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汽車電子
通訊/網路/無線

使用單電源供電的NRZ到AMI轉換器 08/06/2015
正常情況下,為了產生諸如AMI這樣的雙極波形,需要使用正負兩個電源。另外,雙極波形產生電路可能要用到類比元件。然而,本文並不需要這些要求,只使用一些閘、一個觸發器和單個5V電源就能從NRZ輸入產生AMI波形。

選通脈衝列又不會截短脈衝的電路設計 25/05/2015
要想從一個連續的源選通完整的時鐘脈衝序列又不改變脈衝持續時間和數量不是一件容易的事情。本文提出用於綜合非同步選通電路的數學方法,這種電路可以在不改變脈衝寬度的條件下,從時鐘訊號中選通一個精確的脈衝列,這種電路被稱為量化器。

30MHz 至 2000MHz 寬頻下變頻器 03/11/2014
人們常常使用多個並聯訊號鏈路來類比單個寬頻接收器鏈路,但這會導致成本和複雜度提高、設計階段更長。因此,減少並聯通路幾乎是所有接收器設計的關鍵。這些寬頻射頻接收器非常實用,它們甚至適用於頻帶較窄的應用,可應用於僅因軟體修改而稍有不同的產品,因此能夠節省總工程時間,降低生產成本。

電腦/週邊
消費性電子

節能的袖珍型白光LED手電筒 01/08/2013
本文描述的是一種白光LED手電筒,它可放置在空的膠管中,且電池的充電壽命很長。其電路僅由幾個常用零件組成。

以兩隻I/O接腳將4×3矩陣鍵盤連接至微控制器 26/07/2013
這裡所描述的設計具備幾項優勢:它只需要兩隻I/O接腳,而不論連接的開關數量有多少;不需要特別的通信協定;不需要類比接腳。

有高精度絕對讀數的低成本旋轉編碼器 01/04/2013
本設計實例嘗試將兩者結合起來,兼具了電位器的優點,以及光機旋轉編碼器無邊界操作的特性。

功耗為4 mW的低工作週期LED閃燈 01/04/2013
電池供電設備通常都有一個電源指示燈。但這個指示燈所消耗的功率可能不小。用低工作週期的閃燈,可提供對開機狀態的適當提示,這種情況下可使用本文所描述的簡單電路。

一種經過改善且點亮一串LED串的離線驅動器 01/04/2013
對於LED驅動來說,恆流(constant current)法要比恆壓(constant voltage)法好。在本文所提出的電路中,常用於LED的恆壓穩壓器被換成了一個恆流源。

可靠且省錢地為鎳鎘電池充電 01/04/2013
因為可充電鎳鎘(NiCd)電池具有能量密度高、壽命長,以及自放電速率小的特點,所以讓它被廣泛地應用在各種消費設備中。

將線性及切換式技術相互結合,以克服各自的缺點 01/03/2013
線性恆定電流的LED驅動器及降壓切換式轉換器是目前兩種正廣為使用中的解決方案,但各有優缺點。

以魔杖來控制節日的彩燈 01/03/2013
本文所探討的電路可以讓消費者只要揮舞一根魔杖就可以開啟節日的彩燈。燈串會依序地閃爍發光。

IC/電路板/系統設計

可自動調整閾值的施密特觸發器 03/07/2015
不管你是用電晶體、運算放大器還是比較器實現施密特觸發器,你都需要確定所要求的遲滯和兩個閾值電壓是多少。如果你知道輸入信號的幅度以及可能包含的雜訊大小,那麼這個問題就很容易回答。然而,如果這些參數是可變的,或者很大程度上並不明確,那麼設置閾值以產生可靠的觸發就需要很高的技巧。

在不同顏色之間轉換的電壓指示器 09/06/2015
本文將介紹兩種指示燈電路版本,當電池放電時它能從綠色變成紅色。雖然有許多電路可以完全這類任務,但我所見過的電路對我來說都太過複雜,而且成本也很高。本文所述的方法使用了數量絕對最少的低成本器件:1個雙色LED和4個其它元件。

