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应对纷繁复杂的振荡器应用需求?有这一颗料,就够了!

振荡器是电子电路中常见的一种元器件,作为一种能量转换装置,其作用就是将直流电能转换为具有一定频率的交流电能。在设计时,固定频率的振荡器最为常见,这种振荡器每种料可产生一个对应的频率。但由于实际设计中面对的频率多种多样,因此人们就不得不在库存中预先准备多种振荡器物料。

而可编程振荡器的出现,给人们带来了极大的便利,其最大的特点是仅需几分钟就能根据需要将振荡器设置为目标频率,可以说只需这样一种多用途的器件就能应对几乎所有设计需要,这无疑会为设计者、代工厂和其它从事大批量生产的电子公司带来巨大的灵活性和成本效益。

SiTime的可编程振荡器就是其中最具代表性的产品,其包括低功耗、高温、扩频、VCXO、低抖动、TCXO/VCTCXO/DCTCXO等多种类型,可适应汽车(满足AEC-Q100)、工业、消费电子、通信等多行业的需要。

SiTime可编程振荡器可通过灵活的配置,适应广泛的设计需求,包括:

  • 1MHz到625MHz之间的任何频率
  • ±10到±50ppm之间的任何稳定度
  • 1.8V到 3.3V之间的任何电压
  • -55°C至+125°C之间的任何温度
  • 任何标准封装

此外,SiTime可编程振荡器与Digi-Key的高速编程服务相结合,可在48小时内根据你的设计要求完成配置并发货,及时响应你的开发需求。

了解SiTime可编程振荡器更多信息,请点击这里>>>


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硅橡胶电线外径与规格书不同,这是为什么?其实原因很简单~


关键词 : 线缆


问:CNC Tech 3239-22-1-0505系列的线径不同? 




有时你会发现,来自CNC Tech的3239-22-1-0505系列硅橡胶电线的尺寸与规格书所述不符。例如,3239-22-1-0500-007-1-TS的外径测量值约为1.66 mm,而规格书显示的直径为2.05 mm+/-0.10 mm。这根电线是坏了还是不合规格?


请注意,在2020年第12周之后生产的任何此类电线(22 AWG及本系列)都将采用更大的直径规格。在此之前生产的电线仍然符合标准要求。

就3239-22-1-0500-007-1-TS而言:

  • 2020年第12周前,外径=1.65+/-0.10mm
  • 2020年第12周后,外径=2.05+/-0.10mm


对应的产品规格书的版本如下:

因此,请检查其日期代码,确认你的电线适用于哪个版本的规格书。

 

更多有关线缆的技术信息, 请参阅:

 

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提升摇臂/拨动开关的使用寿命,这个方法太巧妙了!我怎么没想到~


关键词 : 开关, 电路设计


问:电路并联以延长开关寿命




我见过许多摇臂开关和拨动开关在其预期寿命之前就已损坏并停止工作。虽然真正解决过早出现故障问题的唯一方法是使用质量更加好的开关(更高的电流额定值和/或更长的使用寿命),但由于尺寸限制,这在现有项目中并不总是可行的。我的建议是,使用双极开关且以并联方式运行电路,这样就能延长开关的寿命。

比方说,使用SPDT摇臂开关SW340-ND来运行两个单独的电机。尽管电机的电压和电流消耗都符合开关的规格,但在使用了很短的时间之后就开始出现故障了。以下是原始电路图。


由于面板上有个切口,因此在寻找替换开关方面就受到了限制。如果使用DPDT摇臂开关CWI419-ND,就能并联运行电路。我最初的想法是,由于流经单个连接头的电流较少,那么就可以在避免上述故障问题且无需修改面板的情况下使能开关。

但现实是,开关的磨损和最终失效通常发生在打开和闭合过程中,而双极开关几乎不会同时打开和闭合两极。这意味着在最关键的时刻,所有的电流和电弧都将只集中在两极中的某一极上。因此,延长使用寿命很可能只是一个冗余结果,因为第一极失效之后,第二极可以接替运行,但在最好的情况下,也只能使寿命延长一倍。如果单极过早发生故障(少于预期寿命的一半),那么使用双极充其量只能使其达到预期寿命。然而,这也无法保证。

下面是使用DPDT开关的电路图。


注意:使用 DPDT 并无坏处,但它不能解决应用中连接头容量不足的问题。此外,你还必须了解, DPDT 开关无法仅因为两极并联就能够处理两倍的电流。出于上述原因,并联连接时,电流仍不应超过单极的额定值。


更多开关相关的技术信息, 请参阅:



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将机器学习应用于物体检测,既困难又昂贵?我们有既容易又便宜的方案~

作者:Jacob Beningo

关键词 : 开发工具, 方案

在嵌入式系统行业中,将机器学习 (ML) 应用于物体检测和分类已成为迫在眉睫的需求,对于物联网 (IoT)、安保、高级驾驶辅助系统 (ADAS) 和工业自动化系统领域尤其如此。但是,物体检测是一个复杂的主题,而ML相对较新,因此开发用于检测物体的ML应用可能既困难又麻烦。

例如,物体检测传统上要求开发人员学习像OpenCV这样的框架,并购买数千美元的计算机设备,才能获得成功。因此,传统的物体检测和机器视觉方法不仅耗时,而且成本高昂。

如果工程师希望在无需成为ML方面的专家或购买昂贵设备的情况下,能将ML应用于物体检测和机器视觉应用,那么SparkFun Electronics的Python可编程OpenMV H7相机模块就是一种创新的解决方案。该模块设计为类似于“Arduino”的低成本模块,可用于图像处理和检测。这样,该模块和软件生态系统提供了一种独特而有趣的解决方案,支持以低成本模块的形式使用ML轻松进行物体检测和分类。

