數字模擬混合信號設計的案例
詳解高精度數字模擬混合信號溫度傳感芯片的工作原理及應用
數字高精度溫度傳感芯片 - MTS01、MTS01Z、MTS01W 是工采網代理的國產品牌MYSENTECH推出的高精度數字模擬混合信號溫度傳感芯片。
溫度芯片感溫原理基于CMOS半導體PN節溫度與帶隙電壓的特性關系，經過小信號放大、模數轉換數字校準補償后，數字總線輸出，具有精度高、一致性好、測溫快、功耗低、可編程配置靈活、壽命長等優點。
溫度芯片內置16-bit ADC，分辨率0.004℃，具有-70℃到+150℃的超寬工作范圍。芯片在出廠前經過100%的測試校準，根據溫度誤差特性進行校準系數的擬合，芯片內部自動進行補償計算。芯片支持數字單總線和I2C 雙通信接口：單總線適合長線纜、多節點的分布式傳感應用場景，可支持100個節點100 至500 米長的測溫節點串聯組網。
芯片具有64位ID序列號，芯片的ID搜索、測溫數據內存訪問、功能配置等均可通過數字單總線協議指令實現，上位機微處理器只需要一個GPIO端口便可進行讀寫訪問；I2C接口適合高速率的板級應用場景，接口速度可達400kHz。
芯片內置非易失性E2PROM存儲單元，用于保存芯片ID號、高低溫報警閾值、溫度校準修正值以及用戶自定義信息，如傳感器節點編號、位置信息等。芯片另有ALERT報警指示引腳，便于用戶擴展硬件報警應用。
展開 國產低功耗高精度-數字模擬混合信號溫度傳感芯片MTS01
由工采網代理的敏源MTS01是一款高精度數字模擬混合信號溫度傳感芯片。MTS01 為體溫芯片，較高測溫精度為+28°C 到+43°C 范圍±0.1℃；MTS01Z 較高測溫精度為 0°C 到+50℃范圍±0.1℃；MTS01W 較高測溫精度為+20℃到+70℃范圍±0.1℃精度；用戶無需進行校準。
產品描述：
溫度芯片感溫原理基于CMOS半導體PN節溫度與帶隙電壓的特性關系，經過小信號放大、模數轉換數字校準補償后，數字總線輸出，具有精度高、一致性好、測溫快、功耗低、可編程配置靈活、壽命長等優點。
溫度芯片內置16-bit ADC，分辨率0.004℃，具有-70℃到+150℃的超寬工作范圍。芯片在出廠前經過100%的測試校準，根據溫度誤差特性進行校準系數的擬合，芯片內部自動進行補償計算。芯片支持數字單總線和I2C 雙通信接口：單總線適合長線纜、多節點的分布式傳感應用場景，可支持100個節點100 至500 米長的測溫節點串聯組網。
芯片具有64位ID序列號，芯片的ID搜索、測溫數據內存訪問、功能配置等均可通過數字單總線協議指令實現，上位機微處理器只需要一個GPIO端口便可進行讀寫訪問；I2C接口適合高速率的板級應用場景，接口速度可達400kHz。
芯片內置非易失性E2PROM存儲單元，用于保存芯片ID號、高低溫報警閾值、溫度校準修正值以及用戶自定義信息，如傳感器節點編號、位置信息等。芯片另有ALERT報警指示引腳，便于用戶擴展硬件報警應用。
封裝管腳描述及實物圖：
結構框圖：
溫度傳感器的原理框圖見上圖。64位ROM存儲了器件的ID序列號，暫存器包含了兩個字節的溫度寄存器，存儲來自于傳感器的數字輸出。另外，暫存器和擴展暫存器提供了報警觸發閾值寄存器。
展開 ±0.1℃精度、超低功耗的高精度數字模擬混合信號溫度傳感芯片
數字高精度溫度傳感芯片 - MTS01、MTS01Z、MTS01W 是工采網代理的國產品牌MYSENTECH推出的高精度數字模擬混合信號溫度傳感芯片。
溫度芯片感溫原理基于CMOS半導體PN節溫度與帶隙電壓的特性關系，經過小信號放大、模數轉換數字校準補償后，數字總線輸出，具有精度高、一致性好、測溫快、功耗低、可編程配置靈活、壽命長等優點。
溫度芯片內置16-bit ADC，分辨率0.004℃，具有-70℃到+150℃的超寬工作范圍。芯片在出廠前經過100%的測試校準，根據溫度誤差特性進行校準系數的擬合，芯片內部自動進行補償計算。芯片支持數字單總線和I2C 雙通信接口：單總線適合長線纜、多節點的分布式傳感應用場景，可支持100個節點100 至500 米長的測溫節點串聯組網。