改善高頻信號傳輸中的SMT焊盤設計 22/04/2015
在高頻領域,信號或電磁波必須沿著具有均勻特徵阻抗的傳輸路徑傳播。當遇到阻抗失配或不連續時,信號的一部分將被反射回發送端,而其餘剩下的電磁波將繼續傳輸到接收端。信號反射和衰減的嚴重程度取決於阻抗不連續性的程度。當失配的阻抗幅度增加時,就會有更多的信號反射回來,接收端觀察到的信號也就具有更多的衰減或劣化。

如何測量全球最快的電源開關 20/03/2015
有關器件性能問題,我最常被問到的問題就是“它們的開關速度究竟有多快?”通常我會回答:非常快,但實際上我並不知道究竟有多快。為找出問題的答案,我使用了33 GHz即時示波器和高速傳輸線探針來對其進行測量。我將利用本文探討影響該器件開關速度的設計限制因素以及這類器件未來的發展前景。

單片PWM產生器速度快且矽體積最小 13/03/2015
在積體電路(IC)設計中,從類比量(例如在開關電源的控制回路中)產生脈衝寬度調變(PWM)信號的傳統方式為:將斜波或三角波作為比較器的輸入,並將類比控制電壓連接至比較器的第二個輸入。在本文中,我們提出了另一種替代電路。該電路的功耗非常小,可在極小的矽區域中使用,並可實現非常高的PWM頻率。

返馳交換器可在低至1.1V的電壓下運行並點亮高亮度LED燈 16/02/2015
本文展示的是一種利用單個1.5V電池帶動低功率電子電路的方法。該設計基於一隻自由振盪(free-running)振盪器,它可驅動一個返馳變壓器產生可控制的更高電壓。該設計方法可以用來為類比電路、微控制器及其他任何輕負荷應用供電。

使用反對數轉換器將二氧化碳感測器線性化 11/02/2015
本文介紹了一種純硬體解決方案,即通過一種便於調整、精確度高且成本低廉的簡單電路解決線性化問題。輸出信號可以直接到達配電板式儀錶(panel meter)或微控制器,無需對數或反對數計算等複雜的資料操作。

光耦合器的加速也可降低功耗 28/01/2015
影響標準光耦合器速度的主要因素是光電電晶體,其反應速度相對較慢。利用本文所提供的電路方案,可得到以下的結論:由於加速電路的存在,上升沿延遲時間縮短至未修改耦合器的六分之一,開啟時間縮短至原有值的大約四分之一。</p><br />

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工業/軍事/航太

選通脈衝列又不會截短脈衝的電路設計 25/05/2015
要想從一個連續的源選通完整的時鐘脈衝序列又不改變脈衝持續時間和數量不是一件容易的事情。本文提出用於綜合非同步選通電路的數學方法,這種電路可以在不改變脈衝寬度的條件下,從時鐘訊號中選通一個精確的脈衝列,這種電路被稱為量化器。

LabVIEW 即時地震警示系統 21/04/2015
本文探討的是一個即時地震警示系統,其中使用 LabVIEW 的 Data Socket connectivity 函式庫做為虛擬儀器,並且擷取歐洲地中海地震中心 (EMSC) 公共網頁的地震警示資料。此一系統可提供警告大眾所需的重要參數,例如日期、發生時間/地點、震級、強度和緯度,並且顯示於圖形化的使用者介面。

電池供電電子產品的位置編碼系統 11/03/2015
整合型霍爾感測器可節省空間和節省成本,但運行功率相對較高。要解決這一問題,需間歇地啟動霍爾感測器。快速定位測量(通常用於電機控制)需要對霍爾感測器進行快速評估和施以脈衝,而計量應用所需要的取樣速率較低。因此,節能運行需要採取特殊的解決方案。

克服定向障礙:裝配MEMS慣性感測器的實用方法 08/10/2014
本文介紹了MEMS慣性感測器(例如陀螺儀和加速計)如何協助人或機器克服空間的定向障礙。文章中解釋了外力和運動對系統工作的影響,以及元件佈局和安裝條件(空間關係)對MEMS慣性感測器性能的直接影響。系統組態各有不同(例如電路板尺寸、材質、安裝方法),設計者需要根據具體應用設計特定的方案。

故障防護型多晶片LED模組驅動器 03/10/2014
與不同功率LED指示燈組成的SLL不同,整合式LED晶片如果在運行過程中,由於電力或熱應力導致開路、短路或漏電,其中的故障LED指示燈將無法替換/修復。本電路可應對這樣的事故,隔離故障燈串,同時不會影響功率分配,亦不會影響其他正常運行的LED燈串。