本文介绍了OpenMV H7相机模块,并展示了开发人员如何开始使用CIFAR-10计算机视觉图像数据集将ML应用于物体检测。


OpenMV H7相机模块简介

凭借功能丰富的软件库,OpenMV H7相机模块可为开发人员快速创建ML应用提供很多帮助。例如,开发人员可以将OpenMV相机用于面部和眼睛检测,甚至可以精确跟踪瞳孔。它可以用来创建斑点或标记,然后跟踪颜色。甚至还有关于如何使用ML检测和跟踪自定义物体的示例。

OpenMV H7相机模块是单一的集成开发板,其中包括基于ML的物体检测和分类所需的所有硬件组件,其成本比传统的机器视觉系统低几个数量级。该模块相对较小,尺寸仅为1.4 x 1.75英寸 (in.),其中包括:

  • 高端微控制器
  • 集成且可更换的相机模块
  • 电池连接器
  • USB微型连接器
  • 三色LED
  • microSD插槽(最大支持64GB的存储卡)
  • 扩展输入和输出 (I/O)


图 1:OpenMV H7相机模块完全集成所有必需的元器件,
以便使用ML快速开发和部署机器视觉应用。
(图片来源:SparkFun Electronics)


扩展I/O为开发人员提供了来自微控制器的一系列外设功能(图2)。这些功能包括通信接口,例如:

  • UART
  • SPI
  • I2C
  • CAN

扩展I/O还包括控制和数据通道,用于驱动伺服器、通过数模转换器 (DAC) 生成信号,或通过模数转换器 (ADC) 读取传感器值。这些扩展I/O使得OpenMV模块非常适合家庭自动化、机器人导引、工业自动化以及物体检测和跟踪空间领域的视觉应用。


图 2:OpenMV H7相机模块配备大量可扩展的 I/O引脚。这些引脚可用于控制伺服电机、样品传感器,或与Wi-Fi模块通信以创建物联网设备。
(图片来源:SparkFun)


板载微控制器是STMicroelectronics的STM32F765VIT6,其包含一个采用100引脚LQFP封装的Arm Cortex-M7处理器。该处理器的运行频率为216兆赫 (MHz),并具有2兆字节 (MB) 的闪存和512千字节 (KB) 的RAM。该处理器集成双精度浮点单元 (FPU) 和全套DSP指令,因此功能极其强大,非常适合机器视觉应用。此外,这款微控制器还包括一个基于硬件的JPEG编码器,可以加速成像应用。STM32F765VIT6的一般框图如图3所示。


图 3:STM32F765VIT包含2MB的闪存,512KB的 RAM和外设,例如基于硬件的 JPEG编码和DSP指令,使其非常适合机器视觉应用。
(图片来源:STMicroelectronics)


OpenMV H7相机模块的独特之处在于它支持多个不同的相机模块。例如,如果开发人员不想使用分辨率为640 x 480的板载相机,则可以切换到支持ON Semiconductor的MT9V034图像传感器的模块。MT9V034是一款1/3英寸宽的VGA格式CMOS有源像素数字图像传感器,包含全局快门和高动态范围 (HDR) 模式。该传感器的图像分辨率为752 x 480,设计用于-30˚C至+70˚C的宽温度范围。ON Semiconductor为此图像传感器提供了一款开发板,即MT9V034C12STCH-GEVB(图4)。


图 4:MT9V034C12STCH-GEVB是用于 MT9V034图像传感器的开发板,
其中包括内置镜头,可加快开发和测试速度。
(图片来源:ON Semiconductor)



物体检测应用开发起步

OpenMV H7相机模块的应用开发全部通过OpenMV IDE完成,该IDE提供了Python接口进行应用开发(图5)。借助Python,无需了解低级编程语言。实际上,不仅脚本是用Python编写的,而且OpenMV H7相机模块还以原生方式运行MicroPython。这为开发人员提供了一种极为简便的方法,可以毫不费力地开始编写机器视觉应用并运行ML推断。


图 5:OpenMV IDE提供了一个基于 Python的接口,可为 OpenMV H7相机模块开发应用代码。然后将应用作为脚本发送至运行 MicroPython的相机模块。
(图片来源:Beningo Embedded Group)


设置好之后,开发人员要做的第一件事就是运行基本的hello_world.py,其中包含清单1 中所示的代码。该Python脚本展示了开发人员如何启用OpenMV相机并连续拍摄快照。这使开发人员能够获得实时视频并测量帧率。连接到PC时,帧率可能会有所不同,从每秒25帧 (fps) 到约60 fps。只需使用屏幕左下角的连接按钮将OpenMV相机连接到OpenMV IDE,然后单击绿色的运行按钮,即可执行该应用。

清单1

# Hello World Example # # Welcome to the OpenMV IDE!Click on the green run arrow button below to run the script!import sensor, image, time   sensor.reset()                      # Reset and initialize the sensor.sensor.set_pixformat(sensor.RGB565) # Set pixel format to RGB565 (or GRAYSCALE) sensor.set_framesize(sensor.QVGA)   # Set frame size to QVGA (320×240) sensor.skip_frames(time = 2000)     # Wait for settings take effect.clock = time.clock()                # Create a clock object to track the FPS.while(True):     clock.tick()                    # Update the FPS clock.img = sensor.snapshot()         # Take a picture and return the image.print(clock.fps())              # Note: OpenMV Cam runs about half as fast when connected                                                                         # to the IDE.The FPS should increase once disconnected.