芯片具有64位ID序列號，芯片的ID搜索、測溫數據內存訪問、功能配置等均可通過數字單總線協議指令實現，上位機微處理器只需要一個GPIO端口便可進行讀寫訪問；I2C接口適合高速率的板級應用場景，接口速度可達400kHz。
芯片內置非易失性E2PROM存儲單元，用于保存芯片ID號、高低溫報警閾值、溫度校準修正值以及用戶自定義信息，如傳感器節點編號、位置信息等。芯片另有ALERT報警指示引腳，便于用戶擴展硬件報警應用。
展開 干貨｜電子競賽題目分析——2021年E題《數字-模擬信號混合傳輸收發機》
一、任務
設計并制作在同一信道進行數字-模擬信號混合傳輸的無線收發機。其中，數字信號由4 個0~9 的一組數字構成；模擬信號為語音信號，頻率范圍為100Hz~5kHz。采用無線傳輸，載波頻率范圍為20~30MHz，信道帶寬不大于25kHz，收發設備間最短的傳輸距離不小于100cm。
收發機的發送端完成數字信號和模擬信號合路處理，在同一信道調制發送。
收發機的接收端完成接收解調，分離出數字信號和模擬信號，數字信號用數碼管顯示，模擬信號用示波器觀測。
二、要求
1. 基本要求
（1） 實現模擬信號傳輸。模擬信號為100Hz~5kHz的語音信號，要求接收端解調后的模擬信號波形無明顯失真。在只有模擬信號傳輸時，接收端的數碼顯示處于熄滅狀態。
（2） 實現數字信號傳輸。首先鍵入4個0~9的一組數字，在發送端進行存儲并顯示，然后按下發送鍵對數字信號連續循環傳輸。在接收端解調出數字信號，并通過4個數碼管顯示。要求開始發送到數碼管顯示的響應時間不大于2秒。當發送端按下停止鍵，結束數字信號傳輸，同時在發送端清除已傳數字的顯示，等待鍵入新的數字。
（3）實現數字-模擬信號的混合傳輸。任意鍵入一組數字，與模擬信號混合調制后進行傳輸。要求接收端能正確解調數字信號和模擬信號，數字顯示正確，模擬信號波形無明顯失真。
（4） 收發機的信道帶寬不大于25kHz，載波頻率范圍為20~30MHz。要求收發機可在不少于3 個載波頻率中選擇設置，具體的載波頻率自行確定。
2.
展開 
Totem-SC：新一代模擬和混合信號設計功率噪聲和可靠性解決方案【明日16:00直播】
<p>Ansys Totem，一款用于IP模塊、模擬、混合信號和定制數字設計的晶體管級電源噪聲與可靠性仿真的簽核工具。作為行業唯一的混合信號EM/IR工具，Ansys Totem已被晶圓廠成功在簽核中用于襯底噪聲分析，助力噪聲對時序、頻域分析和保護環質量的影響評估，加快簽核收斂速度。</p><p>基于此，<strong>11月5日</strong>，Ansys 系列網絡研討會推出<strong>【Totem-SC：新一代模擬和混合信號設計功率噪聲和可靠性解決方案】</strong>，為大家詳細介紹新一代模擬和混合信號芯片設計電源噪聲和可靠性簽核工具Totem-SC。歡迎感興趣的用戶報名參加~</p><p><img src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_jpg/lR4GOtoy9vIwy6a3ibZ5B4LQfsw1S2Fk55icF834XGZn4SiatKyWKQdq6f2fPzAyXMHMIaOPnnsF4s9M1Mgu2ueCA/640?wx_fmt=jpeg"></p><p><strong>時間：</strong>2024年11月5日，16:00-17:00</p><p><strong>講師簡介：</strong></p><p class="ql-align-center"><img src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/lR4GOtoy9vIwy6a3ibZ5B4LQfsw1S2Fk5SzrdPPQrxfUM7KiceovSpGnZRz0exfpIzOnM4t2FpXE7Yic1CXprKQ9g/640?
