Como atingir o desenho de redução de ruído do sensor no desenvolvimento de carros inteligentes
Nos últimos anos, com a propagação de veículos elétricos, a popularidade do ADAs (Senior Driver Assist System),sensorO aplicativo está ficando mais amplo e mais amplo, e o ambiente de ruído tornou-se cada vez mais severo. O sinal micro ambiental do sensor precisa passar a operaçãoAmplificadorcomComparadoresConverter para um sinal elétrico a ser enviado para o microcontrolador (Mcu.) Calcular, entãoAmplificador operacionalE o papel do comparador é cada vez mais importante.
O problema é, geralmente no desenvolvimento automotivo, é difícil fazer avaliação de ruído na placa de circuito e monómeros do sistema. Geralmente, é necessário avaliar após o sistema ser montado. Uma vez que o resultado de avaliação ng (não passe), é Necessário para fazer modificações em larga escala, então o projeto de redução de ruído sempre foi um tópico complicado.
1. Amplificador operacional e comparador e sensor
O amplificador operacional é referido como "AMP OP" é altamente ampliado.O circuitounidade. No circuito real, um módulo funcional geralmente é formado em conjunto com a rede de feedback. É um especialacoplamentoCircuitos e amplificadores de feedback. Seu sinal de saída pode ser um resultado de operação matemática, como sinal de entrada, mais, menos ou diferenciais, integralmente.
O comparador é um circuito que compara um sinal de tensão analógica com uma tensão de referência, e o sinal de saída do sensor pode determinar o sinal ou o semelhante, saída um sinal digital (alto / baixo).
O sinal do sensor deve ser operado por amplificadores e comparadores operacionais
O sinal recebido pelo sensor deve ser transmitido para o controle de implementação da MCU através de duas maneiras. A primeira é ampliar o pequeno sinal do sensor para ampliar o pequeno sinal do sensor, torna-se o nível de tensão identificado do MCU e transmitir ao MCU; o segundo é o limite definido pelo comparador para determinar o alto e baixo o sinal do sensor e, em seguida, transmiti-lo para a MCU.
Exemplo de aplicação do amplificador operacional do veículo
Pode-se ver que os diferentes sensores precisam ser processamento de sinal com o amplificador operacional e o comparador, e finalmente transmitir à unidade de controle e, em seguida, controlar os vários módulos do veículo pela unidade de controle. Quantos sensores precisam ter muitos amplificadores e comparadores operacionais, portanto, a quantidade está aumentando.
No caso de inscrição no veículo, diferentes módulos usam diferentes amps ou comparadores op. Com o desenvolvimento de ADAS e dirigir inteligente, mais e mais ocasiões em veículos usarão amplificador operacional ou comparador.
2, alta precisão, erro baixo é fácil
Como o sensor é convertido em um sinal elétrico, é finalmente feito pelo Sinal de Julgamento da MCU, exigindo amplificadores operacionais e comparadores garantirem erros de alta precisão e baixos para garantir que os sinais de amplificação ou comparação sejam confiáveis e possam ser utilizados. De.
Amplificador operacional é a chave para melhorar a precisão de detecção
3, o ruído também afeta a precisão de detecção
Outro fator que afeta a precisão do sistema do sensor é ruído. Principalmente vem de dois aspectos. O primeiro é EMI (interferência eletromagnética), isto é, o ruído gerado pelo próprio IC pode interferir com outros dispositivos eletrônicos, trazendo erros para todo o precisão do sistema. Se o desempenho de IC ou sistema anti-EMI for ruim, quando a interferência de ruído é gerada por aí,ComponenteOu o sistema pode causar mau funcionamento, então você precisa usarfiltro(Capacitor,Resistor.Espere) e escudo (placa de metal) para reduzir o ruído. O segundo é a característica do EMS (tolerância eletromagnética), isto é, o próprio chip pode suportar a interferência de ruído do lado de fora. Portanto, o amplificador operacional para aplicativos do sensor deve ter baixo desempenho e desempenho anti-interferência.
Definição relacionada ao ruído
EMC.(Compatibilidade eletromagnética) significa que o dispositivo ou sistema eletrônico tem a capacidade de resistir à interferência eletromagnética e não produz radiação eletromagnética excessiva.
Conotação da compatibilidade eletromagnética
4. Como posso alcançar o desempenho de baixo nível de ruído?
Primeiro, o ruído interno do amplificador operacional pode ser dividido aproximadamente em ruído flash causado pela estrutura do processo e ruído térmico gerado pelo desenho do circuito. Para reduzir o ruído geral, melhorando o projeto de processo e circuito, os ingredientes de ruído dos dois aspectos podem ser reduzidos para alcançar o ruído ultra-baixo geral.