清单 1:OpenMV IDE hello_world.py 应用能够使 OpenMV 相机模块提供实时视频。
(代码来源:OpenMV)


为了执行第一次物体检测和分类测试,需要使用所需的物体识别类来训练ML网络。CIFAR-10数据集是一个常用图像数据集,可用于训练物体检测模型并测试模型运行状况。CIFAR-10数据集含有60,000张图片,其中包含以下10种不同图像类别的32 x 32彩色图像:

  • 飞机
  • 汽车
  • 鸟
  • 猫
  • 鹿
  • 狗
  • 青蛙
  • 马
  • 船
  • 卡车

有关如何训练模型并将其转换为可在OpenMV相机上运行的推断,超出了本文的论述范围。但是无需进行模型开发就可以运行经过CIFAR-10训练的网络:OpenMV IDE已包括一个经过训练的CIFAR-10模型,只需将其加载到相机即可使用。

要使用此模型,请将OpenMV相机连接到PC和OpenMV IDE。在OpenMV IDE中,单击 tools(工具)-> machine learning(机器学习)-> CNN Network Library(CNN网络库)。随即将打开一个包含OpenMV qtcreator models文件夹的窗口。其中有两个选项:

  • cmsisnn
  • tensorflow

在cmsisnn下,导航至cifar10文件夹,单击cifar10.network。然后将打开另一个窗口。该窗口可用于将经过训练的网络文件保存在OpenMV相机上。然后,用户可以选择相机随附的大容量存储驱动器来保存该网络。

保存网络后,通过转到File(文件)-> Examples(示例)-> 25-Machine-Learning(25-机器学习)-> nn_cifar10_search_whole_window.py,加载CIFAR-10机器学习示例。这将加载一个示例脚本,如下所示(清单2)。

清单2

# CIFAR-10 Search Whole Window Example # # CIFAR is a convolutional neural network designed to classify its field of view into several # different object types and works on RGB video data.# # In this example we slide the LeNet detector window over the image and get a list of activations # where there might be an object.Note that use a CNN with a sliding window is extremely compute # expensive so for an exhaustive search do not expect the CNN to be real-time.import sensor, image, time, os, nn   sensor.reset()                         # Reset and initialize the sensor.sensor.set_pixformat(sensor.RGB565)    # Set pixel format to RGB565 (or GRAYSCALE) sensor.set_framesize(sensor.QVGA)      # Set frame size to QVGA (320×240) sensor.set_windowing((128, 128))       # Set 128×128 window.sensor.skip_frames(time=750)           # Don’t let autogain run very long.sensor.set_auto_gain(False)            # Turn off autogain.sensor.set_auto_exposure(False)        # Turn off whitebalance.# Load cifar10 network (You can get the network from OpenMV IDE).net = nn.load(‘/cifar10.network’) # Faster, smaller and less accurate.# net = nn.load(‘/cifar10_fast.network’) labels = [‘airplane’, ‘automobile’, ‘bird’, ‘cat’, ‘deer’, ‘dog’, ‘frog’, ‘horse’, ‘ship’, ‘truck’]   clock = time.clock() while(True):     clock.tick()       img = sensor.snapshot()       # net.search() will search an roi in the image for the network (or the whole image if the roi is not     # specified).At each location to look in the image if one of the classifier outputs is larger than     # threshold the location and label will be stored in an object list and returned.At each scale the     # detection window is moved around in the ROI using x_overlap (0-1) and y_overlap (0-1) as a guide.# If you set the overlap to 0.5 then each detection window will overlap the previous one by 50%.Note     # the computational work load goes WAY up the more overlap.Finally, for mult-scale matching after     # sliding the network around in the x/y dimensions the detection window will shrink by scale_mul (0-1)     # down to min_scale (0-1).For example, if scale_mul is 0.5 the detection window will shrink by 50%.# Note that at a lower scale there’s even more area to search if x_overlap and y_overlap are small…# contrast_threshold skips running the CNN in areas that are flat.for obj in net.search(img, threshold=0.6, min_scale=0.5, scale_mul=0.5, \             x_overlap=0.5, y_overlap=0.5, contrast_threshold=0.5):         print(“Detected %s – Confidence %f%%” % (labels[obj.index()], obj.value()))         img.draw_rectangle(obj.rect(), color=(255, 0, 0))     print(clock.fps())

清单 2:OpenMV IDE nn_cifar10_search_whole_window.py示例应用可用于对图像进行分类,
并为分类提供置信度测量。(代码来源:OpenMV)


测试应用可以按照hello world.py脚本执行:通过单击左下角的connect(连接)将OpenMV IDE连接到相机模块,然后单击run(运行)。此时,相机将运行该脚本并尝试对所看到的图像进行分类。终端窗口将输出图像是否已分类,以及置信度是多少。

此时,开发人员只需展示CIFAR-10数据集中的不同物体,并让相机对它们进行分类。就本文的目的而言,为相机提供了猫(图6)和飞机(图7)的图像。虽然从图像中很难看到,但置信度约为70%。由于训练图像与测试图像的差异、光照条件和其他因素,因此置信度可能较低。通过更多的训练并对相机环境加强控制,一定可以达到更高的置信度。


图 6:OpenMV IDE相机针对CIFAR-10数据集运行 CNN网络(展示一只猫以供识别)。
(图片来源:Beningo Embedded Group)


图 7:OpenMV IDE相机针对 CIFAR-10数据集运行 CNN网络(展示一架飞机以供识别)。
(图片来源:Beningo Embedded Group)



扩展OpenMV H7的功能

OpenMV模块的扩展方式有很多,能用于不同相机模块和几乎无限数量外部传感器。

尽管OpenMV模块具有I/O扩展功能,但使用外部扩展板来额外获得电源、接地和通信信号,这将非常有用。一款有用的扩展板是DFRobot针对OpenMV M7模块推出的DFR0578 Gravity扩展板(图8)。从图中可以看出,Gravity模块能连接更多电源和接地引脚。它甚至扩展了附加的I2C线路,并提供了为模块供电的其他选项。这使得连接外部传感器和模块变得更加容易,无需使用试验板或接线。


