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电子设计 2019-03-14 08:31 次阅读

为了确保它们保持安全,许多物联网(IoT)应用程序将需要防火墙和网关来保护最敏感的设备。尽管终端节点将由电池供电,但这些防火墙在很大程度上将由线路供电,为其提供运行必要安全检查所需的能量。这引入了过滤电源线以防干扰的需要。

电源耦合噪声会对用于产生可靠时钟脉冲的锁相环(PLL)产生不利影响,包括片内电路和串行接口,以及逻辑运算。由于电压现在为1 V或更低,因此对变化的容忍度非常小,因此电路可能对纹波和其他形式的电源噪声非常敏感。

电源完整性是这些设计的关键要求之一,因为处理中断可能会在系统恢复时降低网络性能。由于防火墙通常位于数据中心外部,过滤后的电源不易获得,并且可能靠近工业设备,因此需要将自己的电源噪声抑制和过滤硬件结合在一起。

在工业物联网防火墙的设计中,可能需要两个阶段进行过滤。一个是在电源输入端,试图消除沿电缆传导的噪声。另一种是在电源之后处理耦合到主电路中的噪声或由于系统内的数字切换而产生的噪声。在这两种情况下,电感电容的无源网络都可以提供所需的大部分滤波。

电源输入滤波器的一个选项是无阻尼LC滤波器。然而,这具有潜在地增加电路转角频率处的干扰的效果,这与总电感和电容的平方根有关。因此,设计通常使用串联或并联阻尼来抑制滤波器截止频率附近的峰值。

多层陶瓷电容器(MLCC)广泛用作电源噪声滤波应用中的电容器,因为它们可以处理宽频率范围。然而,这些特性受其固有电阻(ESR)和电感(ESL)的影响,在处理高频信号时导致不太理想的特性。由于这些元件,电容器阻抗表示V形频率曲线(图1),其中电容器的阻抗(主要由串联电阻引起)由于串联电感而在再次上升之前几乎线性地朝向谐振频率下降。

在物联网安全应用程序中引入电力线过滤预防干扰

图1:频率下电容器的阻抗特性。

左侧的曲线可以通过选择合适的电容来调节。通常,阻抗越低,电容器的噪声抑制能力越好。较高的电容通常在V的左侧较低,但对电感控制侧的影响很小。因此,选择具有低ESL的电容器以及选择在PCB上安装电容器的方式非常重要,以确保在那里具有低电感 - 这可以通过使用短而宽的迹线来实现。电感增加1 nH可将噪声抑制降低10 dB。

适用于抑制的低电感电容会改变内部电极配置,从而改变通过器件的电流路径。一种类型是长度宽度(LW)反向电容器,例如Murata Electronics LLL系列系列,其具有宽且短的电极结构。另一种方法是多端电容器设计,每个电极相对于其相邻电极反转极性。使用这种结构,在相反方向上流动的电流之间的互感抵消了。传统的MLCC可能具有0.5nH的电感,而LW反向可以将其降低到0.2nH,而8端子甚至可以进一步降低到0.1nH。 Murata LLA系列提供合适的八端电容,AVX IDC系列也是如此。

另一种形式的低ESL电容是三端子设计,是一种专为以太网设计的馈通电容器其广泛的频率范围特性。它是一个带有输入,输出和接地电极的电容器,在电路中形成一个T形路径。该设计显着降低了旁路方向的电感,通常小于传统MLCC的三十分之一。

类似于电容器,电感器具有与频率相关的特性,尽管相对于电容器外壳是反转的,因此在Δ形状而不是V形中。峰值再次处于电感器的自谐振频率。三角形的上升左边缘是由于电感引起的,右下方的下降主要由有效的并联电容(EPC)控制。自谐振点的阻抗由有效并联电阻(EPR)控制。

为了在高频下实现高阻抗,通常通过最小化绕组线中的电容来获得具有低EPC的电感器。 。然而,由于频率相关的电阻,铁氧体磁珠具有比电感器的尖锐谐振峰更宽的峰值,这适合于宽带噪声抑制。

铁氧体磁珠的基本结构由圆柱形铁氧体和穿过它的引线组成,尽管有些形式使用内部形成螺旋连接的多层结构。响应于通过引线的电流,在铁氧体内部形成磁通量,提供由铁氧体的磁导率引起的电感和阻抗特性。

