#关键词: 连接器, 塑料, 颜色, 变色
下面的插头外壳连接器是由尼龙制成的，但其他塑料也可能发生这种情况。天然尼龙在大多数情况下呈白色（不同供应商的树脂可能会有少许差异，呈白色或深白色）。由于一些热稳定剂中含有Cu²离子，因此尼龙吸水湿后就会变成绿色。另外，储存期过长也会使尼龙外壳变成黄色。这种变色不影响连接器的形状、适配性和功能，并且符合产品规格。
更多连接器相关的技术信息，请参见:
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作者：Jacob Beningo
#关键词：开发工具, 故障, 隔离器, 隔离工具, 保护工具
在将开发工具、笔记本电脑和其他资源连接到电子硬件进行测试和调试时，其实存在一定风险。尽管为了监控系统运行情况，有必要通过UART、SPI、I2C和其他总线直接进行连接，但很多时候开发中的硬件可能会发生故障。随后，硬件会通过这些接口输送不需要的电压和电流，损坏连接的工具和笔记本电脑。
这些工具通常很昂贵。不仅如此，而且据墨菲定律可知，硬件和工具将在最糟糕的时刻发生故障。由此造成的后果将是项目发生延迟，并且不得不花更多加急运费使工作台恢复正常运行。
本文将讨论开发人员如何能够使用基于平价隔离IC的接口保护他们的工具投资；这些IC可在30分钟内完成构建。此外还将讨论如何选择隔离器，并提供一些建议和提示，旨在确保当硬件确实发生故障时，开发工具和笔记本电脑不会受到影响。
隔离器可将一个电路分隔为两个电路，由隔离栅隔开。隔离栅每一侧的电路都是独立加电和接地。隔离栅的作用是充当滤波器，用于阻止高压和瞬变电压传输，只允许通过耦合机制从一侧向另一侧传输数字信息或数据。耦合机制通常有容性、磁性或光学性三种。
在许多情况下，读者会发现对于可能需要保护的某个接口，他们有不止一种选择。例如，I2C隔离器通常提供容性和磁性两种。要选择采用哪一种技术，我们首先需要了解自己的工作环境。
容性耦合利用变化的电场来跨越隔离栅传输数据，因此对于有强磁场的应用是很好的选择。容性耦合还往往会带来更小的板基底面和更高的工作能效，因此成为很多应用的上佳选择。然而，值得注意的是，容性耦合有时确实会由于共享信号路径而产生噪声问题。
磁性耦合利用变化的磁场来跨越隔离栅传输数据，因此对于有强电场的应用是很好的选择。磁性耦合通常使用小型变压器，以帮助抑制噪声，并实现跨越隔离栅的高能效传输。
光学耦合利用光脉冲来跨越非导电隔离栅传输光，因此对于有噪声的电磁环境是最佳的选择。与磁性和容性耦合信号不同，光学耦合可以跨越隔离栅传输稳态信号。使用光耦合器的缺点是，它们的速度可能受限，需要的工作功率也更高。
在了解这几种技术及其特性后，接下来将介绍几种不同的总线协议，并详细指导如何在各种接口上隔离开发工具。
如果开发人员要为微控制器外部的器件开发驱动程序，则使用某种总线监视工具是一种好方法。开发人员可利用这些工具监控总线流量，而价格更贵的优质工具还可用于将信息写入总线。
简短经历描述：曾经有一次，我有一个I2C/SPI组合工具连接到客户的I2C总线。他们的硬件出了故障，跨I2C总线的电压下降了42伏，不仅毁坏了他们的硬件，也连累了我的开发工具。如果我当时使用I2C隔离器来保护自己的工具，就不必花额外的钱购买新工具，也不用支付加急运费。
在选择I2C隔离器时，应考虑几个特性。首先，电压隔离应至少达到2500伏RMS。这种隔离级别可防御90%或以上的嵌入式开发故障。其次，应检查隔离器的数据速率。标准I2C的工作速率为100千位每秒 (kbps) 和400kbps。高速I2C的工作速率为1000kbps。开发工具或应用将决定哪种隔离器和隔离器技术是最佳选择。
有几种通用I2C隔离器可以有效地保护开发工具。对于通用隔离器，Analog Devices的ADUM3211ARZ-RL7是不错的选择（图1）。
图1：ADUM3211是一种通用型双通道磁性耦合隔离器，工作速率可高达1000kbps。（图片来源：Analog Devices）
