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亚洲领先的电力电子领域行业会议PCIM Asia国际研讨会将于 2024  8  28  30 日重返深圳。今年的会议议程将以三个主题演讲为亮点,探讨功率半导体技术的新兴趋势、固态变压器的发展以及功率半导体在可再生能源和电气化中的应用。

PCIM Asia 深圳国际电力元件、可再生能源管理展览会沿袭了其姊妹展会德国纽伦堡 PCIM Expo & Conference 的形式,结合展览和会议,为行业专业人士、研究人员和技术专家搭建电力电子领域的技术及发展信息交流平台,并支持其在新应用中的实施。

2024 年的展会预计将有超过220 家国内外参展商,为期三天的PCIM Asia国际研讨会将有 100 多场演讲,详细介绍电力电子价值链中的研究突破和应用解决方案。会议议程将以主题演讲为主轴,在会场的 9C 会议室举行,讨论行业的关键发展:

节能社会的功率半导体- IEC白皮书概述日本三菱电机公司Gourab Majumdar 博士全面概述 IEC 最新白皮书《节能社会的功率半导体》,探讨功率半导体在各行各业中扮演的各种市场导向角色及其在塑造“节能”社会中的重要性。演讲将探讨电力电子和功率半导体器件的当前和未来应用,讨论制定新标准以规范其发展的必要性,并向政策制定者、监管机构和整个行业提出重要建议。

电力电子变压器在现代电力系统中的研究现状与问题中国哈尔滨工业大学徐殿国教授在本场主题演讲将讨论固态变压器的潜力。固态变压器是一项新兴技术,可提高传统变压器的效率,提供灵活的电压和功率调控能力。徐教授将介绍固态变压器在电动汽车充电、数据中心、牵引供电、光伏发电和交直流混合电网等领域的优势和应用。演讲还将讨论关键技术挑战,包括效率优化、功率密度改进、输出电压调节技术以及中频变压器的材料、结构和散热设计考虑因素。

功率半导体在未来可再生能源和电气化中的应用瑞士日立能源Rainer Kaesmaier博士Kaesmaier 博士将从系统供应商的角度解释功率半导体技术如何促进可再生能源转型。他的演讲将涵盖电网从发电到配电的转变,强调需要在地理和概念层面重新定义电网。同时亦将讨论绿色交通的技术趋势,包括铁路系统和电动汽车的进步,以及芯片设计、模块设计和碳化硅 (SiC) 等材料的革命性发展。

研讨会将以各种口述和墙报交流专场展开。这些内容涵盖的主题包括硅器件、电动汽车、功率转换、宽禁带功率器件技术、封装、外围元件和电路、智能电网等。

为表彰于研讨会期间所取得的成就,PCIM Asia 也将再次通过颁发奖项表彰电力电子领域的杰出研究、创新和新兴人才。欧洲电力电子中心主席兼 PCIM Asia 研讨会主席 Leo Lorenz 教授将颁发以下奖项:

  • 最佳论文奖 – 由三菱电机机电(上海)有限公司赞助

  • 高校科学家奖 – 共五名获奖者,由英飞凌科技(中国)有限公司赞助

  • 青年工程师奖 – 由赛米控丹佛斯赞助

欲了解完整会议日程安排和奖项详情,请浏览:https://qr.messefrankfurt.com/Taaae.

有意参加PCIM Asia国际研讨会的观众可通过:https://jinshuju.net/portals/RJ4w0v/login完成注册。

PCIM Asia由广州光亚法兰克福展览有限公司和德国美赛高法兰克福展览有限公司联合举办。欲了解更多有关PCIM Asia展览会的详情,请浏览www.pcimasia-expo.com或电邮至pcimasia@china.messefrankfurt.com