在物联网安全应用程序中引入电力线过滤预防干扰

图2:铁氧体电容LC滤波器的典型配置。

电感根据铁氧体磁导率的频率特性而变化,通常不固定。阻抗受铁氧体磁损耗的强烈影响。结果,铁氧体磁珠的特性通常用频率引起的阻抗变化表示,与电感相反。在高频时,大部分能量通过热量消散,但铁氧体的电阻非常低,接近直流,因此不会对DC/DC转换器的输出产生很大影响。

铁氧体磁珠应该选择使其在DC/DC转换器的开关频率和其谐波处的阻抗足够高,以及确保有效阻止调节器的开关噪声。一些DC/DC转换器制造商建议使用屏蔽铁氧体磁芯电感器,因为它们的磁芯损耗很低。

在物联网安全应用程序中引入电力线过滤预防干扰

图3:铁氧体对频率的阻抗响应以及元件电阻(R)和元件电抗(X)的影响。

组合使用铁氧体和电容滤波器的一种方法是使用LC滤波器。这简化了匹配二者的工作,以确保由于电容器下降得太低而导致的插入损耗在所关注的频率范围内提供有效抑制。典型的LC滤波器产品系列是Murata的NFE系列或TDK的ACF系列。

噪声会对敏感的高性能数字处理器产生不利影响,因为它会干扰模拟电路。在滤波电路中进行设计可以确保系统可靠地运行,特别是在诸如工业环境等易受EMI影响的条件下。

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HCTL-2001-A00 正交解码器/计数器接口IC

HCTL-2022 正交解码器IC

HCTL-2022是CMOS IC,可执行正交解码器,计数器和总线接口功能。 HCTL-2022旨在提高数字闭环运动控制系统和数字数据输入系统的系统性能。它通过将时间密集的正交解码器功能转换为具有成本效益的硬件解决方案来实现。 HCTL-2022由4x / 2x / 1x正交解码器,二进制上/下状态计数器和8位总线接口组成。 HCTL-2022具有双轴功能和索引通道计数器。使用施密特触发的CMOS输入和输入噪声滤波器可在嘈杂的环境中可靠运行。 HCTL-2022包含32位计数器。它还包含正交解码器输出信号和级联信号,可与许多标准计算机IC配合使用。 HCTL-2022提供LSTLL兼容的三态输出缓冲器。工作温度范围为-40到100°C,时钟频率高达33MHz。 功能 接口编码器到微处理器 33 MHz时钟操作 可编程计数模式(1x,2x或4x) 双轴支持 索引通道支持 高噪声抗扰度:施密特触发器输入数字噪声滤波器 32位二进制上/下计数器 锁存输出 8位三态接口 8,16,24或32位工作模式 正交解码器输出信号,向上/向下和计数 级联输出信号,向上/向下和计数 基本上降低的系统软件 5V工作(VDD VSS) TTL / CMOS兼容I / O 工作温度:-40°C至100° ; C 3...
发表于 07-04 12:34 17次 阅读
HCTL-2022 正交解码器IC

HCTL-1101#PLC 通用运动控制IC

HCTL-1101系列是一款高性能通用运动控制IC,采用Broadcom CMOS技术制造。通过执行数字运动控制的所有耗时功能,它可以使主处理器执行其他任务。所有控制参数的可编程性提供了最大的灵活性和控制系统的快速设计,并且组件数量最少。除HCTL-1101外,完整的控制系统还包括一个指定命令的主处理器,一个放大器和一个带增量编码器的电机(如Broadcom HEDS-5XXX,-6XXX,-9XXX系列)。无需模拟补偿或速度反馈。 功能 低功耗CMOS PDIP和PLCC可用版本 HCTL-1000的增强版 直流,直流无刷和步进电机控制 位置和速度控制 可编程数字滤波器和换向器 8位并联和PWM电机命令端口 兼容TTL 用于协调多个HCTL-1100 IC的SYNC引脚 100 kHz至2 MHz操作 编码器输入端口 应用 快速以太网速度下的工厂自动化 通过多模光纤实现快速以太网连接...
发表于 07-04 12:34 0次 阅读
HCTL-1101#PLC 通用运动控制IC

BCM89811 BroadR-Reach®单端口汽车以太网RGMII收发器

BCM89811是Broadcom的下一代BroadR-Reach ® 汽车以太网芯片,针对低功耗汽车应用进行了优化。 通过单根非屏蔽双绞线提供100兆位/秒(Mb / s)的性能,高度集成的芯片将多个分立器件的功能与超小封装(6x6 mm)相结合。 特性 符合汽车要求的低功耗设计可将功耗降低30% 片上集成低通滤波器可降低发射(符合EMC要求)  集成内部稳压器提供片上功率,无需外部稳压器  超过汽车规格,可消除噪声和传输抖动 通过单屏非屏蔽双绞线提供100 Mb / s的速度,连接成本降低80%,布线重量减少30% 应用程序 汽车...
发表于 07-04 10:17 0次 阅读
BCM89811 BroadR-Reach®单端口汽车以太网RGMII收发器