ADUM3211使用磁性耦合机制，以高达1000kbps的数据速率跨越隔离栅传输数据。因此，该隔离器可以处理高速I2C，但不包含双向隔离栅。也就是说，开发工具可以监控总线，但是不能向总线写入数据，不过这对于大多数应用来说完全可以接受。
要保护需要同时在总线上监控和写入数据的开发工具，Texas Instruments的ISO1541DR I2C隔离器是绝佳的选择（图2）。ISO1541在SOIC-8封装中使用容性耦合机制，以高达1000kbps的速率传输双向数据。该隔离器包含两个独立的隔离通道：一个用于数据信号 (SDA)，另一个用于时钟信号 (SCL)。
图2：Texas Instruments的ISO1541DR I2C隔离器包含两个双向隔离通道，工作速率可高达1000kbps。（图片来源：Texas Instruments）
从图1和图2可以注意到，这些器件要求工具一侧向隔离器的工具一侧供电，而目标一侧向其目标一侧供电。忘记从各自的电源为每一侧供电，是导致隔离栅两端缺乏通信的常见原因，因此在安装过程中应注意确保两侧都有供电。
保护SPI总线可能比保护I2C总线更棘手一点。I2C总线只包含两条通信线路，无论总线上连接了多少个器件。而SPI总线包含三条数据线，分别用于主输出、主输入和时钟。除了这三条数据线外，每个连接到SPI总线的器件还需要一条从设备选择线路。因此，任何SPI隔离器还必须包含几条用于从设备选择线路的隔离线路。
有几种隔离器非常适合用于保护SPI开发工具。第一种是Analog Devices推出的ADUM3154 SPI隔离器。ADUM3154使用磁性耦合机制，以高达17兆位每秒 (Mbps) 的数据速率跨越隔离栅传输数据。该速率不仅覆盖大多数微控制器SPI外设的最大波特率4Mbps，也覆盖存储器接口控制器的常用数据速率。ADUM3154还支持多达四个隔离的从设备选择（图3）。
图3：ADUM3154是Analog Devices推出的四通道SPI隔离器，可处理高达17Mbps的数据速率。（图片来源：Analog Devices）
如果17Mbps速率不足以满足需求，还可以选择Analog Devices提供的ADUM3151BRSZ-RL7（图4）。
图4：ADUM3151是Analog Devices推出的七通道SPI隔离器，可处理高达34Mbps的数据速率。（图片来源：Analog Devices）
ADUM3151也使用磁性耦合机制，但可处理高达34Mbps的数据速率。它还有四个通道可用于从设备选择。
在嵌入式软件工程师通常拥有的开发工具中，调试探头是最昂贵的工具之一。一个好的调试探头价格可高达几千美元。虽然编程线路出问题的可能性较低，但不值得冒险。
开发人员可以开发自己的隔离解决方案来保护所有SWD线路，但是这样做比较耗时，成本也较高。有一种简单的解决方案是使用SEGGER Microcontroller Systems的J-Link SWD 隔离器（图5）。
图5：SEGGER Microcontroller Systems推出的J-Link SWD隔离器可在调试编程器与目标系统之间提供1000伏的隔离。（图片来源：SEGGER Microcontroller Systems）
J-Link SWD可在仿真器与目标硬件之间提供1000VDC的隔离。
很多开发人员可能认为隔离小型UART是在浪费时间和金钱。毕竟，如果一个低成本工具（例如SparkFun Electronics的BOB-12731 USB转串口分线板）发生故障，可以很容易更换。然而，如果确实发生故障，另一侧可能有价值几千美元的计算机设备应该受到保护。因此，投入这种额外的时间和金钱非常值得。
装配UART保护电路的步骤很简单，也可以按照类似的步骤来保护其他总线接口。首先需要选择一个隔离器。前面讨论的ADUM3211是很好的选择，因为它具有两个方向相反的高速隔离通道。这非常适合于UART的Tx/Rx线路，这些线路通常彼此相邻。
在选择隔离器之后，开发人员需要使用分线板，如Aries Electronics的LCQT-SOIC8-8（图6）。该分线板已包含针座，因此能够轻松焊接到BOB-12731上。