展開 案例·方法｜高性能數字、混合信號和射頻RF無線產品的EMI/EMC及共存仿真
ECMF的耦合電感濾除所有同相信號，讓差分信號通過。例如，ECMF04-4HSWM10將1至6GHz之間的CM噪聲降低了15dB[7]。ECMF定位是信號完整性和EMI緩解效率的關鍵。首選靠近SOC的位置（選項3)，如圖14、圖15和圖16所示。
圖14：ECMF的3個位置選項
圖15：SI模擬盤/D0/D1/D2
圖16：H近場模擬/仿真圖（dBm）
EMI電磁干擾的減少主要發生在來自共模噪聲的偶數諧波上（第10、16、34、36、38和40次諧波）。額外的EMI電磁干擾仿真掃描清楚地顯示，位置良好的ECMF正在阻擋共模噪聲并限制輻射。
PCB埋置布線策略和機械屏蔽也是已知的EMI電磁干擾緩解技術（圖17）。
由于消費電路板經常使用直通過孔，這會影響SI裕量和EMI性能，我們建議針對低成本應用中包含有限密度高速信號的敏感過孔進行背鉆處理。與激光鉆孔過孔相比，PCB的超額成本是有限的（10%對50%）。在埋入式布線PCB設計中，必須注意諧振問題。這意味著應該避免從芯片凸點到與敏感頻帶的λ/4匹配的主要不連續性的距離（ 例如，λ是對應于WiFi信道頻帶的波長）。
圖17：帶屏蔽層的頂層PCB布線與埋置\埋入式PCB布線的橫截面
如圖17所示，屏蔽層也通常用于消費電子或移動設備的應用。與埋入式/埋置PCB布線類似，設計人員在屏蔽設計時必須非常謹慎。建議檢查腔體 cavity和孔徑諧振頻率。仿真和實際情況中的經驗表明，發生在錯誤頻率上的諧振會使有屏蔽的EMI電磁干擾比沒有屏蔽的更嚴重。由于近場是由磁輻射主導的，屏蔽吸收效應將決定整體屏蔽效率。
展開 集成了光電二極管、模擬電路和數字信號處理器的數字式環境光傳感器
數字式環境光傳感器的工作原理基于光電效應，通過感光元件將光線強度轉換為數字信號進行處理。
數字式環境光傳感器主要采用光電二極管或半導體材料作為感光元件。當光線照射到這些材料表面時，光子激發電子躍遷，產生與光線強度成正比的光電流。例如，光電二極管的電流大小直接反映入射光線強度。
信號處理流程：
光敏轉換?：光線強度變化引發感光元件（如光電二極管）的電流變化，該電流與光線強度呈線性關系。
信號放大與轉換?：通過電路將微弱電流信號放大，并轉換為數字信號或模擬電壓，便于微控制器讀取。
自動調節?：數字信號被用于控制設備（如手機屏幕）的亮度，實現自動亮度調節功能。
由工采網代理的WH11867UF是一種光數轉換器，它結合了光電二極管、電流放大器、模擬電路和數字信號處理器。電源需要確保VDD旋轉率至少為0.5V/ms。WH11867UF具有電源開啟復位功能。當VDD在室溫下低于1.4V時，集成電路將自動重置。然后以需求轉換速率返回電源，并將寄存器寫入所需的值。
環境光傳感器（ALS）內置了一個抑制紅外光譜的濾光片，并提供了一個接近人眼反應的光譜。肌萎縮性側索硬化癥可以從黑暗到陽光直射，可選擇的檢測范圍約為40 dB。雙通道輸出（人眼），因此在不同的光條件下具有良好的光比。ALS在不同光照條件下具有良好的光比。
在時鐘（SCL）陷入LOW的情況下，如果您的I2C設備有HW重置輸入，優先程序使用HW重置信號重置總線。如果I2C設備沒有硬件復位輸入，則循環供電至設備，以激活強制性的內部通電復位（POR）電路。如果數據線（SDA）卡低，主線應發送9個時鐘脈沖。保持總線低的設備應該在這9個時鐘內的某個時候釋放它。