法兰克福展览集团简介法兰克福展览集团是全球最大的拥有自主展览场地的展会主办机构,其业务覆盖展览会、会议及活动,在全球28个地区聘用约2,300名员工,业务版图遍及世界各地。2023年营业额逾约6.09亿欧元,集团与众多行业领域建立了丰富的全球商贸网络并保持紧密联系,在展览活动、场地和服务业务领域,高效满足客户的商业利益和全方位需求。法兰克福展览集团核心优势在于遍布世界各地庞大、紧密的国际行销网络,覆盖全球约180个国家。多元化的服务呈现在活动现场及网络平台的各个环节,确保遍布世界各地的客户在策划、组织及进行活动时,能持续享受到高品质及灵活性。我们正在通过新的商业模式积极拓展数字化服务范畴,可提供的服务类型包括租用展览场地、展会搭建、市场推广、人力安排以及餐饮供应。作为核心战略体系之一,集团积极实践可持续化经营理念,在生态、经济利益、社会责任和多样性之间达成有益的平衡。有关集团可持续发展进一步资料,请浏览网页:www.messefrankfurt.com/sustainability。集团总部位于德国法兰克福市,由该市和黑森州政府分别控股60%和40%。有关公司进一步资料,请浏览网页:www.messefrankfurt.com.cn

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作者:Yoav Landman,JFrog联合创始人兼首席技术官、Shachar Menashe, JFrog安全研究高级总监

JFrog安全研究团队近期发现并报告了一起严重的安全事件,一个具有管理员权限的访问令牌在Docker Hub上托管的某个公共Docker容器中意外泄露,该令牌可访问Python、PyPI及Python软件基金会(PSF)的GitHub仓库。

作为一项针对线上社区的服务,JFrog安全研究团队持续扫描Docker Hub、NPM和PyPI等公共仓库,旨在识别恶意软件包和泄露的密钥。一旦发现潜在威胁,团队会立即通知相关维护人员,确保漏洞在攻击者对其进行利用之前便得到修复。尽管JFrog团队以往已多次检测到相似方式泄露密钥的安全隐患,但由于此次事件潜在后果影响广泛,因此尤为严重——假设攻击者将恶意代码注入PyPI软件包,或者将所有Python包替换为恶意软件包,这将可能影响到Python语言本身!

JFrog安全研究团队迅速锁定泄露的密钥,并即刻向PyPI安全团队报告,PyPI安全团队仅在短短17分钟内便撤销了该令牌,有效遏制了潜在安全危机。

如今,Python编程语言被广泛应用于绝大多数的数字系统中,包括:

  • YouTube、Instagram、Facebook、Reddit、Pinterest以及其他各类社交媒体网站

  • 所有机器学习和人工智能程序

  • 金融支付系统,如Venmo、Zelle以及摩根大通和高盛等银行的内部操作系统

我们将深入剖析JFrog是如何发现并阻止一起可能危及整个Python基础设施的GitHub个人访问令牌(PAT)泄露事件,同时借此案例强调在密钥检测中“右移”策略的重要性,该策略保证了不仅在源代码中查找密钥,还将在二进制文件和生产制品中加强防范。

我们发现了什么

我们的密钥扫描引擎在Docker Hub上的一个公共仓库中检测到了一个“传统”的GitHub令牌。与更新的细粒度令牌不同,传统GitHub令牌的风险在于,它们授予用户访问所有仓库相似的权限。

在本次的案例中,该事件主角拥有对Python核心基础设施仓库(包括PSF、PyPI、Python语言及CPython)的管理员权限。

GitHub团队

具有管理员访问权限的仓库数量

python

91

pypa

55

psf

42

pypi

21

可能引发的后果

如果有他人发现了这一泄露的令牌,将造成后果极其严重的安全隐患。该令牌的持有者将拥有访问所有Python、PyPI和Python软件基金会存储库的管理员权限,并可能借此实施大规模的供应链攻击。

如果出现这一情况,可能会发生各种形式的供应链攻击。其中一种可能的攻击方式是,攻击者将恶意代码藏匿于CPython中,该组件包含Python语言的核心库,由C语言编写。鉴于Python的广泛应用,恶意代码一旦混入Python分发版,其潜在影响将波及全球数以千万计的计算机。

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另一种可能遭受攻击的场景是,向PyPI的Warehouse代码中渗透恶意代码,该代码用于管理PyPI包管理器。如果攻击者通过插入代码获得通往PyPI存储的后门的权限,他们将随意操纵热门PyPI包,并且在其中隐藏恶意代码或用恶意代码完全替换原有内容。尽管这一攻击方式并不十分高明,但其危害性不可小觑。

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为什么该令牌仅在二进制文件中找到?