图 8:DFRobot针对OpenMV cam M7推出的 Gravity扩展板提供了多个易于访问的附加针座,以简化快速原型开发。(图片来源:DFRobot)


除Gravity板外,开发人员可能会发现另一款值得关注的扩展板也非常有用,就是DFRobot的DFR0498 FireBeetle Covers – 相机和音频媒体板(图9)。FireBeetle开发模块包括:

  • 连接IIS编解码器的接口
  • 相机模块
  • 耳机
  • 麦克风

根据最终应用,还有许多其他扩展板可以连接到OpenMV H7camera模块。


图 9:DFRobot 的 FireBeetle DFR0498 包括用于麦克风等媒体设备的扩展功能。
(图片来源:DFRobot)



使用OpenMV的技巧与诀窍

虽然开始使用OpenMV H7相机模块并不困难,但是开发人员在首次使用时应注意许多细微差别和决定。以下是开始使用该模块的一些“技巧与诀窍”:

  • 首次使用模块时,确保使用OpenMV文档中所述的步骤在模块上调整焦距。
  • 在Files(文件)-> Examples(示例)菜单中,可访问几十个示例,从如何检测颜色到面部识别。
  • 要添加互联网连接,请考虑使用Wi-Fi扩展板。通过Tools(工具)-> OpenMV Cam Settings(OpenMV Cam 设置)选项,可以在启动时自动启用Wi-Fi扩展板。
  • 考虑使用TensorFlow Lite为感兴趣的物体训练ML模型。

开发人员遵循这些“技巧与诀窍”后,便会发现初次使用OpenMV H7相机模块时,他们可以节省不少时间并省去很多麻烦。


总结

如上所述,OpenMV H7相机模块特别适合帮助开发人员快速开始将ML原理应用于物体检测和相关应用。开发人员不仅可以利用现成的示例应用来加速设计,还可以使用许多相机和传感器扩展选项。开发人员只需知道如何编写几行Python代码即可上手,根据复杂程度,他们可以在几小时内拥有可以正常工作的应用。


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【开发板年度点评】Seeed四大皇牌板子,谁是开发大神心中最爱?

作者:Digi-Key


关键词:开发工具,大咖在DK

随着Digi-Key在中国电子圈的一步步深耕,我们也陆续收到很多业界技术大牛、KOL以及创客们的投稿,其中涵盖了前沿技术分享、研发作品展示,甚至是Digi-Key网站使用经验的总结等等……这些来自工程师的稿件,素材之多,质量之高,总是会让我们眼前一亮,也使得我们深感“民间高手”功力之深厚。

今天这期视频中,达尔闻的妮姐为大家带来了“热门Seeed开发板盘点”。其中,妮姐特别提及了Seeeduino XIAO、Grove – Starter Kit、BeagleBone® Green,以及ODYSSEY – X86J4105800这四款热门产品,它们虽然面对不同的目标领域,但同样具有易用的开发环境性和丰富的开发资源,令人印象深刻,这宛如搭起了一座跨越设计难题的桥梁,让初学小白一路进阶到开发大神。

视频中四大皇牌开发板的相关介绍及资源链接如下:

Seeeduino XIAO Arduino:板子虽“小”,功能不弱



Seeeduino XIAO是Seeeduino家族中最小巧的成员。尽管如此,Seeeduino XIAO仍然搭载了功能强大的微控制器SAMD21G18,其内置了Arm® Cortex-M0+CPU内核,是一款低功耗Arduino微控制器。即使在需要较少功率的情况下,该“小”板子也具有良好的处理性能。Seeeduino XIAO设计紧凑,可用于Arduino可穿戴设备和小型项目。

相关设计资源:



Grove 极简套件:Arduino入门之选


Grove极简入门套件对于初次接触Arduino的用户而言是最好的入门学习套件之一,它不需要特别困难的焊接操作和复杂的电路,可以让用户专心地学习Arduino的使用。

这个套件是由一个Arduino兼容主板 (Seeeduino Lotus) 和十个Grove模块集合而成的一体PCB板。所有模块都已通过PCB压印孔连接到Seeeduino,因此不需要额外的Grove数据线进行连接。

相关设计资源:



Seeed Studio BeagleBone® Green:经典架构的创新之作


SeeedStudio BeagleBone Green(BBG)是专为开发者和业余爱好者设计的低成本、开源、社区支持的开发平台。 这是BeagleBoard.org和Seeed Studio的共同努力的结晶。它基于BeagleBone Black的经典开源硬件设计,并开发出这种差异化版本。 BBG包括两个Grove连接器,使其更容易连接到大量Grove传感器。

相关设计资源:



ODYSSEY -X86J4105:功能强悍的X86平台



ODYSSEY-X86J4105基于四核1.5GHz CPU——Intel Celeron J4105,它最高工作频率可达到2.5GHz。该开发板具有标准计算机所需的所有强大功能,包括8GB LPDDR4 RAM、64GB eMMC存储(可选)、板载Wi-Fi / BLE双千兆以太网端口、音频输入和输出、USB端口、HDMI、SATA连接器、PCIe等。

相关设计资源:


想要了解更多内容

聆听妮姐对每块板子的专业点评

还是来围观下面的视频吧

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能通过以太网供电的PoE技术,快来了解一下!