ACPF-7241 带通滤波器(2496 - 2690 MHz)

Broadcom ACPF-7241是一款小型化RF带通滤波器器件,设计用于Band 41无线应用(2496 - 2690 MHz)。 基于在Broadcom创新的FBAR技术中,该器件旨在提供高干扰抑制和低插入损耗,并使Band 41无线电与2.4GHz频率范围内的其他相邻频段无线电(如WiFi和蓝牙)同时运行。 特点 50欧姆输入/输出 高干扰抑制,低插入损耗 微型尺寸 1.1 mm x 1.4mm占地面积 0.85mm最大高度 高额定功率 + 30dBm最大平均功率 + 33dBm最大峰值LTE调制功率 环境 符合RoHS 6 无卤素 TBBPA免费 应用程序 乐队41应用程序,如智能手机,平板电脑和其他移动/便携式通信设备。  ...
发表于 07-04 10:08 9次 阅读
ACPF-7241 带通滤波器(2496  -  2690 MHz)

ACPF-7A24 2.4 GHz Wi-Fi带通滤波器,用于与LTE频段7,38,40A和41B共存

Broadcom ACPF-7A24是一款芯片级带通滤波器,设计用于2401 MHz至2481.5 MHz的移动Wi-Fi /蓝牙应用。  ACPF-7A24  ACPF-7A24  ;与大容量,无铅SMT焊接工艺兼容,可以直接表面安装到PCB或传递模塑模块。        功能 50欧姆输入/输出 无需外部匹配 低插入损耗,高干扰拒绝 超小型尺寸:0.585 mm x 0.721  mm占地面积,0.244  mm最大高度 高额定功率:27dBm最大额定功率(LTE调制平均值) 保证性能  -30至85°C 符合RoHs 6 无卤素 不含TBBPA 应用 支持Wi-Fi /蓝牙的移动通信设备与其他无线标准同时运行...
发表于 07-04 10:08 22次 阅读
ACPF-7A24 2.4 GHz Wi-Fi带通滤波器,用于与LTE频段7,38,40A和41B共存

ACPF-7624 WiFi带通滤波器

Broadcom ACPF-7624是一款芯片级带通滤波器,专为移动WiFi波段应用而设计。   ACPF-7624基于Broadcom创新的FBAR技术,旨在实现WiFi与移动设备应用的其他无线标准的共存。 功能 50欧姆输入/输出 无需外部匹配 低插入损耗,高拒绝 超小型尺寸:0.71x0.92 mm占地面积,0.25 mm最大高度 高额定功率:29dBm绝对最大输入功率 环境:符合RoHS 6,无卤素,不含TBBPA 应用 WiFi,移动和便携式通信设备...
发表于 07-04 10:07 0次 阅读
ACPF-7624 WiFi带通滤波器

ACPF-7124 ISM带通滤波器(2401-2482MHz)

Broadcom ACPF-7124 是一款小型带通滤波器,专为2.4 GHz工业,科学和医疗设计( ISM >乐队。 ACPF-7124 解决了启用WiFi和/或Bluetooth®的并发操作的设计问题。与其他无线标准相同 - 例如2.5 GHz WiMAX , PCS 和 LTE Bands 7 和40—不会因相邻无线电干扰而导致性能下降。     功能 50欧姆输入/输出 无外部匹配要求 低插入损耗,高干扰抑制 超小型尺寸:1.1x1.4 mm占地面积,0.80 mm最大高度 高额定功率:27dBm Abs Max Tx Power 保证性能  -30至85°C 符合RoHs 6 无卤素 TBBPA Free 应用 手机,移动和便携式通信设备中的802.11 b / g / n WLAN或蓝牙数据通信。...
发表于 07-04 10:07 2次 阅读
ACPF-7124 ISM带通滤波器(2401-2482MHz)