在Docker容器内的一个编译后的Python文件——__pycache__/build.cpython-311.pyc中发现了身份验证令牌:

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然而,在匹配的源代码文件中,该令牌并未包含在相同功能的部分当中。

这就意味着原作者:

1.曾经短暂地将授权令牌添加到了他们的源代码中,并运行了源代码

2.这项被运行的源代码(Python脚本) 是带有授权令牌的 .pyc二进制文件

3.尽管原作者从源代码中删除了授权令牌,但没有同步清理 .pyc

4.将修正版本的源代码和未修正的 .pyc二进制文件都推送到了Docker镜像中

例如,以下是反编译的build.cpython-311.pyc文件与Docker容器中实际源代码的比较:

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从二进制文件“build.cpython-311.pyc”中重构的源代码

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Docker容器中匹配文件的实际源代码

可以发现,尽管从 .pyc缓存文件中反编译的代码与原始代码相似,但其含有了一个包含有效GitHub令牌的授权数据头。

仅在源代码中扫描密钥是不够的

此事件警醒我们,为了预防类似的安全隐患,虽然与基于文本的文件相比,在二进制文件中搜索泄露的机密信息更为困难,但是很多情况下关键数据只存在于二进制数据当中,因此对发布的Docker镜像中的源代码和二进制数据进行全面审核将成为最佳的解决方案。

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PyPI的快速响应

在本次事件报告中,我们由衷感谢PyPI安全团队的迅速响应。

面对难以规避的泄露风险,企业和相关组织应以最快速度采取行动,评估并减轻潜在损害。

在此次事件中,在发现令牌后,JFrog立即将这一情况通知了PyPI的安全团队和令牌的所有者。PyPI的安全团队迅速响应,仅在17分钟后就做出回应,撤销了这一具有安全隐患的令牌。与此同时,PyPI进行了全面的检查,确认该令牌尚未涉及任何具有安全威胁的可疑活动。

我们可以从密钥检测中汲取哪些经验?

从此次事件中,我们汲取了宝贵经验:

1.在源代码和文本文件中扫描密钥已经不足以排除安全隐患。现代集成开发环境(IDE)和开发工具虽然可以有效地在源代码中检测密钥并防止其泄露,但它们的范围仅限于代码,却往往忽略由构建和打包工具生成的二进制制品。我们在开源注册表中遇到的大多数密钥都位于环境、配置和二进制文件中。

2.用新的令牌替换老式的GitHub令牌以实现更好的可见性。最初,GitHub 使用的是十六进制编码的 40 个字符的令牌字符串,与 SHA1 哈希字符串无异,大多数密钥扫描工具都无法捕捉到这种字符串。2021年,GitHub改用了一种新的令牌格式,该更新并未强制要求所有用户重新生成他们的令牌。新格式的令牌包含可识别的前缀 ghp_,同时还嵌入了校验和,允许密钥检测工具能更轻松、更准确地识别它们。

3.您的令牌只能访问使用它的应用程序所需的资源。将令牌权限设置为最大并非明智决定。两年前,GitHub引入了新的细粒度令牌。与传统令牌不同,它们允许用户选择个人访问令牌可用的权限和仓库,并将其范围限制为相应任务所需的最小范围。我们强烈建议使用此功能,从而最大程度避免类似于对整个基础设施具有最终访问权限的令牌在一个辅助项目或临时的“hello-world”应用程序中被泄露的情况。

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JFrog Secrets Detection – 二进制优势

即使关键令牌被泄露在一个编译后的Python二进制文件(.pyc)中,JFrog的密钥检测引擎依然能够将其识别。我们能够检测到泄露的令牌主要得益于两个重要原因:

1.JFrog Secrets Detection在开发人员的IDE内部实现左移运行,也可以在已部署的Docker容器内部进行右移运行。

2.JFrog Secrets Detection能够实现在文本文件和二进制文件中搜索泄露的密钥,实现全方位的保护。

JFrog的检测基于JFrog Xray针对配置文件、文本文件和二进制文件进行扫描,查找纯文本凭据、私钥、令牌和类似的密钥信息。通过利用持续更新且拥有超过150种特定类型证书列表,以及专有的通用密钥匹配器,JFrog将尽可能的在扫描过程中实现最佳的文件覆盖范围。

关于JFrog

JFrog Ltd.(纳斯达克股票代码:FROG)的使命是创造一个从开发人员到设备之间畅通无阻的软件交付世界。秉承流式软件的理念,JFrog软件供应链平台是统一的记录系统,帮助企业快速安全地构建、管理和分发软件,确保软件可用、可追溯和防篡改。集成的安全功能还有助于发现和抵御威胁和漏洞并加以补救。JFrog 的混合、通用、多云平台可以作为跨多个主流云服务提供商的自托管和SaaS服务。全球数百万用户和7200多名客户,包括大多数财富100强企业,依靠JFrog解决方案安全地开展数字化转型。一用便知!如欲了解更多信息,请访问jfrogchina.com或者关注我们的微信官方账号JFrog捷蛙。

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高通公司(Qualcomm Incorporated,以下简称“高通”)今日发布《2023高通中国企业责任报告》,这是高通连续第九年发布其中国区企业责任报告。此份报告介绍了高通如何通过赋能数字化转型、负责任地经营以及可持续地运营这三个战略重点领域,指导公司践行富有意义的创新并逐步实现企业责任目标。报告还介绍了2023财年高通在中国开展的各项企业责任工作。

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高通公司中国区董事长孟樸表示:“高通公司坚持科技创新与社会责任并重的发展理念。我们在5G、人工智能等技术领域持续投入研发,并通过广泛的行业生态系统合作,将创新成果应用于农业、教育、医疗等各行各业,促进社会公平发展,为增进人类福祉贡献力量。”

2023年,高通在中国企业责任工作的亮点包括:

  • 通过高通®“无线关爱”计划,我们利用高通的技术帮助个人充分发挥潜力,并提高我们所服务社区的生活质量。通过和中国乡村发展基金会的合作,我们的“智慧农业”项目为有需求的乡村地区提供了适合当地产业发展的智慧农机设备。这不仅降低了生产过程中的人力及时间成本,还提高了关键农事管理环节的效率。我们还继续和中国红十字基金会合作,开展“基层医务工作者社会工作与风险防控远程培训”项目,通过“红通通”在线培训平台,助力基层医务工作者提升社会工作能力和技巧,为他们提供终身学习的路径和条件。截止到20239月,“红通通”平台累计注册医生16,000余名,超过80,000名居民受益。

  • 我们继续携手合作伙伴开展可持续的STEM(科学、技术、工程、数学)项目,致力于为中国下一代创新者提供应对全球挑战所需的技能和知识。2023年,高通与友成企业家乡村发展基金会紧密合作,持续推进“编程·创未来”项目。目前,该项目已扩展至新的地区,并与县域教育局合作成立“创未来工作室”。此外,我们和友成企业家乡村发展基金会还共同发起了“XR·见未来”项目,为乡村学校引入XR教学设备配套课程,同时为乡村教师提供系统的培训支持,旨在帮助学生拓展科技视野,培养其计算机素养和数字化技能。与此同时,我们和上海真爱梦想公益基金会进一步合作,支持367所学校开设科技创客课程,惠及师生约33,800余人。

  • 我们坚守负责任地运营理念,秉持绿色发展观,在中国积极履行节能减排的承诺。2023年,高通中国继续推进多个节能项目,以实现公司净零排放的承诺。高通无锡工厂新增了太阳能发电系统并采用水回收技术,每年可节省能源超过400兆瓦时,节约水资源超过10,000立方米。

