一.项目介绍
1.项目要求介绍以及需求分解:
d. USB2.0 端口供电
e. 采用 ADI 公司的电源变换器件,并且这些器件在 Digikey 官网上都有供货,包
括 ADI、 Maxim、 LTC 的芯片
2.硬件实现过程及相关介绍:
根据设计需求,按照如下顺序进行设计:
任意波形输出和任意数据采集二选一先开始,接下来根据以上两个功能模块的使用芯片来确认需要的电压,以及供电电流,最终生成电源的Block Diagram
1. 结合实战项目二,确认任意波形输出的方案,DAC也选用AD5626,结合LPF进行处理,是可以达到“频率最高为 1MHz、幅度能够达到 10Vpp ”的要求,要使用两路AD5626+LPF,因为要双通道波形输出
a. 重点是使用Analog Filter Wizard确认LPF方案,按如下一些步骤进行确认:
b. 搭建滤波器的过程需要注意:
这个LPF方案要兼顾输出波形完整度,-3db点,以及输出波形的电压,因为输出波形幅度需要达到10Vpp,同时是有源滤波,所以运放供电就需要起码+-10V,这会在下部分电源处理部分再详细说明,在已经通过ADI Filter tool处理后,根据自己需求,需要对运放的配置电阻进行调整,如下是演示,最终文件会放在附件中。
c. 供电处理:
如上一条,需要用到+-10V,这就要用到ADI的LTpowerCAD II v2这个工具,
先使用5V转换为10V输出,按如下顺序来
再寻找5V转换为-10V的方案,使用ADI官网中的电源管理选型来,这个链接:
如下的操作:
选用第一个LT8333,结合SPEC和LTpowerCAD II v2看到LT8333可以做到-10V,在附件中看到LTSpice是生成正电压,看情况是需要再进行其他部分的设置,但是这些设置目前在SPEC中还没看到,也许对照实物来做会更方便,所以有时候,模拟软件也只能做参考。
2. 结合实战项目一,确认双通道数据采集的方案,这个相对容易一些,可以参考ADALM2000的方案来做
a. 首先因为采集信号幅度范围为 5mVpp 到 50Vpp ,需要对采集电压进行适当处理,如下这样
b. 结合实际线路,供电采用5V转3.3V,以及5V转-3.3V的方案
其中,5V转3.3V是使用LTpowerCAD II v2进行选型,如下这样
5V转-3.3V的方案参考实战项目二,使用LT1054,这颗芯片在实战项目二中已经做过,是可以稳定输出负电压的,参照SPEC中的reference如下
LTSpice模拟如下:
根据SPEC确认到,供电时使用3.3V,这可以使用如上的3.3V
二.软件工具使用过程及相关介绍:
在这个实战项目中,使用到了一些工具,包括
1. ADI的网页选型工具switching regulators,用来器件选型
2. ADI的网页工具Filter Design Tool,用来设计滤波器
3. ADI的离线工具LTSpice,用来做各种模拟
4. ADI的离线工具LTpowerCAD II v2,用来对ADI/MAXIM/LTC的电源芯片进行选型和配置
三.效果演示
根据如上的器件选型和电源设置,最终可以得到如下的Power Bolck Diagram,详细部分会负载附件中
四.第二阶段的学习总结
这是模拟电路前工程化课程第三阶段实战作业,也是这个模拟课程的最后一个实战项目,说实话,从始至终,这个项目干货满满,对于题目的工程化是名副其实,在这个课程中,得到了硬禾老师的很多帮助,把信号处理部分系统的重新复习了一遍,硬禾推出这个项目对新进入工作岗位的同学非常友好,现在硬禾又推出了更专业的课程,希望硬禾越办越好,我们后续还会多多支持。