作者:Digi-Key

关键词 : 以太网

问:为什么要采用以太网供电(PoE)

以太网供电(PoE)是一种支持通过第3类或更好的以太网线缆与以太网数据一同传输电力的技术。与配备单独供电线路的传统系统相比,PoE降低了远程位置控制中的器件安装和维护成本(如WLAN接入点和IP摄像头),且无需重新布线交流电基础设施,即可为器件提供集中化电力备份。PoE只是将器件连接到单个网络线缆中。

IEEE 802.3 PoE定义了通电器件(PD)和电源器件(PSE)之间的信令标准。

  • 通电器件:利用以太网供电的用户
  • 电源器件:通过以太网传输电源的设备。它包括:

1.末端跨接法


末端跨接PSE将PoE集成到以太网交换机中。

2.中间跨接法


中间跨接器件适用于那些希望在不更换现有交换机的情况下升级网络的组织。这些设备从交换机接收数据线,并通过备用线对插入电源,从而向PD提供数据和电源。



更多有关以太网的技术信息, 请参阅:



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搞清楚连接器的极性,这些专业术语你一定要懂!

作者:Digi-Key


关键词 : 连接器

问:通电连接器和紧固件的极性术语

在电气和电子领域中,通常会指定配接连接器的极性(公或母)。此外,还包括对连接器样式的描述,例如插头、引脚、插口、插座、插孔等。随着结构类型的多样化,定义你所需的连接器可能有些复杂难懂。本指南将解释有关连接器极性及样式的常见描述,帮助你识别和查找所需零件。

公 / 母术语

要确定通电连接器上的公/母特性,可以查看通电连接器上包含的是公头引脚 还是母头插 。 图 1 和 图 2 分别展示了公头/母头类型的示例。

图 1 : 1003-2967-ND——带公头引脚的9位D-Sub插头


图 2 : 1003-1868-ND——带母头插口的9位D-Sub插座

连接器样式

人们常常会将“插头”和“插孔”弄混。“插孔”可同时适用于母头连接器和公头连接器,通常用于指示连接器对的固定侧或面板安装侧。“插头”通常指配置中的可移动连接器。当两根相连的柔性电缆的关系对等时,每根电缆均可被视为一个插头。IEEE STD 100、IEEE-315-1975和IEEE 200-1975(已替换为ASME Y14.44-2008)是根据位置或移动性(而非极性)来定义“插头”和“插孔”的。相关示例请参见 图 3 和 图 4 。

图 3 : CP-2523MJCT-ND——母头音频插孔


图 4 : 102-4769-ND——公头音频插头

*注意:在英国和一些非英语国家 / 地区, “ 插孔 ” 一词可能指可拆卸电缆末端的插头。这种用法与北美通用术语直接相悖。

“插头”一词通常用于具有物理突出物的连接器,而插座、插口和插槽则用于具有凹陷特征的连接器,但零件的公/母极性由导体的引脚/插口定义。 图 5 包含了许多不同类型的连接器配置的示例。


图 5 : 各种连接器


同轴连接器的反极性

曾经有客户要求我们说明标准同轴连接器和反极性同轴连接器之间的区别。标准公头同轴连接器具有套筒、外体和中心引脚,其螺纹部分位于连接器内部。标准母头同轴连接器具有套圈、外体和插座( 图 6 )。


图 6 : 标准公头/母头同轴连接器


对于反极性公头和母头连接器,本体和螺纹部分与标准连接器相同,其主要区别在于——公头连接器的中心引脚与母头连接器的插座互换。有关更多细节,请参见 ( 图 7) 。


图 7 :反极性公头/母头同轴连接器


如需我们帮助确定或寻找连接器,或者你有任何其他技术问询,请随时在论坛中发帖,以联系我们的技术团队。


更多有关连接器的技术信息, 请参阅:



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USB Type-C和USB PD产品好用,但是太复杂……别急,我们能让开发测试更简化!

作者:Steven Keeping

关键词:连接器,工作原理

最新的USB连接器/电缆、功率传输 (PD) 和协议规范(分别为USB Type-C、USB PD 3.0 和USB 3.2)进一步提高了连接器的易用性、USB的数据吞吐量和功率传输能力。然而,那些渴望使用新规范的设计人员却发现自身面临着诸多实施挑战。尤其是新规范支持高电压和大电流,可能会导致不兼容外设损坏,造成电缆、连接器和端口过热。

尚不熟悉USB Type-C和USB PD的开发人员,必须设法在具有适当软件接口的受控环境中试验这些新技术。USB芯片供应商已经对此作出回应,推出了配备软件和电路板的评估套件 (EK),其中包括电源、用于连接PC的USB接口以及最新一代的USB芯片。借助这些EK,开发人员可以利用带用户友好界面的成熟设计来获取USB Type-C和USB PD的配置经验。此外,这些EK也可用作开发人员原型开发的参考设计。

本文将概述最新USB Type-C规范的关键属性,并阐示一些实施难题。另外,还将介绍ON Semiconductor、STMicroelectronics和Texas Instruments推出的套件,并展示如何使用这些套件来安全探索USB新技术的功能。作为评估套件和评估板基础的集成组件可用于新产品设计,从而提高性能,节省空间并减少元器件数量。



为何要升级为最新USB规范?

