Въздействие на динамично и статично отхвърляне на общ режим върху целостта на сигнала
NUD4700 - електронен шунт за светодиоди от ON Semiconductor
Напоследък все повече се използва LED осветление. Основният фактор, допринасящ за разширяването на секторите на приложение на мощни светодиоди, въпреки доста високата им цена, е дългият експлоатационен живот и надеждността. Това е особено важно за критични приложения, където бързата подмяна на повредени осветителни тела е трудна и тяхната повреда води до значителна загуба на функциите на приложението. Един от методите за подобряване на надеждността на клъстерни LED осветителни тела с висока мощност е активното шунтиране на отделни повредени светодиоди. В този случай единична повреда на светодиода няма да доведе до загуба на значителна част от светлинния поток. Активният шунт NUD4700, разработен от On Semi, подобрява надеждността на осветителните тела със светодиоди с висока мощност в серия.
Фотометрия в здрач: проблемът е почти решен
Статията подчертава проблемите, свързани с оценката на яркостта в условия на здрачно зрение, а също така описва и сравнява възможните варианти на системи за оценка на здрачното възприятие.
Модел на самосъгласувана луминесцентна лампа
Част 2. Моделиране на електрическите, оптичните и електрокинетичните характеристики на лампи и комплект "лампа-баласт" при работата им в промишлена токова мрежа 50 Hz.
Реклама на нашите партньори
Оптрони, които осигуряват надеждна галванична изолация, помагат за защитата на системата от пренапрежения на високо напрежение и също така са способни да потискат силните кръстосани смущения в общ режим, които могат да причинят прекомерен шум в изходния сигнал. Тази статия обсъжда ключовите фактори, които определят степента на отхвърляне на синфазния режим в оптроните. Статията е превод на [1].
Шумът може да идва от различни източници. Това може да възникне например поради капацитивно свързване на устройството към близко електростатично поле, индуктивно свързване към магнитно поле или резистивно свързване поради разлики в земния потенциал. За да се борят с този вид шум, устройствата често използват отхвърляне на общ режим, за да отслабят сигнали, които са във фаза с входа. Това е особено важно в среда с висок шум, тъй като шумът се появява като изместване на входовете. Способността на устройството да намалява шума и да предава сигнал без изкривяване е ключова за поддържането на целостта на сигнала.
Най-важните фактори, които определят способността на устройството да отхвърля сигнали в общ режим, са напрежението в общ режим и преходен шум в общ режим. Когато шумовото напрежение в общ режим е извън обхвата на входния интерфейс или извън обхвата на потискане на напрежението в общ режим, трябва да се използва галванична изолация. Превключващият ток, който причинява шум от напрежение, често генерира преходен шум в общ режим, определен от напрежението и скоростта на промяна. За да се предотврати изкривяването на входния сигнал, трябва да се филтрират както синфазният, така и кръстосаният шум.
Предназначение на разединителя
Изолаторът се използва за свързване на два електрически блока в една система, така че да може да предава сигнали, без да е физически свързан към приемащия възел. Най-широко използваната среда за предаване на сигнал в разединителното устройство е светлината. В този случай като разделител се използва оптрон, който не само предпазва системата от пренапрежения на високо напрежение, но също така потиска силните кръстосани смущения в общ режим, които могатпричиняват необичайни преходни напрежения или повишен изходен шум.
Ключовият параметър, който определя качеството на отхвърляне на общ режим в изолатор, е токът на общ режим по време на промяна на напрежението в преходен процес. Синфазният ток се определя от следния израз: ICM = C(dV/dt), където C е паразитният капацитет, дължащ се на дизайна на кутията на инструмента, като например наличието на рамка на кабела, и капацитета на връзката между светодиода и детектора, а dV/dt е скоростта на промяна на преходното напрежение. Това уравнение предполага, че външни фактори като оформление на печатни платки или разположение на компоненти са оптимизирани и не въвеждат значителен паразитен капацитет.
За да се намали общият ток, е важно да се намалят тези паразитни капацитети. Значителното разстояние от светодиода до фотодетектора (обикновено 0,08…1 mm, както в оптрона ACPL-J313 на Avago) минимизира паразитния капацитет и по този начин осигурява ниски токове на утечка по време на пресичане в общ режим. Оптронът ACPL-J313 също има вграден патентован фарадеев щит между входния светодиод и фотодиода за по-добро отхвърляне на шума в общ режим.
