conduite intelligente, de plus en plus d'occasions dans des véhicules utiliseront des amples OP ou un comparateur.

2, haute précision, mauvaise erreur est facile

Étant donné que le capteur est converti en un signal électrique, il est finalement fait par le signal de jugement MCU, nécessitant des amplificateurs opérationnels et des comparateurs afin d'assurer une précision élevée et des erreurs basses afin de garantir une amplification ou des signaux de comparaison sont fiables et peuvent être utilisées. De.

L'amplificateur opérationnel est la clé pour améliorer la précision de la détection

3, le bruit affecte également la précision de détection

Un autre facteur affectant la précision du système de capteur est le bruit. Il provient principalement de deux aspects. Le premier est EMI (interférences électromagnétiques), c'est-à-dire que le bruit généré par l'IC lui-même peut interférer avec d'autres appareils électroniques, apportant des erreurs à l'ensemble précision du système. Si la performance IC ou SYSTEM Anti-EMI est faible, lorsque les interférences de bruit sont générées,ComposantOu le système peut causer un dysfonctionnement, vous devez donc utiliserfiltre(Condensateur,RésistanceAttendez) et bouclier (plaque métallique) pour réduire le bruit. La seconde est la caractéristique EMS (tolérance électromagnétique), c'est-à-dire que la puce elle-même peut résister aux interférences de bruit de l'extérieur. Par conséquent, l'amplificateur opérationnel pour les applications de capteur doit avoir une performance faible bruit et anti-interférence.

Définition du bruit

EMC(Compatibilité électromagnétique) signifie que le dispositif électronique ou le système a la capacité de résister aux interférences électromagnétiques et ne produit pas de rayonnement électromagnétique excessif.

Connotation de la compatibilité électromagnétique

4. Comment puis-je obtenir des performances de bruit faible?

Premièrement, le bruit interne de l'amplificateur opérationnel peut être approximativement divisé en bruit de flash causé par la structure de processus et le bruit thermique généré par la conception du circuit. Afin de réduire le bruit global, en améliorant le processus et la conception de circuits, les ingrédients de bruit des deux aspects peuvent être réduits pour atteindre un bruit global ultra-bas.

Les performances anti-EMI peuvent être considérablement améliorées par des circuits d'optimisation complètes, une disposition et une taille de composant, etc. Il y a trois manières: premièrement, les performances anti-interférences sont améliorées en incorporant les circuits de commande de bruit dans la position souhaitée; seconde, définissez une structure de bouclier autour du bruit, améliorezcâblageInterférence et ajustez le noyau de simulation interneimpédanceTroisièmement, se concentrant sur le fait que les performances anti-bruit de la capacité parasitaire sont fortes et sélectionnent des condensateurs parasitaires plus appropriés. Ces trois points sont effectués et la capacité anti-bruit de l'ensemble de la puce est très forte.

Optimisation complète du bruit global

5, éliminez le bruit de la résolution de rayonnement électromagnétique

Les paramètres affectant la précision de l'amplificateur opérationnel comprennent le décalage d'entréeActuel, Tension de décalage d'entrée et tension d'entrée équivalente. En optimisant ces paramètres, la précision du système de capteur peut être améliorée.

Pour les défis ci-dessus,RomaDéveloppé à partir de Performance EMI à partir de 2017 excellent EMBRASNos produits d'amplificateur d'amplificateur opérationnel de l'armure - armure électromagnétique). Son développement est d'empêcher les produits de dysfonctionnement due à des interférences de bruit sans prendre des mesures spéciales. En 2018, la série de produits bipolaires, au total quatre, qui aident à réduire le fardeau de la conception de la réduction du bruit des clients et ont acquis une éloge intensif sur le marché des voitures.

En raison de "armure", 2020, les envois de produits de l'AMP et comparateur de Roma ont dépassé 500 millions, dont la partie de l'industrie représentait 12% et les pièces de l'automobile étaient aussi élevées que 25%.