O desempenho anti-EMI pode ser significativamente melhorado por circuitos de otimização abrangentes, layout e tamanho do componente, etc. Existem três maneiras: primeiro, o desempenho anti-interferência é melhorado pela incorporação de circuitos de controle de ruído na posição desejada; segundo, defina uma estrutura de escudo em torno do ruído, melhorefiaçãoInterferência e ajustar o kernel de simulação internaimpedânciaEm terceiro lugar, concentrando-se no fato de que o desempenho anti-ruído da capacitância parasita é forte, e selecionar capacitores parasitas mais adequados. Esses três pontos são feitos, e a capacidade anti-ruído de todo o chip é muito forte.
Otimização abrangente do ruído geral
5, eliminar o ruído de resolver a radiação eletromagnética
Parâmetros que afetam a precisão do amplificador operacional incluem o deslocamento de entradaAtual, Entrada de tensão de compensação de entrada e tensão equivalente de ruído de entrada. Ao otimizar esses parâmetros, a precisão do sistema do sensor pode ser melhorada.
Para os desafios acima,RomaDesenvolvido do desempenho EMI de 2017 excelente emBRAÇONosso (em - radiação eletromagnética, armadura - armadura) série amplificador operacional produtos. Seu desenvolvimento é impedir que os produtos de mau funcionamento devido à interferência de ruído sem tomar medidas especiais. Em 2018, a série de produtos bipolares, um total de quatro, que ajudam a reduzir o ônus do projeto de redução de ruído do cliente e ganharam um grande elogio no mercado de carros.
Por causa de "Armadura", 2020, as remessas de produtos AMP e comparador do OP da Roma ultrapassaram 500 milhões, dos quais a parte da indústria representaram 12%, e as partes do carro foram tão altas quanto 25%.
Products da marca EMARMOUR Integrar tecnologia de design de circuito, tecnologia de layout, vantagens de tecnologia de processo, para teste de avaliação de imunidade internacional ISO 11452-2, percebe o excelente desempenho anti-interferência da flutuação de tensão de saída de toda a banda de freqüência de ruído, que ajuda a resolver o desenvolvimento do sistema O problema de interferência de ruído durante o processo reduz os trabalhadores de design e melhora a confiabilidade do sistema.
Melhorar a confiabilidade do sistema
A Roma lançou quatro amplificadores operacionais do CMOS de desempenho anti-interferência (semicondutor de óxido metálico complementar) BD87581YG-C (canal único) e BD87582YFVM-C (canal duplo), sua corrente de viés, a taxa de conversão é maior que o produto bipolar de geração anterior.
Por exemplo, a implementação de imunidade de radiação eletrônica na planta principaltesteNa ISO 11452-2, em toda a banda de ruído, a flutuação de tensão de saída de produtos comuns é de ± 300mV, e o novo produto é apenas dentro de ± 10mv (1/30 dos produtos comuns). Portanto, quando o novo produto é configurado na extremidade traseira do sensor e outros componentes, o uso da estrutura do elemento CMOS pode obter um alargamento de sinal rápido e preciso, que não é afetado pelo ruído externo, o que ajuda a simplificar o desenho de vários sistemas de detecção anormais e melhorar sua confiabilidade. Sexo.
Novos produtos resolvem os problemas que enfrentam produtos ordinários nos três aspectos seguintes:
Primeiro, a tensão de entrada no aplicativo do sensor é muito fraca. Devido ao baixo desempenho anti-interferência, o produto AMP normal será inferido por ruído externo, para que o MCU receba o sinal de erro para causar uma exceção. Os produtos da série Emarmourt usando o desempenho anti-EMI não são facilmente interferidos com ruído externo.
Evite interferência externa de ruído
Em segundo lugar, do processo geral de projeto da eletrônica automotiva, o ruído geral do sistema é usado para usar o OP ordinário. Para reduzir o ruído, mesmo adicionar contramedidas no design, aumentar os trabalhadores gerais de design. A série Emarmourtm tem forte capacidade anti-ruído, que pode efetivamente reduzir a carga de projeto de redução de ruído, ajudar os clientes a reduzir os trabalhadores e custos de design do sistema e responder rapidamente rapidamente em ciclos de entrega mais curtos.
Em terceiro lugar, como uma medida para reduzir a interferência externa de ruído, a opinião comum em si, a saída é adicionada para adicionar dispositivo de filtragem, o mais simples é o filtro RC, ou seja, cada porta maisresistênciacomcapacitância.. Excelentes níveis de redução de ruído podem ser alcançados sem quaisquer medidas de filtragem usando a série EMARMARTM. Simplificando, usando produtos de quatro canais pode reduzir até 18 componentes periféricos, economizando efetivamente os custos e pacotes do componente do cliente.
A nova série de produtos atende ao padrão AEC-Q100, incluindo: EV / Hev CarInversor, Unidade de controle do motor, ecall (sistema de chamadas de emergência de veículos), sistema de navegação de carro, ar condicionado automotivo, etc. Equipamento industrial (equipamento FA), instrumentos de medição,medindoEquipamento, Sistema Servo, vários sistemas de sensores, etc., vários tipos de equipamento de carro e industrial com requisitos de alta redução de ruído.