图6：Aries Electronics的LCQT-SOIC8-8用作SOIC-8芯片的分线板，而该芯片具有板上跳线，可快速连接目标设备。（图片来源：Aries Electronics）
将隔离器焊接到分线板上，然后焊接到UART适配器上时，务必确保电压和接地引脚正确对齐。否则，隔离器可能无法加电。此外，还必须确保隔离器通道的方向正确。如果分线板或隔离器无法正确对齐，可能有必要定制一个分线板（图7）。
图7：组装完成的UART隔离器电路已连接了USB-UART转换器，可提供与目标设备之间的定制隔离通信。（图片来源：Beningo Embedded Group）
组装完成后，USB-UART转换器将向隔离器的工具一侧供电，而目标设备将向目标一侧供电。结果是一个得到隔离的双向UART工具，可受到最高2500伏的保护。
很多技术和隔离接口可用于保护开发工具。下面是关于保护工具投资的几项建议和提示：
许多嵌入式系统开发人员在将昂贵的开发工具连接到测试中硬件时，不能做到三思而后行。这样做通常不会有什么问题。不过，有时会发生意外事件，使开发工具暴露在超出规格的电压和电流下，从而导致损坏。为了避免在最后一刻匆忙地恢复工作台的正常运行，应事先花上几个小时，使用市面上的很多隔离解决方案来正确隔离工具，从而提高开发效率，降低开发成本。
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作者： Dave Doherty
我们所在的电子元器件行业着实令人振奋。全球各大知名厂商都在积极推进技术开发，其中许多企业都经历了一段飞速增长期。但是经过两年的强劲增长，行业毫无疑问已进入下行周期。这不是第一次，也不会是最后一次。
事实上，自1980年以来，我们共经历了14次下行周期。在这种情况下，您更应该仔细考察您的设计链合作伙伴的差异所在。当一切顺利时，无论他们如何应对都会皆大欢喜。但是，或许只有在遇到困难时，他们的应对方式才更为重要。他们试图继续为您服务，抑或只专注于自身的利润？他们是否为了维持利润以讨好股东而裁员并取消支持体系？
相比2018年，Digi-Key 2019年的利润将大幅下降，但我们不会为此辗转反侧，因为加速市场回升的最佳方法就是通过创新，以及让我们的客户（也就是您）推出新产品和新技术。我们将加大以下几个方面的投资：
我们不打算裁员。员工是决定我们企业独特性的关键因素，我们更无意削弱已在客户群中形成的竞争优势。曾经，我们同样携手走过艰难时期。
与我们截然相反，业内某些企业常常使用以下标题：
因此，实质问题在于分销商能否同时服务于股东和客户？如果他们不能，您还想继续与之合作吗？
我们坚信，我们的客户（也就是您）定能推陈出新，从而最终改善整个市场环境，而我们也会竭力支持这一努力。我们的宗旨是服务客户，而不是服务股东！
Dave Doherty，Digi-Key Electronics总裁兼首席运营官，在半导体制造和电子分销行业励精图治30载，加入Digi-Key已有10年。其丰富的行业经验和知识奠定了其深刻的行业洞察力和创新意识，也确立了其在Digi-Key和电子行业的领导权威。Dave拥有伍斯特理工学院的电子工程学士学位、巴布森学院MBA学位，并担任电子元件行业协会教育基金会董事会主席以及执行会议主席。
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#关键词: 规格书, 数据手册, 参数
元器件规格书中包含大量可能导致误解的信息。以下列举了一些在技术咨询回复中应用广泛且反复出现的，有关规格书阅读技巧的概念。
适用的条件和情形
“指定测试条件下”的元器件状态
规格和表征之间存在差异
规格书想表述它想表述的
更多电子技术的信息，请参阅：
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#关键词: 同步开关稳压器, 同步开关, 稳压器, 电磁干扰, EMI, 电源管理