Les produits de la marque Emarmour intégrent la technologie de conception de circuits, la technologie de mise en page, les avantages technologiques de processus, pour l'essai d'évaluation de l'immunité ISO 11452-2, réalisez l'excellente performance anti-interférence de la fluctuation de la tension de sortie de la bande de fréquences de bruit entière, ce qui contribue à résoudre le développement du système. Le problème des interférences de bruit pendant le processus réduit les travailleurs de la conception et améliore la fiabilité du système.

Améliorer la fiabilité du système

Roma a lancé quatre CMOS de performances anti-interférences (semi-conducteur en oxyde métallique complémentaire) Amplificateur de fonctionnement BD87581YG-C (canal unique) et BD87582YFVM-C (double canal), son courant de polarisation, le taux de conversion est supérieur au produit bipolaire de la génération précédente.

Par exemple, la mise en œuvre de l'immunité de rayonnement électronique dans la centrale principaletestDans l'ISO 11452-2, dans l'ensemble de la bande de bruit, la fluctuation de la tension de sortie des produits ordinaires est de ± 300 mV, et le nouveau produit n'est que de ± 10 mV (1/30 de produits ordinaires). Par conséquent, lorsque le nouveau produit est configuré à l'extrémité arrière du capteur et d'autres composants, l'utilisation de la structure de l'élément CMOS peut atteindre un élargissement de signal rapide et précis, qui n'est pas affecté par le bruit externe, ce qui contribue à simplifier la conception de diverses Systèmes de détection anormaux et améliorer leur fiabilité. Sexe.

Les nouveaux produits résolvent les problèmes auxquels sont confrontés des produits ordinaires dans les trois aspects suivants:

Premièrement, la tension d'entrée de l'application du capteur est très faible. En raison des mauvaises performances anti-interférences, le produit AMP OP normal sera déduit par un bruit externe, de sorte que le MCU reçoit le signal d'erreur pour provoquer une exception. Les produits de la série EMARMOURTM utilisant des performances anti-EMI ne sont pas facilement interfensionnés avec un bruit externe.

Éviter les interférences de bruit externes

Deuxièmement, du processus de conception global de l'électronique automobile, le bruit général du système est utilisé pour utiliser un op ordinaire. Pour réduire le bruit, même ajouter des contre-mesures dans la conception, augmenter les travailleurs de conception globaux. La série EMARMOURTM a une forte capacité anti-bruit, qui peut réduire efficacement le fardeau de la conception de la réduction du bruit, aider les clients à réduire les travailleurs et les coûts de conception du système et de réagir rapidement rapidement dans des cycles de livraison plus courts.

Troisièmement, comme mesure pour réduire les interférences de bruit externes, l'opinion ordinaire elle-même entrée, la sortie est ajoutée au dispositif de filtrage, le filtre RC le plus simple est le filtre RC, c'est-à-dire que chaque port plusla résistanceaveccapacitance. D'excellents niveaux de réduction du bruit peuvent être obtenus sans mesures de filtrage à l'aide de la série EMARMOURTM. Mettez simplement, en utilisant des produits à quatre canaux peut réduire de 18 composants périphériques, économisant efficacement les coûts et les packages de composants clients.

La nouvelle série de produits répond à la norme AEC-Q100, notamment: voiture EV / HevOnduleur, Unité de commande de moteur, ECALL (système d'appel d'urgence du véhicule), système de navigation automobile, climatisation automobile, etc.; équipement industriel (équipement de la Loi), instruments de dosage,mesureÉquipement, système de servo, divers systèmes de capteurs, etc., différents types d'équipements de voiture et industriels à forte réduction de bruit.

6, amplificateur OP et comparateur améliorant la valeur ajoutée intelligente

Semi-conducteur (ST) L'amplificateur opérationnel et la gamme de comparateurs visent à améliorer la valeur ajoutée de la conduite intelligente à l'aide de divers appareils de véhicule. Ses produits de niveau automobile répondent aux exigences de la haute fiabilité et de la qualité, notamment: AEC-Q100 et Q101, TS-16949, PPAP (Procédure d'approbation du produit) Disponibilité, Guide de l'analyse de statistiques EWS (Sya) Q002 et Test moyen de l'appareil (PAT) Guide, etc. Le test de chaleur 100% dans l'extrémité arrière (emballage et test) dépasse une méthode de dépistage et de test spécifique de la norme AEC-Q100.