了解更多关于高通实现2025年企业责任目标的进展及其2023财年在企业责任方面的表现,请点击阅读报告全文。

关于高通公司

高通公司坚持不懈地创新,让智能计算无处不在,助力全球解决一系列最重大的挑战。我们经验证的解决方案推动主要行业转型,骁龙®品牌平台赋能非凡消费者体验。依托公司近40年为行业制定标准和打造划时代突破性技术的领导力,我们提供领先的边缘AI、高性能低功耗计算和无与伦比的连接。我们携手生态系统合作伙伴赋能下一代数字化转型,丰富人们的生活、改善企业业务并推动社会进步。在高通,我们致力于用移动科技推动人人向前。

高通公司包括技术许可业务(QTL)和我们绝大部分的专利组合。高通技术公司(QTI)是高通公司的全资子公司,与其子公司一起运营我们所有的工程、研发活动以及所有产品和服务业务,其中包括半导体业务QCT。骁龙和高通品牌产品是高通技术公司和/或其子公司的产品。高通专利技术由高通公司许可。

高通®“无线关爱”计划是高通“科技向善”的计划,旨在将先进的无线技术带给最需要的人群和社区。该计划侧重于开创性地利用移动创新,以展示前沿技术与包括4G LTE5G在内的灵活连接解决方案如何加速可持续和包容性发展。

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英飞凌科技股份公司(FSE代码:IFX / OTCQX代码: IFNNY)近日推出全新PSOC™ Control微控制器(MCU)系列。该系列适用于新一代工业和消费电机控制以及功率转换系统应用,包括家用电器、电动工具、可再生能源产品、工业驱动器,以及照明和计算/通信电源等。基于Arm® Cortex®-M33内核的全新英飞凌PSOC Control系列产品可提供板载功能,用于优化和加速电流测量、波形生成和实时性能操作,这些功能在目标系统应用中发挥着至关重要的作用。

配图:PSOC™ Control.jpg

PSOC Control

英飞凌科技工业MCU、物联网、无线和计算业务高级副总裁 Steve Tateosian表示:“全新英飞凌PSOC™ Control MCU践行了公司在新一代电机控制和功率转换应用中实现高性能和高效率的承诺。凭借大量板载模拟功能、高性能定时器、硬件数学加速和丰富的设计工具生态,新半导体器件系列将支持系统设计人员为大批量和专业市场提供创新、节能的器件。”

全新MCU系列的主要规格包括180 MHz最高时钟速度、高性能模数转换器(ADC)、高分辨率(<100 ps)脉宽调制(PWM),和用于卸载CPU实时控制任务的集成CORDIC加速器。CORDIC最多可对来自单核ADC16个模拟信号进行真正的同步“空闲”采样,采样速度最高可加快25%,且无采样抖动。这一节能与性能兼备的特点节省了系统层面的材料用量(BOM),而小于10 uA的深度睡眠和小于1 uA的休眠模式则为低功耗和电池驱动的应用节省了宝贵的电能。

英飞凌PSOC™ Control系列支持基于碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)等宽禁带(WBG)技术的创新功率电子设计,既可提高性能,又能进一步降低整个系统的材料成本。

关于ModusToolbox™平台

与英飞凌的其他MCU一样,英飞凌PSOC™ Control 系列产品由英飞凌的ModusToolbox™软件平台提供支持。该平台是一个可扩展的模块化开发生态,包含产品评估和生产所需的构建模块,例如无刷电机和永磁电机的磁场定向控制(FOC)模块、功率转换算法(PFCLLC、降压等)、设备驱动器等。由于加入了评估板、系统参考设计、调试器和基于 PC 的综合开发工具系列,ModusToolbox™软件平台变得更加完善,能够为用户带来灵活而全面的开发体验。