6, amplificador operacional e comparação aprimorada de condução inteligente
Semicondutor (ST) O amplificador operacional e a linha de comparação é destinado a aumentar o valor agregado da condução inteligente usando vários dispositivos de veículos. Seus produtos de nível automotivo atendem aos requisitos de super alta confiabilidade e qualidade, incluindo: AEC-Q100 e Q101, TS-16949, PPAP (Procedimento de Aprovação do Produto), Q002 EWS Statistics Analysis Guide (Sya) e teste médio de dispositivo (Pat) Guia, etc. O teste de calor 100% na extremidade traseira (pacote e teste) excede um método específico de triagem e teste do padrão AEC-Q100.
Melhore o AMP OP e o Comparador do Valor Agregado de Condução Inteligente
Estes produtos podem ser operados com segurança em temperaturas extremas de -40 a 150 ° C para operação segura.motorao controle,Caixa de velocidadeMódulos e sistemas de chave de segurança; e pode ser integrado e facilmente integrado ao ajuste do sinal,monitorE soluções de controle. Como o chip de suporte perfeito do microcontrolador e sensor analógico, seu amplificador operacional ajuda a melhorar a energia da cadeia de sinal. Soluções como Micro DFN, QFN, SC-70 e 6-Bump CSPs, economizando espaço para uma otimização de espaço limitado do veículo.
Estes produtos têm uma ampla gama de aplicações, incluindoÁudio.Tampão, medição de temperatura, faróis, água da chuva e sensor de luz, controle de corrente de motor elétrico, passoPlacaMedição de grau, ADAS, etc.
Tome o Top 36V TSB572 para ver a função deste amplificador operacional. A pressão do pneu de veículos, a qualidade de carga ou as condições da estrada fará com que o ângulo de inclinação do veículo afeta diretamente o ângulo de iluminação do farol; o nivelamento está se tornando cada vez mais importante à medida que a energia dos faróis aumenta, para evitar outros propósitos de motoristas.
O TSB 572 pode ajustar e compensar o ângulo de passo dinâmico, usando o sinal PWM proporcional ao ângulo de farol desejado, e o primeiro AMP OP é usado como um filtro de baixa passagem. Para fornecer ao atuador pelo armazenamentobateriaSinal de tensão de controle proporcional de tensão. Ele é caracterizado por não necessidade de usar um grampo de despejo de carga e o estágio de entrada / saída ferroviária para trilho (o balanço de entrada e tensão de saída é muito próximo), e o circuito da bomba de carga não é necessário. A bomba de carga tem suas próprias deficiências, a estrutura do circuito é diferente, e haverá os seguintes casos: primeiro, a bateria é baixa, a desvantagem é que o ruído ondulado é grande; se você quiser reduzir o ruído ondulado, você deve Use um capacitor de alta tensão. Tensão de capacidadeestresseIsso aumentará; o terceiro é equilibrado um e segundo, a desvantagem é que o circuito é complicado. O custo dos dois últimos programas também aumentará em conformidade.
Simplificado à frente do processamento de ruído
Além disso, o TSB 572 é um amplificador operacional de um processo de fabricação de 40V BICMOS com um pacote DFN8. CMOS.TransistorA corrente só é consumida ao alternar o status, portanto, ele pertence a um dispositivo de baixa potência. BICMOS é um processo bipolar e CMOS simultaneamente no mesmo dispositivo. O amplificador operacional com base nesta tecnologia tem excelente eficiência energética GBW / ICC, e a relação de desempenho de energia de energia é um quinto da amplificadora padrão no mercado. Além disso, a tensão de baixa entrada de entrada e a desvio de temperatura abaixo de 6 μV / ° C ajudam a simplificar o desenho do sistema sem ajuste fino ou calibrando, garantindo desempenho estável dentro da faixa de temperatura nominal.
Normalmente, a largura de banda mais ampla é larga e mais forte o ruído. Quando o sistema recebe o sinal de ruído, a energia do ruído pode ser reduzida pela largura de banda estendida para toda a largura de banda, reduzindo assim a energia de ruído na largura de banda da unidade. O TSB572 é equipado com entrada e saída ferroviária e saída, o volume de largura de banda de ganho (GBW, o desempenho do amplificador de avaliação) é de 2.5MHz, e a tensão máxima de deslocamento de entrada é de 1,5 mV. O dispositivo é estável durante a carga capacitiva, e a proteção de reversão de fase é excelente. A tensão de alimentação ampla de 4.0V a 36V pode usar uma variedade de fontes de alimentação para obter parâmetros nominal.
A propósito, o comparador ST é dito. O comparador TS30211H de alta velocidade de 1,8V é também -40 a 150 ° C ampla faixa de temperatura, o atraso de propagação 38NS, tem um tempo de resposta de alta velocidade. Quando a tensão da fonte de alimentação é 2V a 5V, o comparador pode funcionar em uma ampla faixa de temperatura. O TS3021H é inferior a 73μA, com excelente consumo de energia e tempo de resposta, atendendo aos requisitos do aplicativo automotivo.
