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日益走近的“绿色”汽车IC

时间:01-05 来源:David Petry ZMD America公司 点击:

"绿色"信号调理

ZMD 31310信号调理传感器接口IC为系统设计工程师集成诸如应变仪、压阻、磁阻桥之类的传感器提供了一种解决方案。该器件也称为RBic Lite,包含一个14位模数转换器、高温EEPROM存储器和串行数字校准,精度为±0.1% FSO(满量程输出)/工作温度范围-25C到85C,及±0.25% FSO/工作温度范围-40到125℃。传感器接口IC还具有针对传感器偏移、灵敏度、温度漂移和非线性的补偿功能。RBic Lite采用"绿色"无铅封装,满足AEC-Q100第0级要求。

作为一种简单、廉价的设计,RBic Lite具有三种可选择的输出模式(轨至轨比率、串行数字或0-1V比率)。另一个好处是电源电流消耗低,取决于采样率,与250μ一样低(电源电流消耗低到250μ)。RBic Lite基本上是系统级芯片,能够通过EEPROM方便和精确地校准电阻桥传感器。当与电阻桥传感器配对时,它将通过数字方式校准偏移和增益,并可选校准偏移量、增益系数和随温度变化的线性度。可以使能一个二阶补偿电路以补偿增益的温度系数、偏移量或电桥的线性度。

RBic Lite采用ZMD公司的ZACwire串行数字接口与主计算机通信,并被方便地在视窗环境中批量校准。校准之后,输出信号引脚提供电桥数据的可选轨至轨比率、串行数字或0-1V比率输出,并可选电桥和温度数据。上图显示了RBic Lite的方块图,可选的外部JFET用于高电源电压操作(从5V到30V)。JFET对于在2.7V到5.5V之间的电源电压不需要。

RBic Lite采用符合RoHS的工业标准SO-8封装,对于面临RoHS转变的系统设计工程师来说,该器件可被用于因元件退化而被迫重新设计、或减少设计需要的元件数量的地方。RBic Lite不需要外部调整元件,从而减少了劳力成本并简化了信号调理电路的设计。

RBic Lite符合汽车应用的需要,因为它从100 KHZ到1.0 GHZ都几乎不产生噪声谱,最近测试证明达到SAE标准J1752的要求。

下图显示了典型的横电磁波模(TEM单元)的测试设置。TEM单元可以被用于提取集成电路的EMI行为特征,人们感兴趣的地方是器件的发射或抗EMI能力(免疫性)。

TEM室评价器件噪声是否满足SAE规范

被测器件(DUT)被焊接到一个大约4×4英寸的定制PCB,支持元件位于PCB的外部而DUT在内部。PCB的设计完全满足SAE规范的特殊要求,以紧密地近似在一个系统PCB上的噪声性能。测试的主要目标是评定DUT本身是否发射从150kHZ到1.0GHZ频段的RF噪声,这些噪声可能干扰其它对RF敏感的电路,如位于车内的接收机。

AEC-Q100要求在测试范围内的所有频率,IC发射量小于40 dB(μV)。因此,在SAE规范中描述的发射级图解不适用。下图的打印结果显示数字核的机能正好在SAE J1752辐射发射测试(规范所)定义的极限之下。实际上,RBic Lite并没有发射远大于环境噪声水平的辐射能量。

对RBic Lite的进一步测试显示符合下列指标:

大电流注入(模块级); 抗死锁(100mA); 对人体模型(HBM)和带电器件模型(CDM)方法,分别抗4,000V和500V ESD; 根据福特EMC规范ES-XW7T-1A278-AC选择电压瞬态测试; 电热感应门泄漏。

此外,为了评价其鲁棒性,对RBic Lite执行额外的1600万个电源周期的测试没有发现故障。该测试的完成采用了不同数值的负载电容并采用了不同的电源"下降"时间(最慢50ms)。

本文小结

总而言之,在汽车环境中向"绿色"无铅封装的转变的挑战可能是令人萎缩的。然而,通过考察RBic Lite这样的器件满足和超过要求的情况,系统设计工程师将能够成功地减轻相关工程的风险。

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