ModusToolbox™电机套件

为帮助设计人员更快地将产品推向市场,PSOC™ Control系列所有器件均支持 ModusToolbox™电机套件。该套件包括一系列软件、工具和资源,可扩展ModusToolbox™生态系统的功能,为电机控制应用提供支持。ModusToolbox™电机套件通过系统化的开发流程降低了用例的复杂性,为高级电机控制开发套件及控制算法的选择提供了支持,并且实现了电机参数的测试、调整和监控。

供货情况

英飞凌 PSOC™ Control 系列的前两款 MCUCPU时钟速度分别为100 MHz180 MHz,最大嵌入式闪存为256 KB)现已向早鸟用户提供,并将于2025年第一季度正式上市。

关于英飞凌

英飞凌科技股份公司是全球功率系统和物联网领域的半导体领导者。英飞凌以其产品和解决方案推动低碳化和数字化进程。该公司在全球拥有约58,600名员工,在2023财年(截至930日)的营收约为163亿欧元。英飞凌在法兰克福证券交易所上市(股票代码:IFX),在美国的OTCQX国际场外交易市场上市(股票代码:IFNNY)。

更多信息请访问www.infineon.com

更多新闻请登录英飞凌新闻中心https://www.infineon.com/cms/cn/about-infineon/press/market-news/

英飞凌中国

英飞凌科技股份公司于1995年正式进入中国大陆市场。自199510月在无锡建立第一家企业以来,英飞凌的业务取得非常迅速的增长,在中国拥有约3,000多名员工,已经成为英飞凌全球业务发展的重要推动力。英飞凌在中国建立了涵盖生产、销售、市场、技术支持等在内的完整的产业链,并在销售、技术应用支持、人才培养等方面与国内领先的企业、高等院校开展了深入的合作。

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2024年8月13日,致力于亚太地区市场的国际领先半导体元器件分销商---大联大控股宣布,其旗下诠鼎推出基于联咏科技(NOVATEK)NT98530芯片的Multiview Stitching应用方案。

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图示1-大联大诠鼎基于联咏科技产品的Multiview Stitching应用方案的展示板图

在视频监控领域,多镜头应用的需求正在持续增长。在复杂多变的多镜头应用场景中,为了扩展视角范围,图像拼接技术显得尤为重要。理想的拼接效果应该能够覆盖所有可视区域,同时保证交界处平滑且无明显融合痕迹。针对这一需求,大联大诠鼎基于联咏科技NT98530芯片推出Multiview Stitching应用方案。该方案具有卓越的图像处理能力,能够精确匹配不同镜头拍摄的图像,并智能调整拼接参数,以达到最佳的视觉效果。

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图示2-大联大诠鼎基于联咏科技产品的Multiview Stitching应用方案的场景应用图

该方案采用的NT98530是一款高集成度的SoC,具有高图像质量、低比特率、低功耗等特点。该SoC集成ARM Quad Cortex A53 CPU核心、新一代ISP、H.265/H.264视频压缩编码器、DSP、高性能硬件DLA模块、图形引擎、双显示控制器、以太网GMAC、USB3.0和USB 2.0主机/设备、音频编解码器、RTC和SD/SDIO 3.0,可以提供高性价比的边缘计算IP摄像机解决方案。

NT98530提供HIS1与HIS2两组CSI的图像接收单元,支持五组clock lanes及12组data lanes,能够高效地接收并处理来自多个摄像头的图像数据,实现高速、稳定且无缝的图像拼接和传输。

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图示3-大联大诠鼎基于联咏科技产品的Multiview Stitching应用方案的方块图

借助NT98530的出色性能与NOVATEK专业的图像拼接技术,该方案能够将多个摄像头的视频内容无缝拼接成一个大视角范围的图像,无论是颜色、亮度还是几何形状,都能实现高度一致和平滑过渡,从而为用户提供更加完整、连贯的监控画面。

核心技术优势

视频监控结合AI人脸识别动作更加精确;

具有高、中、低系列平台,符合市场不同需求;

Sensor + ISP的调校技术;

支持多种传感器输入界面,包含MIPI-CSI / sub-LVDS / HiSPi / Parallel;