同步开关稳压器由于效率高，在负载点（POL）电源领域广泛应用。但是相对于异步开关稳压器，同步开关稳压器可能会产生额外的电磁干扰。本文通过比较这两种开关稳压器，阐明同步开关稳压器额外的电磁干扰产生的来源，以及如何使用肖特基二极管来减少此类电磁干扰。最后给出产品选型方面的小技巧。
开关稳压器的工作原理是：通过重复切换开关（如下图的S1、S2）的“通”和“断”状态，把DC输入电压转化成PWM波形，然后使用电感、电容等能量存贮部件使其平滑，以转换成所希望的DC输出电压。
而同步开关稳压器与异步开关稳压器之间的主要区别在于：同步开关稳压器使用晶体管S2来代替二极管D1。（如下图电路所示）
同步开关稳压器与异步开关稳压器比较
通常来说, 晶体管开关承载电流时的压降要比二极管更低。因此同步开关稳压器的能量损耗更小，效率更高。但是与异步开关稳压器相比，同步开关稳压器容易产生额外的电磁干扰。那么额外的电磁干扰是怎么产生的呢？
同步开关稳压器有一个天生的缺陷，就是当S1与S2同时导通时，会产生短路危险，这会损坏开关。所以必须确保两个开关永远不会同时导通。为了个避免这种情况发生，会采取一些措施，而这些措施可能会带来额外的电磁干扰。我们来梳理一下这个过程是如何发生的。
我们可以使用一个额外的肖特基二极管来减少此类电磁干扰。肖特基二极管的反向恢复时间非常短，甚至反向恢复时间为0。并且在死区时间开始时，能非常快速地吸收电流。这可减缓开关节点处的电压陡降，从而减少由于耦合效应而产生并分布到电路上的电磁干扰。
下图是一个典型的降压同步开关稳压电路（查看Sheme it原理图），其使用ADI ADP2443为同步开关稳压芯片。采用N沟道MOSFET和额外的肖特基二极管，可最大限度地减少干扰。
异步开关稳压器是简单且牢固的方式，而同步开关稳压器效率更高。如何在选型时区分这两类稳压器呢？
Digi-Key官网上，开关稳压器选型列表中，提供了许多可供选择的参数。在“同步整流器”栏中选择“是”，对应的就是同步开关稳压器。
肖特基二极管可以设计得非常紧凑，因为它仅在死区时间内，短时间承载电流。
它的特点是：仅在死区时间承载电流，温升小、尺寸小、成本低、结构紧凑。
Digi-Key官网上，肖特基二极管选型列表中，提供“反向恢复时间”栏。为了减少额外的电磁干扰，反向恢复时间越小越好。
同步开关稳压器效率高，在各个领域有着广泛的应用，但是与此同时它可能会伴有额外电磁干扰的产生。只有了解其中的原理，对症下药，才能花费最小的成本，药到病除。
更多有关电源的技术资料:
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#关键词: MLCC, 片式多层陶瓷电容, 陶瓷电容, 测试, 电容值
许多客户想要自己测试他们收到的片式多层陶瓷电容(MLCC)，以验证其电容值。但测试结果可能不尽人意，其原因可能有以下几点：
以下是我们建议的测试步骤和检查清单，以帮助工程师明确他们在测量过程中需要注意的内容。
测量频率和电压对于正确测量陶瓷电容的值而言是非常重要的。请查看厂商和系列，并在规格书中找到你的电容，以确认所需的测量频率和电压。
[建议的检查清单]
由于大多数万用表无法进行配置以满足某个电容的特定测量条件，因此通常使用LCR表来测量MLCC电容值。尽量使用测量夹具，以便在测量过程中保持样品的稳定性。然后打开LCR表的自动电平控制 (ALC) 功能。
[建议的检查清单]
由于物理结构的原因，2类（高介电常数）MLCC电容值会随着时间的推移而逐渐减少。该属性称为电容的 “老化” 现象。这就是为什么客户有时会发现其电容的电容值低于对应的规格。一般来说，在150℃（+0/-10℃）下经加热处理（烘烤）1小时，并在室温下冷却24小时（+/-2小时）后，电容值可以恢复到所述规格。
因此在测量电容值之前，应在150℃+0/-10℃下加热电容1小时，并在环境空气中将其冷却24±2小时。（了解为什么只有2类电容需要去老化，可点击这里）
[建议的检查清单]
更多电容相关的技术信息, 请参阅：
