Analog Design Journal

Cómo lograr un control preciso de pulsos láser de nanosegundos para sistemas lidar y ToF

Leaphar Castro, personal técnico del grupo miembro, y Anant Sinha, ingeniero de aplicaciones de amplificadores de alta velocidad

En los robots autónomos y la automatización industrial, los errores de detección de fracciones de segundo podrían significar la pérdida de obstáculos, fallos en las inspecciones y la seguridad comprometida. El tiempo de ascenso y caída, el retardo de propagación y la estabilidad pulso a pulso crean errores de tiempo que se combinan a través de miles de pulsos por segundo. En este artículo, se describen pasos prácticos de diseño, como el ajuste de la corriente de salida, el tamaño de la tensión de polarización y la optimización de la red de amortiguación para suprimir la oscilación parásita. Los resultados de laboratorio confirman los tiempos de ascenso y caída <1 ns, la variación de retardo de propagación <50 ps y la variación de amplitud de pulso a pulso de <2 %, lo que permite una resolución espacial milimétrica en condiciones del mundo real.

Cómo los módulos de polarización aislada integrados mejoran la densidad de potencia y la fiabilidad

Mark Allen Esquillo, gerente de marketing, y Carter Pollan, ingeniero de aplicaciones de alta tensión

Diseñar electrónica de potencia para vehículos eléctricos, centros de datos y sistemas de energías renovables significa reducir el rendimiento en factores de forma, donde el espacio del tablero, el espacio libre térmico y el ruido eléctrico dejan poco margen de error. Los convertidores de retorno discretos obligan a los ingenieros a equilibrar simultáneamente el tamaño del transformador, el filtrado de interferencia electromagnética (EMI) y la gestión térmica, lo que amplía los plazos de desarrollo y consume un área valiosa del tablero. La tecnología IsoShield™ aborda estas compensaciones con la integración del transformador, la conmutación de transistores de efecto de campo (FET) y la barrera de aislamiento en un único encapsulado compacto: reduce el área de la solución hasta un 70 %, mejora la disipación térmica hasta un 30 % y reduce el par mecánico inducido por vibraciones a >90 %, al tiempo que cumple con los requisitos de la norma CISPR 25 Clase 5 con un filtrado externo mínimo.

Aprovechamiento de un potencial de red 5G a través de mMIMO y tecnología de formación de haces precisa

Bhavesh Rathod, ingeniero de aplicaciones de infraestructura inalámbrica

Extraer el rendimiento multigigabit y la latencia de menos de un milisegundo de una densa matriz de antenas mMIMO 5G plantea un desafío fundamental a los ingenieros. Lograr ese rendimiento requiere que cada ruta de transmisión y recepción mantenga relaciones de fase deterministas a lo largo de cada ciclo de encendido, reinicialización de enlaces y evento de inicio, e incluso pequeños errores se acumulan rápidamente en docenas de antenas, lo que corrompe los vectores de precodificación, degrada la precisión del haz y socava el rendimiento general de la red. Tres enfoques prácticos de sincronización (modo sysref de disparo único, bloqueo de sysref basado en GPIO y selección de frecuencia NCO) abordan estas compensaciones, con secuenciación detallada de hardware para lograr una formación de haces coherente con la fase en diseños de radio de 64 a 128 antenas en bandas de frecuencia de ondas milimétricas inferiores a 6 GHz.

Un novedoso método de control multimodal CCM-TCM para PFC sin puente de tótem

Bosheng Sun, ingeniero de sistemas

80 Plus Ruby, la última y más exigente certificación de eficiencia para fuentes de alimentación (PSU) de centros de datos y los requisitos de alta densidad de potencia ponen a los ingenieros en desacuerdo entre dos métodos para controlar el corrector de factor de potencia (PFC): el modo de conducción continua (CCM) ofrece una alta densidad de potencia, pero incurre en altas pérdidas por conmutación, mientras que el modo de conducción triangular (TCM) logra la conmutación de tensión cero (ZVS), pero exige un intercalado multifásico, lo que incrementa el tamaño y el costo. Un enfoque multimodal evita esta compensación mediante la ejecución del CCM cerca del pico de tensión de CA, donde la demanda de corriente es más alta, y luego cambia automáticamente a TCM con ZVS cerca de la región de paso por cero, donde la corriente cae. Probado en un diseño basado en GaN de 3.6 kW, el resultado ofrece una densidad de potencia superior a 180 W/in³, mejoras en la eficiencia de carga ligera hasta 2 % en comparación con el CCM tradicional y transiciones de modo sin distorsión, lo que incluye el nuevo requisito de carga del 5 % que 80 Plus Ruby introduce por primera vez.

Cómo reducir la disipación de potencia de salida del PLC a la mitad con un suministro adaptativo

Ahmed Noeman, ingeniero de sistemas de amplificadores de precisión

A medida que los módulos PLC agrupan más canales en espacios más reducidos, la disipación de potencia en las etapas de salida de corriente de 4 a 20 mA se convierte silenciosamente en una crisis de gestión térmica: las tensiones de suministro fijas desperdician cientos de milivatios por canal, independientemente de las condiciones de carga. El seguimiento de la tensión de salida y la reducción del espacio libre al mínimo necesario lo resuelve directamente, lo que reduce la disipación de potencia del canal a >50 % sin sacrificar la calidad de la señal. En este artículo, se explica a los ingenieros la selección de convertidores CC/CC, el diseño de la red de retroalimentación y la implementación del amplificador diferencial para el control adaptativo del suministro, con el respaldo de resultados medidos que confirman pérdidas de potencia por debajo de 180 mW, la eficiencia de CC/CC entre 75 % y 90 % y de 17.5 a 18.2 bits de resolución RMS en todo el rango de salida de 4 a 20 mA.

Selección de amplificadores operacionales de precisión como controladores ADC

Soufiane Bendaoud, gerente sénior de desarrollo de negocios de amplificadores de precisión

Los ingenieros de diseño suelen pasar por alto el amplificador operacional al momento de diagnosticar deficiencias de rendimiento del ADC. Sin embargo, una mala elección del controlador erosiona silenciosamente la relación señal a ruido (SNR), el rango dinámico y el número efectivo de bits (ENOB) antes de que la causa raíz se vuelva obvia. Estos parámetros interactúan con el ADC de forma que se apilan errores antes de que se complete una única conversión, lo que hace que la selección del amplificador operacional sea mucho más importante de lo que la mayoría de los diseñadores esperan. Los resultados de la simulación y ejemplos prácticos de circuitos en las topologías de ADC de registro de aproximación sucesiva (SAR) y sigma-delta proporcionan un marco repetible para optimizar el rendimiento del controlador ADC de precisión y de la cadena de señales.