ACPF-8440 带40F滤波器用于HPUE

Broadcom ACPF-8440是一款小型化带通滤波器,专为Band 40F高功率用户设备(HPUE)应用而设计。该设备支持+33 dBm(LTE调制)HPUE应用的功率要求和40F频段的低插入损耗。它可降低功率放大器输出并最大限度地降低电流消耗。 功能 50欧姆输入/输出 低插入损耗 ISM频段中的高抑制性和低谐波 超小型尺寸:1.4  x 1.8  mm占位面积,0.8 mm最大高度 高额定功率:+ 33dBm Avg,   + 38dBm峰值 符合RoHS 6 无卤素 不含TBBPA 应用 在40F频段运行的高功率用户设备(HPUE)无线应用程序    ...
发表于 07-04 10:07 9次 阅读
ACPF-8440 带40F滤波器用于HPUE

ACPF-8041 带41过滤HPUE

Broadcom& ACPF-8041是一款小型化LTE Band 41 Tx / Rx带通滤波器,专为高功率用户设备和应用而设计(2496 MHz至2690  (MHz)。 该设备支持HPUE应用程序的+33 dBm(LTE调制)功率要求。 Band 41中的低插入损耗降低了功率放大器输出并最大限度地降低了电流消耗,这对于HPUE应用非常重要。 功能 50欧姆输入/输出 低插入损耗 超小型尺寸:1.4  x 1.8  mm占地面积,0.775  mm最大高度 高额定功率:33 dBm avg,  33 dBm峰值(LTE调制) ISM频段中的高抑制和低谐波 性能,-20至85°C RoHs 6兼容 无卤素 不含TBBPA 应用 在41频段运行的高功率用户设备(HPUE)无线应用    ...
发表于 07-04 10:07 14次 阅读
ACPF-8041 带41过滤HPUE

ACFF-1024 ISM带通滤波器(2401-2482MHz)

Broadcom ACFF-1024 是一款小型化带通滤波器,专为2.4GHz工业,科学和医疗设计( ISM )band。 ACFF-1024 解决了启用WiFi和/或Bluetooth®的并发操作的设计问题。与其他无线标准—例如2.5GHz WiMAX , PCS 和 LTE频段7 和40 ,不会因相邻无线电干扰而导致性能下降。     功能 50欧姆输入/输出 无需外部匹配 低插入损耗,高干扰抑制 超小型尺寸:1.1x1.4 mm占地面积,0.80 mm最大高度 高额定功率: 27dBm Abs Max Tx功率 工作温度:-40°C至85°C 符合RoHS 6 无卤素 TBBPA免费 应用程序 手机,移动和便携式通信设备中的802.11 b / g / n WLAN或蓝牙数据通信。...
发表于 07-04 10:07 14次 阅读
ACFF-1024 ISM带通滤波器(2401-2482MHz)

ACPF-7424 WiFi / ISM带通滤波器(2401 - 2482 MHz)

Broadcom ACPF-7424是一款小型化带通滤波器,设计用于2.4GHz WiFi和工业,科学和医疗(ISM)频段。   基于Broadcom创新的FBAR技术,ACPF-7424旨在实现与其他无线标准共存的WiFi / ISM应用的并发运行,如2.5GHz WiMAX,PCS和3GPP Bands 7, 38,和40没有因干扰而导致性能下降。 功能 50欧姆输入/输出 无需外部匹配 低插入损耗,高干扰抑制 超小型尺寸:1.1x1.4 mm占地面积,0.80 mm最大高度 高额定功率:27dBm Abs最大输入功率 环境:符合RoHS 6,无卤素,不含TBBPA 应用 WiFi,802.11 b / g / n无线局域网,蓝牙手机,移动和便携式通信设备中的功能。  ...
发表于 07-04 10:07 14次 阅读
ACPF-7424 WiFi / ISM带通滤波器(2401  -  2482 MHz)

ACPF-8240 乐队40过滤器

Broadcom ACPF-8240是一款小型化带通滤波器,专为智能手机,平板电脑和移动/便携式通信设备等40频段应用而设计。 该器件兼容大批量,无铅SMT焊接工艺,可直接表面安装在PCB或传递模塑模块上。 特性 50 -ohm输入/输出 无需外部匹配 低插入损耗,高干扰抑制 超小型尺寸:1.1 x 1.4 mm占地面积,0.8 mm最大高度 高额定功率:29dBm绝对最大Tx功率 符合RoHS 6 无卤素 TBBPA Free 应用程序 40个应用程序,如智能手机,平板电脑和其他移动/便携式通信设备    ...
发表于 07-04 10:07 20次 阅读
ACPF-8240 乐队40过滤器