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#关键词: 温度额定值,环境温度, 外壳温度, 工作结温
我们的很多半导体产品都具有关于温度的额定值。例如，连续漏极电流（Id）（25℃时）额定值为30mA（Tc）、30mA（Tj>）或30mA（Ta）。客户通常并不知道这些额定值的含义。
当厂商列出与零件BSZ034N04LSATMA1TR-ND类似的额定值——即连续漏极电流（Id）（25℃时）额定值为19A（Ta）或40A（Tc）——这时就更令人困惑了。
以下是关于这些温度额定值的小结：
更多温度相关的技术信息, 请参阅：
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#关键词： 碳化硅MOSFET, SiC MOSFET, 碳化硅
随着电动汽车、新能源、数据中心等新兴应用的发展，人们对于更高效率、更高频率、更高功率密度的功率半导体器件的要求也在不断提升，尽管传统基于硅材料的功率器件性能也在不断进步，但是以碳化硅 (SiC)为代表的第三代宽禁带半导体被认为才是“终极”解决方案。
因此，各个半导体厂商SiC产品的研发也在加速。比如安森美半导体（ON Semiconductor）最新推出的SiC MOSFET，该器件与传统硅器件相比，可提供更高的功率密度和卓越的开关性能，而且低导通电阻和紧凑的芯片尺寸确保了低电容和栅极电荷。与此同时，该SiC器件还可有效减少电磁干扰(EMI)，消除了设计过程中的一些未知因素，增强了系统可靠性。
安森美半导体新推出的SiC MOSFET包括两款器件——工业级的NTHL080N120SC1和符合AEC-Q101的汽车级NVHL080N120SC1。它们与安森美半导体的SiC二极管、驱动器一起，正发展成一个整体SiC生态系统的。
了解更多安森美SiC MOSFET技术信息，点击这里。
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#关键词: 陶瓷电容, 多层陶瓷电容, MLCC, 容差, 电容值
对陶瓷电容（通常也称MLCC，即多层陶瓷电容）而言，“容差”一词是指元件电容值与标称值的偏差，这仅仅是由制造过程中的变化引起的。 容差是在严格定义的测试条件下测量的，该过程经过专门设计以排除其他因素对指定元件的测量电容的影响。
将“容差”理解为一个总范围是一种普遍的误解，有人认为无论测量条件如何，测量值都应在标称值的规定容差范围内。许多产品的特性非常稳定，因此很容易让人忽略这一区别；而陶瓷电容并不属于这类产品。（那些基于1类电介质的陶瓷电容为例外；关于电介质分类的说明，请参阅这篇帖子 。）
然而，许多基于2类和3类电介质的陶瓷电容的电容特性极不稳定，因此随意测量往往会得出超出标称值的规定“容差”之外的电容值。这并不代表产品有缺陷或不合规格，这只是技术的性质和特点所致。
影响陶瓷电容的观测电容的三个重要因素可归纳为三个“T”：测试信号（Test signal）、温度（Temperature）和时间（Time）。
请注意，这种程度的变化是很常见的，并且所示元器件在此方面与同类产品相比没有明显的好坏之分。不过，该产品的厂商非常贴心地以特性表的形式清晰明了地展示出特定元件的特性。
更多电容相关的技术信息，请参阅：
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关键词：电源管理, 上电时序, 时序控制, FPGA, 微控制器, DSP, 器件
在系统设计中经常需要考虑FPGA、微控制器、DSP、ADC 和一些需要多个电压轨供电的器件上电时的序列问题。这些设计通常要求在数字I/O轨上电前对内核和模拟模块上电，但有些设计可能需要其他序列。在任何情况下，正确的上电和断电排序都可以防止闩锁造成的直接损坏和ESD造成的长期损坏。此外，电源时序控制也可以错开上电期间的浪涌电流，这种技术非常适用于采用限流电源供电的应用。