Този вътрешен прозрачен проводим щит осигурява оптично свързване към фотодиода и в същото време отклонява електрически свързания ток към земята, намалявайки паразитния капацитет, което от своя страна намалява шума от общ режим на оптрона. В допълнение, този екран разрежда заряда, натрупан върху чипа на детектора поради високото напрежение в общ режим, прилагано към инструмента за дълго време. Оптронът ACPL-J313 е в състояние да подобри отхвърлянето на общ режим с 40 kV/µs при 1,5 kV напрежение на общ режим.
От друга страна, в система, в която микроконтролерътзначително отдалечен от интерфейса за разделяне и следователно има дълги проводници, може да възникне индуктивен шум и изкривяване на сигнала. В този случай директно управляваните оптрони като ACPL-M61L работят като "естествени" филтри. За да ограничите тока, който управлява светодиода в оптрона, трябва да включите резистор последователно с входа на светодиода (вижте Фигура 1). Заедно с вътрешния входен капацитет на светодиода, двойката резистор-кондензатор образува RC нискочестотен филтър за филтриране на високочестотен шум.
Статично и динамично отхвърляне на общ режим
Разединителят осигурява статично и динамично отхвърляне на общ режим. Статичното отхвърляне на общ режим е способността да се отслаби сигнал, когато входът е в статично високо или ниско състояние. Тази ситуация обикновено възниква, когато системата е в режим на готовност. В това състояние някои системни компоненти са изключени, за да намалят консумацията на енергия, а други елементи са включени, за да открият входни сигнали. Системата винаги трябва да бъде в едно и също състояние, независимо от наличието на статичен общ режим на шум. Това изискване гарантира, че смущенията не причиняват фалшив старт на системата.
При условия на динамично променящи се сигнали, системата предава сигнал, който превключва от едно логическо състояние в друго. За да се предотврати изкривяването на входния сигнал от шума в общ режим, системата трябва да филтрира смущението чрез динамично отхвърляне на общ режим. Като цяло в една система динамичното потискане на шума в общ режим или променливотоковото напрежение е по-слабо от статичното потискане или постояннотоковото напрежение и степента на потисканеима по-малко шум в общ режим при по-високи напрежения в общ режим за постоянно напрежение.
Динамичното отхвърляне на общ режим гарантира липса на загуба на сигнал по време на работа. В този режим повечето компоненти на системата работят и всеки фалшив сигнал, който системата предава, може да доведе до случайно включване или изключване на устройството. Тази ситуация може да доведе до късо съединение, прегряване или повреда на скъпи устройства като електродвигатели и други агрегати.
Отхвърляне на общ режим
Някои оптрони използват метод за кодиране на сигнала, задействан от ниво. С този метод светодиодът открива нивото на тока в посока напред, което управлява входният сигнал, и изпраща изходния сигнал под формата на светлинен импулс към детектора. За разлика от този метод, методът на задействано от ръба кодиране, приложен в други разединители, генерира малки импулси на напрежение по време на прехода на ръба на входния сигнал (вижте Фигура 2).
В схема за кодиране на сигнала, задействана по ниво, продължителността на импулсите на тока или напрежението е 100 ns, както например в оптрона ACPL-072L от Avago. Следователно, вероятността динамичното пресичане да причини изкривяване на сигнала в такава система е по-малка, отколкото в схемата за кодиране, задействана от фронта, където продължителността на импулса е 2...3 ns. Поради кратките времена на нарастване и спадане на тока на светодиода, динамичното пресичане е вероятно да причини леко покачване или намаляване на ширината на импулса в схема за кодиране на сигнала, задействана от ниво. А в схема за кодиране, задействана от край, е възможно прескачане на импулса. По този начин оптроните със схема за кодиране на сигнала, задействана по ниво, имат по-добро динамично отхвърляне.синфазен сигнал.
Фигура 3 показва възможностите за динамично отхвърляне на общ режим на оптрон, задействан по ниво, ACPL-072L, който може да осигури 10 kV/µs динамично отхвърляне на общ режим при 25 Mbps, като същевременно поддържа целостта на сигнала.
1. Yeo Siok Been. Динамичен и статичен CMR: въздействие върху целостта на сигнала // EDN, 24 юни 2010 г.
Публикувано от Yeo Siok Been, маркетинг мениджър, Avago Technologies