TIDA-00929

アーク・シグネチャのキャプチャ向け、スペクトラム・アナライザ・シグナル・コンディショニング / プロセッシングのリファレンス・デザイン

TIDA-00929

設計ファイル

概要

このリファレンス・デザインは、任意の波形に対して低消費電力で広帯域周波数スペクトルを捕捉するために、帯域幅を最適化したアナログ・フロント・エンド (AFE) とリアルタイム FIR (有限インパルス応答) フィルタを実装する方法を提示します。各信号路で採用する 1 個のオペアンプは、ゲイン、信号帯域幅、低ノイズ、レールに近い振幅要件、さらに低消費電力を基準として選定しています。ベクトル算術演算エンジンを内蔵した、ミックスド・シグナル対応の超低消費電力マイコンを使用して、周波数ドメインと時間ドメインの両方で波形をリアルタイム処理します。

特長
  • 低周波と高周波の両方を効果的に通過させると同時に、信号ノイズを抑制する AFE
  • 200kSPS の 12 ビット SAR ADC を使用して信号をサンプリングする方法で最大 100kHz の信号成分を捕捉するほか、LEA (低エネルギー・アクセラレータ) を活用して MSP430 内部でリアルタイム FIR フィルタリングを実行
  • 高周波に対する時間ドメイン分析の特長:
    1. MSP430 の内部コンパレータを使用し、3MHz までのアーク・シグネチャを捕捉
    2. 外部コンパレータを使用し、10MHz までのノイズを捕捉
  • 10mA という静止電流 (IQ) の要件は、85Vrms ~ 270Vrms の単相 AC 電源を使用して最大 100mA を供給する能力から導いた値です。
  • シャント、CT、Rogowski コイルのような各種センサとの互換性

組み立てられたボードは、テストと性能検証のみの目的で開発されたものであり、販売していません。

設計ファイルと製品

設計ファイル

すぐに使用できるシステム・ファイルをダウンロードすると、設計プロセスを迅速化できます。

JAJU266E.PDF (11408 K)

リファレンス・デザインの概要と検証済みの性能テスト・データ

TIDRPF5A.PDF (1532 K)

設計レイアウトとコンポーネントを示した詳細な回路図

TIDRPF6A.PDF (71 K)

設計に使用したコンポーネント、参照指定子、メーカー名や型番などを記入した詳細なリスト

TIDRPF7A.PDF (275 K)

コンポーネントの配置を明示する詳細な設計レイアウト

TIDRPF9A.ZIP (1495 K)

IC コンポーネントの 3D モデルまたは 2D 図面に使用するファイル

TIDCD27A.ZIP (1302 K)

PCB 設計の基板層に関する情報を記載した設計ファイル

TIDRPF8A.PDF (1207 K)

PCB 設計レイアウトを生成するための PCB 基板層のプロット・ファイル

製品

設計や代替製品候補に TI 製品を含めます。

MSP430 マイコン

MSP430FR5994256KB FRAM、8KB SRAM、LEA、AES、12 ビット ADC、コンパレータ、DMA、UART/SPI/I2C、タイマ搭載、16MHz マイコン (MCU)

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コンパレータ

TLV32015.5V、高速、シングル・プッシュプル・コンパレータ

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スーパーバイザとリセット IC

TPS38200.2 秒のウォッチドッグと手動リセット機能搭載、アクティブ・ロー、プッシュプル、電圧スーパーバイザ (リセット IC)

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スーパーバイザとリセット IC

TPS3828-Q1車載、ウォッチドッグ・タイマ搭載、電圧モニタ

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フライバック・コントローラ

UCC28880非絶縁型 AC/DC 変換向け、高電圧スイッチャ

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リニア・レギュレータと低ドロップアウト (LDO) レギュレータ

LP5907低静止電流 (IQ)、イネーブル搭載、250mA、低ノイズ、高 PSRR、超低ドロップアウト電圧レギュレータ

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汎用オペアンプ

TLV316Single, 5.5-V, 10-MHz, RRIO operational amplifier

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高速オペアンプ (GBW≧50MHz)

OPA835超低消費電力、レール・ツー・レール出力、ネガティブ ・レール入力、VFB アンプ

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高速オペアンプ (GBW≧50MHz)

OPA836超低消費電力、レール・ツー・レール出力、ネガティブ ・レール入力、VFB オペアンプ

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技術資料

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設計ガイド スペクトラム・アナライザ: アーク・シグネチャ・キャプチャ用信号コンディショニングおよび処理のリファレンス・デザイン (Rev. E 翻訳版) 英語版をダウンロード (Rev.E) 2019年 7月 12日

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