以FPGA为例，供电轨的应用包括内核电源（VCC_INT）、I/O电源（VCCO）、辅助电源（VCC_AUX）和系统存储器电源。
如Xilinx® Spartan-3A的FPGA，它具有内置的上电复位电路，可确保在所有电源达到其阈值后才允许对器件进行配置。这降低了对电源时序的严格要求，但是为了实现最小浪涌电流电平并循序连接到FPGA的电路的时序控制要求，供电轨应按如下方式上电：
VCC_INT → VCC_AUX → VCCO
注意，某些应用需要特定的时序，因此请务必阅读每个数据手册的电源要求部分。
无论使用无源元件或是电源器件，都可以简单进行电源时序控制。接下来我们将分别介绍几种不同的电源时序控制方案。
进行电源时序控制的简单方法是用无源元件（如电阻、电容和二极管）将信号延迟到调节器的使能引脚上，如下图2所示。当开关闭合时，D1导通而D2保持开路状态。 电容器C1充电，EN2处的电压以R1和C1确定的速率上升。 当开关断开时，电容器C1通过R2、D2和RPULL向地放电到地。 EN2处的电压以R2，RPULL和C2确定的速率下降。 更改R1和R2的值会改变充电和放电时间，从而设置调节器的开启和关断时间。
这种方法适用于不需要精确电源时序控制的应用，以及一些只需要延迟信号并只需要外部R和C的简单应用。
但对于标准的调节器，使用这种方法的缺点是，使能引脚的逻辑阈值可能随电压和温度变化很大。此外，电压斜坡的延迟取决于电阻器和电容器的值和容差。
典型X5R的电容在-55°C至+85°C温度范围内变化约±15％，由于直流偏置效应导致额外±10％的变化，使得时序控制不精确且有时还会不可靠。
为了获得稳定的阈值电平以实现精确的时序控制，大多数调节器需要一个外部基准电压，具体案例如下图ADI的ADP5134。
ADP5134内部每个调节器都有一个单独的使能输入。当使能输入的电压升至VIH_EN（最小值为0.9V）以上时，器件便会退出关断状态，并且管理处理模块打开，但不会激活调节器。它的使能输入的电压与精确的内部基准电压（典型值为0.97 V）进行比较。一旦使能引脚上的电压超过精确使能阈值，调节器就会被激活，输出电压开始上升。在输入电压和温度转折处，基准电压的变化仅±3％。这一小范围确保了精确的时序控制，解决了使用无源元件时出现的问题。
当使能输入的电压降至基准电压以下80mV（典型值）时，调节器将被停用。当所有使能输入上的电压降至VIL_EN（最大0.35 V）以下时，器件进入关断模式。在该模式下，功耗降至1µA以下。
为确保多通道调节器顺序开关, 可以使用电阻分压器。通过电阻分压器, 将调节器输出接至待上电的下一个调节器使能引脚的电压减少。如图4所示，这样对多通道电源进行时序控制。其中，调节器便按以下顺序开关:
调节器1 → 调节器2 → LDO1 → LDO2
下图5和图6 显示加了电阻分压器后，ADP5134上电和关断序列的情况。
借助评估板（如ADP5134CP-EVALZ），可以简单演示及修改启动上电的次序。如图7通过对ADP5134CP-EVALZ改变跳线连接，可以实现不同的顺序启动。
对于不具有精确使能功能的调节器, 可以考虑借助外加高精度电压监控器。
如ADI的ADM1184四通道电压监控器，通过精度为0.8%的比较器来监控不同电压水平。这类电压监控器可以用在监测FPGA、微控制器、DSP系统的电压电源，确保系统每次使能都按顺序正确启动、上电和关断。
在系统设计中, 无论使用无源元件或是电源器件，都可以简单实现电源时序控制。设计时，还可能要考虑包括功率监控和上电断电的时序控制，但最重要是，具体采用哪种方案取决于系统的复杂性和规格要求。
| 系统的要求 | 方案 |
| 一般的时序控制 | 简单使用无源元件 |
| 精确的时序控制 | 利用调节器的精密使能输入进行时序控制既简单又轻松，每个通道只需要加上两个外部电阻即可。 |
| 更精确的时序控制 | 通过外加高精度电压监控器来监控不同电压水平 |
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