可發出高電壓警報的安全閃光器 30/05/2014
LED脫離高壓源運行意味著限流電阻器(current limiting resistor)中的大功率逐漸消失。使用電阻器則意味著電路以滿工作電壓運行時LED會發亮,但在電壓下降的情況下,LED會變得越來越暗。事實上,即使在不安全電壓產生的情況下,LED是無法提供警報的。

新型的品質因數計 04/01/2014
在本文中,串聯調諧的拓撲結構更勝一籌,因為該結構在L和C之間普通節點並未引起自身的阻尼,還因為校準的負阻力將諧振回路的串聯電阻完全消除了。

傳送交流測量值的電流回路 01/04/2013
一些程序控制應用會使用電流回路,在雜訊高的長距離上傳送類比資訊。採用<strong>圖1 </strong>中的三晶片電路,可以測量出交流電流或電壓,並通過一個4至20 mA的電流回路將結果發送出去。

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醫療

用於可穿戴監測器的簡易脈搏血氧計 11/12/2014
為了持續監測人體心臟的活動,需要對心跳變異性(HRV)進行檢測,因為HRV是瞭解心臟健康狀況和其他疾病的基本參數之一。本文展示了一款全新的脈搏血氧計。這款脈搏血氧計不僅使用起來較為簡單,而且功能性強。借助產品本身優異的性能,它甚至可以單獨使用,以監測心率及血氧飽和度。

銅覆層電容在核磁共振成像中的應用 04/02/2014
核磁共振成像(MRI)設備通過強磁場形成影像,圖像的解析度取決於磁場強度。掃描器通道內的磁元件和輔助設備的磁元件都會在無意間增強場的強度。因此,MRI掃描器內部和周邊的元件,如電容器等,必須是沒有磁性的。

可馴服不規則信號的自我調整施密特觸發器 05/11/2013
在使用生物醫學儀器過程中,我們有時需要在雜亂或不規則的信號中提取有效資訊。例如,我需要“整理”呼吸信號,而規則的呼吸信號可以表現出幅度和頻率的重大變化,以及漂移的基線。

電源/智慧型能源

適合電源分配網路應用的預測性能量平衡控制 12/06/2015
電源完整性(power integrity,PI)和電源分配網路(power distribution network,PDN)設計是現今所有高速、高性能和低雜訊電子電路設計中的中心要素。半導體公司正在試圖引入採用非線性控制、多條環路和滯後操作的新穩壓器架構來達到這個目的。而本文介紹的預測性能量平衡(predictive energy balance,PEB)控制器則是一個令人比較感興趣的拓撲。

具有零交叉開關切換功能的簡單固態繼電器 29/05/2015
市場上有許多簡單的固態繼電器(SSR)電路,但本文所探討的這個電路可能是最簡單的,只在交流線路電壓接近零時才導通和關斷,且本文討論的固態繼電器能利用雙向整流器(Triac)切換大電流的交流負載。

基於MOSFET的焦耳小偷電路提高了電壓 30/04/2015
利用線圈電感的屬性,簡單的間歇型振盪器電路(blocking oscillator circuit)可以用來提升電壓(V = L di/dt)。如圖1所示的這種電路更常見的叫法是焦耳小偷(Joule Thief)。在本設計實例中,使用一個低閾值的MOSFET(Q1)和耦合線圈L1與L2共同組成了此一焦耳小偷電路。

提高轉換開關的效率 28/11/2014
低電流開關穩壓器IC通常使用達靈頓電晶體開關來作為輸出開關。在這種情況下,只要用兩個便宜的元件即可提高開關的功率轉換效率;為實現此一目的,晶片上應針對驅動電晶體Q1的集電極配備了一隻單獨的引腳。而該電路的另一優點是能在輸入電壓較低的情況下工作。

可變高壓電源採用光電光耦合器 06/11/2014
現在有很多固定電壓的開關式電源(SMPS),將幾個這樣的電源串聯起來還可實現更高的固定電壓。為調節SMPS或傳統變壓器的電壓,我們需要用到線性調節器(linear regulator)或開關式降壓轉換器。在降壓轉化器中,可使用MOSFET或IGBT作為開關元件。