将产品升级为最新USB规范的主要原因包括:

  • 便利性更高:USB Type-C基于紧凑型可逆插头连接器,更适合现代消费类电子产品的外形尺寸,让消费者使用更便利。
  • 吞吐量更大:USB 3.2(于2017年推出,现已统合所有先前的USB 3.x规范)数据速率高达20 Gb/s。
  • 功率更大:USB PD 3.0提供功率高达100W (5A x 20V),可为平板电脑和便携式计算机快速充电。

USB Type-C连接器对于USB 3.2第2 x 2代规范必不可少,今后该标准的新版本将只兼容这类连接器(而不兼容Type-A和Type-B连接器)。该规范定义了24针连接器,即四个+5 V接地引脚、两对用于USB 2.0数据总线差分信号、四对用于SuperSpeed数据总线、两个“辅助”引脚、用于有源电缆的VCONN +5V电源,以及用于电缆方向检测和连接管理的通道配置 (CC) 引脚。请注意,在特定应用中引脚使用有所不同,具体取决于所采用的通信协议和功率传输要求(图1)。

图 1:USB Type-C 24针连接器可反转使用,CC引脚用于电缆方向检测和连接管理。
(图片来源:Texas Instruments)


“全功能”USB Type-C连接器和电缆支持最快的USB数据速率。例如,使用USB Type-C时,设计人员可以选择USB 3.2第1代 (SuperSpeed 5Gb/s)、USB 3.2第2代 (SuperSpeed 10Gb/s) 或USB 3.2第 2×2 代 (SuperSpeed 20Gb/s) 协议。请注意,若使用“非全功能”USB Type-C连接器和电缆组合,则不适用于最新规范支持的功能。下文只探讨使用全功能USB Type-C硬件的设计。

借助USB Type-C,设计人员还能充分利用USB PD 2.0/3.0供电协议允许的USB PD最高电压和最大电流。自USB PD 2.0起,规范定义了5V、9V、15V和20V四个电压电平。此外,电源最大输出功率还支持0.5W至100W之间的任意值,而非USB PD 1.0标准的六个固定功率水平。功率超过15W的电源电压为5V和9V,超过27W为5V、9V和15V,超过45W为5V、9V、15V和20V。各种电压和电流组合称作“功率分布”。

尽管功率水平灵活配置具有诸多优势,但该技术支持的高电压和大电流却增大了实施复杂性,并带来若干奇特的设计挑战。例如,USB PD需要新增端口控制器,以协调和实施USB PD功率发布。短时间内,惯用USB Type-A的设计人员可能无法适应这些差异,因而导致设计决策不合适或具潜在破坏性的风险增大。

例如,带USB PD的USB Type-C系统可通过USB A转C电缆连接至USB Type-A端口;USB Type-A端口的VBUS保持在5V左右,而带USB PD的USB Type-C端口可在5A下提供高达20V电压。因此,电流将从VBUS电压较高的端口流向另一端口,但是许多USB Type-A端口功率开关不具备反向电流保护,因而可能会因高电压而损坏。(有关USB Type-C和USB PD设计的更多信息,请参见Digi-Key文章“USB Type-C 设计和使用功率传输进行快速充电”。)



USB Type-C复杂性管理

USB Type-C和USB PD可通过可配置的电缆、接口和功率设置实现多功能性。USB Type-C连接器使用CC引脚进行电气检测和连接配置。USB Type-C端口可以作为仅主机、仅设备(以传统 USB 主机和设备运行)或双角色端口 (DRP);主机是下行端口 (DFP),设备是上行端口 (UFP)。

USB Type-C的其他优势包括:

  • 双角色端口可重新配置。例如,便携式计算机通过显示器充电时可作为 UFP,而为微型风扇供电时可作为DFP。
  • 可根据需要配置VCONN,以确定VBUS使用USB Type-C标准电源或USB PD。
  • 支持可选的备用和配件模式。

使用端口控制器与PD控制器配合协调电源要求和方向,例如不会用智能手机等电池容量不大的设备为便携式计算机等大功率设备供电。端口控制器通常包括嵌入式微控制器,因而无需外部设备来监控电力交易。

为了有效管理复杂性并确保设计成功,USB芯片供应商推出评估套件,为设计人员提供经优化的受保护电路进行试验,评估配置以选择最适合应用的USB Type-C和USB PD。例如,ON Semiconductor的STR-USBC-4PORT-200W-EVK是一款200W、四端口USB Type-C EK。该套件具有多个输出电压,分别为5V、9V、15V和20V,最大电流为5A,每个端口的最大输出功率为100W,开发人员可藉此探索USB PD 3.0的功能。由于受电源限制,该EK四个端口的最大总输出功率为200W。

STR-USBC-4PORT-200w-EVK包括USB PD端口控制器、高压保护开关和降压电源控制器。此外,该套件还配备了AC/DC电源,输入电压为90V – 265V,内置过流和热保护。该EK随附ON Semiconductor的Strata软件,其中包括配置工具,可用于功率分布测试、各种故障和折返功能试验、系统遥测监控,并为连接的设备提供可变充电负载(图2)。


图 2:ON Semiconductor的 USB Type-C EK包括 200W AC/DC前端和四端口 USB PD输出。
(图片来源:ON Semiconductor)


该EK的端口控制器采用ON Semiconductor的FUSB307B,旨在实现带USB PD功能的USB Type-C端口控制器 (TCPC)。作为TCPC,该芯片符合USB PD接口规范,具有用于USB Type-C端口管理器 (TCPM) 的标准化接口,并集成用于手动连接/断开检测的USB Type-C检测电路。该芯片可自动处理时间关键型PD功能,而无需使用系统微控制器或 TCPM。

就这方面而言,STMicroelectronics推出了STEVAL-ISC004V1 USB PD EK。该EK是一款即用型USB PD源,基于该公司的STUSB4710A USB PD控制器,演示了如何将固定电压的直流电源输入转换为USB PD可变电压输出。USB PD控制器通过USB Type-C的CC引脚进行通信,以协调传输至连接设备的给定功率,无需微控制器支持即可处理与DFP或UFP的连接。

此外,Texas Instruments (TI) 还推出了USB-CTM-MINIDK-EVM,一款USB Type-C坞站接口EK(图3)。该EK是一款USB Type-C坞站参考解决方案,包括USB PD、音频、USB数据、电源和视频;通过USB Type-C PD主端口支持拉出和灌入电流功能。由外部USB Type-C充电器供电时,坞站可在3A下提供5V电压,在5A下提供12V至20V电压。

该EK包括:

  • TUSB8041:四端口USB 3.0集线器控制器,通过DFP和UFP均可提供SuperSpeed USB 连接。
  • TUSB321:TCPC用于检测端口连接/断开、电缆方向和角色。该芯片可配置为DFP、UFP或DRP。
  • TPS65982:USB Type-C控制器用于USB PD协调和启用电源路径。



图 3:TI的 USB-CTM-MINIDK-EVM USB Type-C接口 EK是一款 USB Type-C坞站参考解决方案,包括 USB数据、USB PD、音频和视频。
(图片来源:Texas Instruments)

ON Semiconductor、TI和STMicroelectronics的EK可协助工程师完成带USB PD的USB Type-C设计设置和配置。

使用ON Semiconductor的EK开发需借助该公司的Strata Developer Studio。首先,开发人员需向EK施加交流电压,使用USB Mini-B电缆将其连接至PC,登录并允许PC检测EK,下载相关内容。

开发人员可对系统进行基本设置,包括最大系统功率(从30W至200W),该设置可确保四个端口的总PD“合同”不超过交流电源的总功率;以及“保证功率”设置,即端口1始终按分配输出功率,而其他端口共享剩余功率。此外,还提供故障保护设置,可用于确定指示故障状态的温度阈值。

然后,开发人员就可以着手测试各种端口设置,包括:

  • 端口最大功率:设置后所有合同均不得超出该限值
  • 限流:0至6A
  • 电缆补偿:拉电流较高时,减少灌入设备的电压降
  • 功率分布广播:插入设备后,将显示提供给灌入设备的功率分布列表

再者,开发人员可以访问浏览器,其中详细列出USB端口的总输入电压和功率,以及各个端口的功率分布 (V)、PD合同 (W)、输出电压和功率、温度和能效等相关性能信息。该 EK 可连接示波器以显示VBUS转换等详细性能信息(图4)。


图 4:ON Semiconductor的 USB Type-C EK可连接示波器以详细分析该芯片的工作特性。
(图片来源:ON Semiconductor)


STMicroelectronics EK的工作方式与ON Semiconductor EK类似。连接22V(最小值)直流电源和带USB Type-C连接器的外设后,通过I2C接口,即可从非易失性存储器将该EK的板载USB PD控制器设置读取至PC。然后,开发人员通过PC接口重新配置最多五个PD电压和电流输出、峰值电流、欠压和过压锁定。在PC上完成设置后,可将配置编程导入USB PD控制器的存储器,用于为连接的外设供电。

TI的EK则需要与该公司的USB Type-C使能板配合使用。使用USB Type-A转USB Type-B电缆和DisplayPort电缆,将使能板连接至PC,再使用USB Type-C电缆将EK连接至USB Type-C使能板。然后,开发人员就可直接在PC上测试USB 3.0集线器、TCPC和USB Type-C控制器的配置。



总结

USB Type-C和USB PD为消费者带来便利,提高了吞吐量和功率传输能力,可为连接的外设供电,也可为其电池充电。不过,该技术也相应增大了复杂性,给惯用USB Type-A系统的开发人员带来相当艰巨的实施挑战。

如上所述,尚不熟悉USB Type-C和USB PD的开发人员,现可利用主要USB芯片供应商推出的评估套件,通过用户友好界面以受控方式进行技术试验。此外,这些EK也可用作开发人员原型开发的参考设计。



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你会选温度传感器吗?除了双金属温控器和热敏电阻,还有一种稳定可靠的产品……


作者:Kevin Chow

关键词:传感器,工作原理,选料

温度传感器(Thermal Sensor)可用于各种应用中,并且在电子设备中起着非常重要的作用,通过监视温度,检测异常温度来保持设备稳定的运行。市场上的温度传感器较普遍地利用机械性接触(例如簧片开关型, Reed Switch)及以半导体开关(例如热敏电阻, Thermistor)。不少的温度传感器生产商也在不断研发新技术,入将磁力应用于传感器内,让它具有更多优势,实现低成本、高精度及快速响应的热开关解决方案。

以下是3类较常見的温度传感器的简单比较:

  磁簧开关 双金属温控器 热敏电阻
一般外形
触点类型 机械接触 机械接触 电气接触
工作原理 通过使用“热铁氧体”感测温度变化,形成磁场,触发簧片打开或关闭 通过使用两种具有不同热膨胀系数的金属,将温度变化转化为机械位移, 并在特定的温度下打开或关闭 对温度敏感,通过温度引起的电阻变化來监控温度。

表 1: 三款热传感器的简单比较


技术分析

在一般情況下,工程师通常会首先考虑使用热敏电阻(NTC或PTC)或传统的双金属恒温器。热敏电阻通过温度变化引起的电阻变化来监视温度。 原始制造商通常提供相应的表格,但是需要电路控制。如果利用双金属的物理开关来提供ON或OFF功能——即利用双金属元素膨胀速率的传统原理——可以使开/关功能操作变成简单,但是反应速度及回复时间有时也是考虑选择的因素——例如需要在系统变热时才打开风扇或暂时关闭电源之类的应用,在系统变凉时还需要可恢复正常运行。

还有生产商使用对温度敏感的铁氧体 (Thermo Ferrite)作磁控开关,这是一种具有在居里温度(*注1)下仍有软磁性特性的铁磁物料,这种物料的饱和磁通密度随材料温度升高而降低,当它的材料的温度达到居里温度时,将迅速变为顺磁性, 即铁氧体失去磁性。

下图1和图2显示了基美研发的温度敏感铁氧体Thermolite的特性。图1显示Thermolite在居里点时迅速失去了渗透性的温度反应,图2显示在其温度接近于居里点时物料的饱和磁通密度也接近于零时的比较图。