展開 一款將模擬信號轉換為數字信號的高靈敏度、高紅外抑制的環境光傳感器-WH4517V
工采網代理的WH4517V是一款將模擬信號轉換為數字信號的設備，它集成了先進的環境光傳感器、先進的接近傳感器以及高效率的紅外線垂直腔面發射激光器。傳感器和VCSEL的間距僅為2.1毫米，因此非常適合用于小型紅外孔的設計。
WH4517V是一款具有超高靈敏度和超高紅外抑制的環境光傳感器。芯片有兩個光電二極管陣列來感應不同光譜的光。內置光學濾光片以阻擋紅外線的環境光傳感器（ALS），其提供的光譜與人眼的反應接近。而CLEAR通道可用于感應340~1100nm的光源，通過與ALS通道的數據比較，從而區分外部光源類型。ALS能在從黑暗到強光的范圍內正常工作，可選的檢測范圍約為40分貝。在不同光照條件下，ALS具有出色的光比。
WH4517V具有獨立的中斷引腳，其中斷功能可以取消數據輪詢的需要，進而簡化系統設計的復雜性。同時集成了一個與SMBus兼容的I2C接口 (高達0.75MHz)，以便輕松連接到微控制器。是一種光數字轉換器結合了一個先進的環境光傳感器先進的接近傳感器和高效率下文VCSEL光。內置了一個940nm的光學濾光片，以抗ambienl光，因此PS可以消除反射的紅外光，具有高精度和優良的抑制性能。WH4517V具有可編程中斷功能，可用于ALS和PS，具有基于閾值的遲滯。
展開 集光電二極管、電流放大器、模擬電路和數字信號處理器于一體的顏色傳感器-WH3620
其核心工作原理基于光的吸收、反射與透射特性，結合光電轉換技術，將顏色信息轉化為可處理的電信號。顏色傳感器能夠檢測紅色、藍色、綠色各自的受光量，能夠判別目標物的顏色。發射寬頻譜波長的光后由接收器接受并區分目標物反射光中的3 種顏色類型。檢測各種類型的紅色、藍色、綠色各自的受光量，算出受光比例。
顏色傳感器是一種能夠檢測并識別物體顏色的電子設備，廣泛應用于工業自動化、消費電子、印刷、紡織、醫療及農業等多個領域。
由工采網代理的WH3620是一款集成了光電二極管、電流放大器、模擬電路與數字信號處理器的光頻轉換器，它能夠同時輸出紅、綠、藍、白及紅外光（RGBW-IR）五個通道的數據，具備高精度、低功耗、高動態范圍等特點，適用于多種光照環境下的色溫與照度測量，實現對環境光的全面感知；使設備不再只是“感知光線強弱”，而是能夠“識別光源類型”、“判斷色溫變化”、“還原真實色彩”。
WH3620數字RGBW-IR顏色傳感器，支持紅、綠、藍、白（RGBW）及紅外光（IR）的多通道并行傳感，可實時輸出各通道數據，在不同光照條件（如白光LED、CWF、TL84、D65、光源A等）提供精準的LUX照度、CCT色溫及紅外環境感知能力，為智能設備提供優質光感方案。
智能顯示應用場景：自適應、護眼與色彩保真:?
一、自適應亮度與色溫（True Tone）?：
實時環境光分析?：通過RGBW通道精確檢測環境光的亮度與色溫，設備可依據此數據，動態調整屏幕背光強度和色溫，使得顯示屏內容在不同光照環境下（如暖光室內、冷白辦公室、戶外日光）始終保持適宜的觀看舒適度，畫面色彩保持一致性。
?藍光過濾與護眼?：在低色溫（暖色調）環境或夜間，傳感器數據可驅動系統減少高能藍光的輸出，自動開啟或加強護眼模式，有效減輕長時間觀看帶來的視覺疲勞。
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