Améliorez l'ampli et le comparateur de la valeur ajoutée intelligente de la conduite

Ces produits peuvent être actionnés en toute sécurité à des températures extrêmes de -40 à 150 ° C pour une utilisation en toute sécurité.moteurcontrôler,Boîte de vitessesModules et systèmes de clé de sécurité; et peuvent être intégrés et facilement intégrés dans le réglage du signal,surveillerEt des solutions de contrôle. En tant que puce de support parfaite du microcontrôleur et du capteur analogique, son amplificateur opérationnel contribue à améliorer l'énergie de la chaîne de signal. Des solutions telles que Micro DFN, QFN, SC-70 et CSPS 6-Bump, Saving Space pour une optimisation de l'espace limitée du véhicule.

Ces produits ont une large gamme d'applications, notammentl'audioTampon, mesure de la température, phare, capteur de pluie et capteur de lumière, contrôle du courant de sécurité électrique, étapePlaqueMesure de diplôme, Adas, etc.

Prenez le top 36V TSB572 pour voir la fonction de cet amplificateur opérationnel. La pression des pneus de véhicule, la qualité de la charge ou les conditions routières entraîneront une modification de l'angle de la hauteur du véhicule, affectez directement l'angle d'éclairage du phare; le nivellement est de plus en plus important que la puissance du phare augmente, afin d'éviter que les autres conducteurs.

TSB 572 peut ajuster et compenser l'angle de pas dynamique, à l'aide du signal PWM proportionnel à l'angle de phare souhaité, et le premier ampli OP est utilisé comme filtre passe-bas bas. Afin de fournir l'actionneur avec le stockagela batterieSignal de tension de commande proportionnelle de tension. Il est caractérisé par ne pas nécessiter d'utiliser une pince à décharger de la charge et l'étape d'entrée / sortie de rail à rail (la balançoire de tension d'entrée et de sortie est très proche) et le circuit de pompe de charge n'est pas requis. La pompe de charge a ses propres lacunes, la structure de circuit est différente et il y aura les cas suivants: premièrement, la batterie est faible, l'inconvénient est que le bruit d'ondulation est grand; si vous voulez réduire le bruit d'ondulation, vous devriez Utilisez un condensateur haute tension. Tension de capacitéstressCela augmentera; le troisième est équilibré une et deuxièmement, l'inconvénient est que le circuit est compliqué. Le coût des deux derniers programmes augmentera également en conséquence.

Simplifié avant le traitement du bruit

De plus, TSB 572 est un amplificateur opérationnel d'un processus de fabrication de 40 V Bicmos avec un emballage DFN8. CmosTransistorLe courant n'est consommé que lors de la commutation de l'état, il appartient donc à un dispositif à faible puissance. Bicmos est un processus bipolaire et cmos simultanément dans le même dispositif. L'amplificateur opérationnel basé sur cette technologie a une excellente efficacité énergétique GBW / ICC et le ratio de performance en courant continu est un cinquième de l'AMP Standard OP sur le marché. De plus, une faible tension de décalage d'entrée et une dérive de température en dessous de 6 μV / ° C aident à simplifier la conception du système sans réglage ou étalonnage de manière claire, garantissant des performances stables dans la plage de température nominale.

Normalement, la largeur de bande plus large est large et le bruit plus fort. Lorsque le système reçoit le signal de bruit, l'énergie de bruit peut être réduite par la largeur de bande étendue à toute la largeur de bande, réduisant ainsi l'énergie de bruit sur la largeur de bande de l'unité. TSB572 est équipé d'une entrée et d'une sortie de rail à rail, le volume de bande passante de gain (GBW, l'index de performances de l'amplificateur d'évaluation) est de 2,5 MHz et la tension de décalage d'entrée maximale est de 1,5 mv. L'appareil est stable pendant la charge capacitive et la protection contre l'inversion de phase est excellente. Une vaste tension d'alimentation de 4,0 V à 36V peut utiliser une variété d'alimentations pour obtenir des paramètres nominaux.

Au fait, le comparateur ST est dit. Le comparateur à grande vitesse d'ent