*注 1: ​​法国物理学家皮埃尔·居里(Pierre Curie)发现,在一定温度下,磁性材料会失去其磁性。现在,该温度被称为所谓的「居里温度」。


工作原理

此温度传感器有两种类型,即「断开类型 (Break Type) 」(图3) 和「接通类型 (Make Type)」(图4)。其结构主要由铁氧体,磁簧开关和永磁体(如果是「接通类型」,则会有缝隙)组成。内部的簧片开关与铁氧体感应温度,将热能转换成磁场能量,使簧片触点分开。

「断开类型」是常闭型传感器(NC),由铁氧体、簧片开关和永磁体组成,如下图3图所示。当工作温度低于触发温度时,该开关为闭合;当工作温度达到或高于触发温度时,该开关为断开 。



图 3:断开类型传感器的构造 (图片来源:基美)


图 4 : 断开类型传感器的定义图 (图片来源:基美)


我们进一步了解这铁氧体在断开型热传感器中的作用。当温度低于触发温度时,铁氧体具有磁性并产生环形磁场,如图5所示。在磁场中,磁簧开关被磁感应成N极性和S极性。簧片开关的触点由于磁性吸引力而接触,并且使簧片开关变为导通。当铁氧体的温度达到触发温度(即居里温度)时,铁氧体便失去了磁通量并变为非磁性。簧片开关的触点分开,即开路。


图 5:断开类型传感器操作原理图 (图片来自基美)


「接通类型」是常开型,由铁氧体、簧片开关、间隙和永磁体组成,如图6所示。当工作温度低于触发温度时,它是开路状态操作。但当工作温度高于触发温度时,开关闭合,如下图7。


图 6:接通类型传感器的构造 (图片来自基美)


图 7:接通类型传感器的定义图 (图片来源:基美)


接通类型传感器在铁氧体材料之间有一个间隙空间,如图8所示。当温度低于触发温度,永磁体和铁氧体产生环形磁场和簧片开关的触点分开,变为开路。当铁氧体到达居里温度(触发温度)时,铁氧体会失去磁通量并变为非磁性。两边磁簧开关分别被永磁体感应为N极性和S极性,触点因磁性而造成吸引力,使簧片接通 。


图 8:接通类型传感器操作原理图 (图片来源:基美)


总而言之,使用铁氧体的簧片开关,比较于传统的双金属温控器及热敏电阻的主要优点如下:

  • 高可靠性
  • 对灰尘,爆炸,湿气和腐蚀具有极好的环境抵抗力
  • 温度设定范围广
  • 高精度
  • 响应时间短
  • 高稳定性



温度传感器的选择

在Digi-Key官网上,已涵盖了不同类型的温度传感器。搜索「温度传感器」关键字便一目了然。

单击“温度传感器 – 温控器 – 机械式”选项后,挑选基本操作参数(例如“电路”,“开关温度”和“复位温度”),以及性能参数(例如“容差”和“开关次数”,好友外观选项(诸如“端接样式”,“安装类型”和“包装/外壳”之类的尺寸),整个过程都非常简单,方便工程师按部就班地选料。

如果工程师要求低容差和开关次数较高的温度传感器,则基美的TRS5将是不错的选择之一。例如KEMET TRS5系列 的TRS5-90BLRU。它具有出色的温度精度±2.5°C和引线安装特性,很适合用于温度检测和电气过热监控的应用,例如家用电器、电饭锅或空调。如果尺寸是首选要求,则可以考虑Sensata的6600系列,如66L120-036,它是双金属类型和4针表面安装类型,适合用于计算机,汽车和测试设备。


总结

除了传统的双金属温控器和及以半导体开关的温度传感器之外,工程师也可以考虑使用带有磁性开关的温度传感器,其高可靠性、短响应时间和高稳定性等优点,可以为工程师提供另一种既稳定又可靠的温度控制解决方案。


更多关于温控技术的文章, 请点击以下链接。也欢迎大家留言讨论!



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一周新品推荐:Recom高功率密度DC/DC转换器和SiTime可编程振荡器


本期Digi-Key Daily向大家推介两款产品——Recom RS12-Z系列DC/DC转换器和SiTime可编程振荡器。

产品一:Recom RS12-Z系列DC/DC转换器

隔离式DC/DC转换器是一种常用的电源管理器件,市面上可供选择的产品也很多,今天我们就为大家推荐一款在高功率密度和高电源转换效率方面表现不俗的产品。

RECOM Power 推出的RS12-Z系列DC/DC转化器具有高功率密度的特性,支持4:1输入电压范围、稳压可调整DC输出和3kVDC 隔离,功率达12W。

RS12-Z系列DC/DC转化器具有金属SIP8外壳,带有一个ON/OFF控制引脚,能够在-40°C至+75°C的环境温度范围内工作(无降额),支持连续短路保护和过载保护,并获得国际认证并符合EMC(建议使用外部滤波器),是电池供电应用、工业物联网、中间电源总线等设计的理想选择。

了解Recom RS12-Z系列DC/DC转换器更多信息,请看以下视频:



产品二: SiTime可编程振荡器

如果你想要灵活快捷地为设计项目选择最适合的振荡器,而有不想在物料选择上花费太多精力,那么SiTime可编程振荡器是一个不错的选择。

SiTime可编程振荡器包括低功耗、高温、VCXOs多种类型,可适应1MHz到625MHz之间的任何频率、±10到±50ppm之间的任何稳定度、1.8V到3.3V之间的任何电压、-55°C至+125°C之间的任何温度,以及任何标准封装的应用要求。

特别值得一提的是,SiTime可编程振荡器与Digi-Key的高速编程服务相结合,可在48小时内完成配置并发货,为你的设计加速。

了解SiTime可编程振荡器更多信息,请看以下视频:




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