ACPF-7141 用于LTE频段41的带通滤波器

Broadcom ACPF-7141是一款专为LTE Band 41(2496-2690 MHz)设计的微型带通滤波器。该设备是一款高选择性带通滤波器,适用于移动和无线基础设施应用。   ACPF-7141设计用于多无线电系统,可实现LTE Band 41收发器与WLAN,WiFi和/或蓝牙无线电共存。   功能 50欧姆输入/输出 无需外部匹配 低插入损耗,高干扰抑制 微型尺寸:2.0mm x 1.6mm占地面积,0.90mm最大高度 高额定功率:31dBm Abs Max Tx功率 符合RoHS 6 无卤素 TBBPA Free 应用 用于智能手机,平板电脑和移动/便携式通信设备的LTE Band 41应用程序...
发表于 07-04 10:06 18次 阅读
ACPF-7141 用于LTE频段41的带通滤波器

ACFM-2113 Band 1 / Band 3 Quadplexer

Broadcom ACFM-2113是一款结合了Band 1&频段的四路复用器。带3双工器成单个微型封装。 Band 4双工器是共同绑定的。   ACFM-2113旨在允许单天线连接,并且无需天线切换。   ACFM-2113还采用了Broadcom创新的Microcap键合晶圆芯片级封装技术。此过程使滤波器能够组装在一个尺寸为2 x 2.5mm,最大高度为0.80mm的模块中。   ACFM-2113的低Tx插入损耗做了一个通过延长电池寿命和降低功率放大器电流。 ACFM-2113在Rx端口具有低Rx插入损耗和高Tx信号抑制性,增强了接收器灵敏度和动态范围。   FBAR散装的出色功率处理能力模式谐振器支持移动设备中使用的高功率电平。       功能 单天线 高交叉带隔离 启用载波聚合 Band 4 Co-banding 微型尺寸 2 x 2.5mm占地面积 0.8mm最大高度 高功率等级 +31 dBm Max Tx功率 环境 符合RoHS 6 无卤素 TBBPA免费   应用程序 智能手机,平板电脑,移动/便携在第1频段和第3频段运行的通信设备,可以选择联合频段4  ...
发表于 07-04 10:06 16次 阅读
ACFM-2113 Band 1 / Band 3 Quadplexer

HCPL-786J 隔离式15位A / D转换器

HCPL-7860 / HCPL-786J光隔离调制器和HCPL-0872数字接口集成电路或数字滤波器共同组成一个光耦隔离可编程双芯片模数转换器。隔离式调制器允许直接测量功率逆变器和汽车应用中的电机相电流。 在运行中,HCPL-7860 / HCPL-786J隔离式调制器(具有5000 VRMS介电耐压额定值的光耦合器)可转换低带宽通过Sigma-Delta(Σ−Δ)过采样调制器将模拟输入到高速一位数据流中。 这种调制提供高噪声容限和出色的隔离抗扰度 - 模式瞬变。调制器数据和片上采样时钟经过隔离边界编码和传输,在那里被恢复并解码为单独的高速时钟和数据通道。     功能 12位线性 800 ns转换时间(预触发模式2) 5种分辨率/速度权衡的转换模式;具有20 us信号延迟的12位有效分辨率(14位,103 us) 快速3 us超范围检测 串行I / O(SPI,QSPI和Microwire兼容) ) / - 单电源电压为200 mV输入范围 1%内部参考电压匹配 偏移校准 -40 o C...
发表于 07-04 09:59 28次 阅读
HCPL-786J 隔离式15位A / D转换器

ALM-2203 SDARS LNA滤波器模块

Broadcom ALM-2203是一款微型高度集成的LNA滤波器RFIC模块。该模块旨在使卫星数字音频无线电服务(SDARS)信号与现代汽车中常见的蜂窝,WiFi,蓝牙和GPS信号共存。 该模块集成了三个低噪声放大器(LNA)采用微型5x5x0.95mm封装的Film Bulk Acoustic Resonator(FBAR)滤波器。该模块具有低噪声系数,高增益和低电流消耗,非常适用于关键的低功耗卫星数字音频无线电服务(SDARS)无线电系统。   功能 高级OOB P1dB,支持SDARS与蜂窝/ WiFi / GPS共存 高度集成的芯片模块,降低BOM成本和设计时间 低噪声系数(NF)增强SDARS接收器灵敏度 适用于带集成蜂窝/ WiFi发射器的SDARS天线 紧凑且完全匹配的5x5x0.95mm适用于鲨鱼的包装-fin型天线     应用程序 SDARS Radio系统  ...
发表于 07-04 09:53 34次 阅读
ALM-2203 SDARS LNA滤波器模块

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