如何調節LED燈泡的光亮度 04/11/2014
許多LED燈的廣告都宣稱其光亮度是可調節的,但實際上,很多LED燈的性能並不十分理想,且由於所使用的調光器(dimmer)和電路負載不同而性能各異。有時候,在將包裝盒中的LED燈取出並安裝在設有調光開關的室內後,你會發現LED燈會不停地閃爍,且光亮度也無法均衡地調整。

三電晶體電流源覆蓋範圍較廣 16/10/2014
本文討論到了一種雙線式電流調節器,它可在性能和元件計數之間取得很好的平衡。藉由使用三個電晶體、三個電阻和一個LED燈,雙線式電流調節器可實現很好的調節效果(在大部分電壓情況下準確度好於1%),且要求的工作電壓(通常為1.2V)更低,溫度係數也比複雜度相同的其他電路更理想(0.07%/K)。

避免出現帶多個DC-DC轉換器的問題 03/09/2014
現今大多數的電子產品需要多種供電電壓 - 四個或更多電源軌的情況並不少見。 但如果你使用多個非同步的DC-DC轉換器,你不僅得到的是一個次優的設計,而且還自找麻煩。 本文所介紹的設計方案可同時解決這兩項問題。

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測試與量測

以功率暫態緩衝測試IC和普通電路 16/03/2015
前不久,筆者在測試新積體電路內置的輸入過壓(OV)和欠壓(UV)保護特性時正好遇到這種情況。我嘗試利用與電源串聯的函數產生器找出一項解決方案,經歷幾次失敗後,我想出了如圖1所示的電路結構。該電路本身是對多種嘗試進行修正而歸納出的最有效的產物。

Intel電源管理通訊協定 Serial VID (SVID) 量測概觀 19/01/2015
當 SVID 通訊過程中發生的任何問題,多半會立即的引起整個系統電源的不正確,而造成某些關鍵零組件停擺而使的系統當機無法使用。為此,在 SVID 除錯的過程中,會採行邏輯分析儀與示波器搭配的做法來進行。本文探討了使用這兩種儀器搭配的優勢。</p><br />

以簡單的電容計將零件分類裝箱 07/07/2014
本文介紹的是一種簡單的雙晶片CMOS電路,它可將100pF-1μF範圍內的多個電容器分類,再裝到20個箱櫃內,並使用10個LED指示燈來顯示取值範圍。該電路高效節能,以兩節CR2032電池即可運行。此外,該電路還可內建於手持式的探測器中。

將加熱二極體當作流量感測器使用 09/04/2014
本文說明了一種使用外部加熱半導體二極體檢測和評估流體(氣體或液體)流動的方法。加熱二極體中的氣流會使溫度降低,從而使得二極體的壓降發生變化。此一原理與熱線風速計(hot-wire anemometer)所使用的原理相似。

測量大範圍的電感及電容 12/03/2014
本文介紹的電路雖然只是由一些便宜的零件組成,但它能測量的電容值和電感值可跨越七個數量級。無論是容量範圍約為1pF~10μF的電容器,還是電感值範圍約為200nH~4H的電感器,均可以利用該電路測出其元件值。

精密的電容測量儀 04/02/2014
本文將說明一種價格低廉但卻十分精確的電容測量儀。這是一款精度高於1 pF的微量電容測量儀器,專用於電容式油位計。但用戶可以通過修改元件值,任意調整該測量儀的電容適用範圍。

簡單電路實現示波器的藝術 01/01/2014
不管螢幕保護裝置等電腦圖形程式有多麼生動,有一種類比圖形始終讓人印象深刻,那就是正交藝術(quadrature art)——使用一個示波器、一個變頻方波產生器和一個R-L-C諧振電路便能夠顯示圖形,為那些實驗室中的年輕人和非技術性人士增添樂趣。

1Hz~100kHz範圍內均勻分佈的白色雜訊源 02/12/2013
白色雜訊(White noise)對測試多種不同類型的電路來說很有用處。當與FFT分析儀結合使用時,均勻分佈的噪音源有助於快速、簡便地產生電路增益佈局圖。如果某一電路中的雜訊為均勻分佈的雜訊且雜訊量已知,則其輸出電路的增益就很容易確定,甚至可以目測出來。

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