支持8Mp60图像输出;

支持多种图像输出界面包含LCD Parallel / MIPI_DSI / HDMI / VGA / USB / Ethernet。

方案规格:

芯片核心:ARM Quad Cortex A53;

AI运算力:2T;

电源输入:12V/2A;

系统OS是Linux;

结合Video编解码器和Audio编解码器;

Multiview Stitching应用。

本篇新闻主要来源自大大通:

基于 NOVATEK NT98530 Multiview Stitching 应用解决方案

如有任何疑问,请登陆【大大通】进行提问,超过七百位技术专家在线实时为您解答。欢迎关注大联大官方微博(@大联大)及大联大微信平台:(公众账号中搜索“大联大”或微信号wpg_holdings加关注)。

关于大联大控股:

大联大控股是致力于亚太地区市场的国际领先半导体元器件分销商,总部位于台北,旗下拥有世平品佳诠鼎友尚员工人数约5,000人,代理产品供应商超过250家,全球75个分销据点,2023年营业额达美金215.5亿元大联大开创产业控股平台,专注于国际化营运规模与在地化弹性,长期深耕亚太市场,以「产业首选.通路标杆」为愿景,全面推行「团队、诚信、专业、效能」之核心价值观,连续23年蝉联「全球分销商卓越表现奖」肯定。面临新制造趋势,大联大致力转型成数据驱动(Data-Driven)企业,建置在线数字化平台─「大大网」,并倡导智能物流服务(LaaS, Logistics as a Service)模式,协助客户共同面对智能制造的挑战。大联大从善念出发、以科技建立信任,期望与产业「拉邦结派」共建大竞合之生态系,并以「专注客户、科技赋能、协同生态、共创时代」十六字心法,积极推动数字化转型。

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作者:Malcolm Leeland Kwok,产品应用工程师

摘要

能够同时通过多个传感器捕获数据的状态监控系统,通常使用通道间隔离解决方案来消除接地环路。由于元件容差,板级分立信号链存在较大的通道间相位失配误差,但ADI公司的精密信号链μModule®解决方案采用ADI的集成无源器件(iPassives™)技术,有效降低了相位失配误差。

简介

状态监控(CM)系统在制造、航空航天、医疗健康和基础设施等各种行业中发挥着至关重要的作用。此类系统帮助检测和分析各种情况,确保资产和机械的安全性、可靠性和性能。监控的主要参数之一是振动,振动信号的幅度、频率和相位包含大量有关资产状况的信息。

本文阐释了CM系统中准确相位测量的重要性,以及其在涉及多个同步采样通道的数据采集(DAQ)应用中面临的挑战。本文讨论了多种传统解决方案,同时介绍了一种创新方法,它能使相位匹配性能达到全新水平。

架构

CM系统由多个传感器或变换器组成。许多系统采用集中式系统架构,每个传感器通过模拟电缆连接到DAQ解决方案的一个通道或输入1

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1.集中式DAQ架构1

传感器类型众多,可测量振动、声音和电流等参数。传感器可以在单个资产设备的多个点和轴上收集数据,甚至可以在多个独立资产设备上同时收集数据2。来自这些渠道的数据经过处理,可让我们深入了解系统行为,例如预测机器故障,防患于未然,或在问题恶化前提前安排维护工作。

用例

使用多通道同步采样ADC

第一个用例是CM系统对来自两个或更多正交传感器的数据进行相位分析,以监测机器运行和异常,例如失衡、中心偏移和底角松动等。我们可以使用其中一个传感器的相位作为参考来确定故障位置,而无需使用转速计3

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2.应用:使用相位分析确定故障的类型和位置

在多轴检测中,保留信号捕获之间相对恒定的时间延迟对于时间和频率信息的后处理至关重要。换句话说,信号需要同步采样且通道间相位匹配,以保留幅度和相位(时间)域信息。否则,传感器之间的相位角测量会不准确。CM系统供应商的相位匹配规格在20 kHz时可以低至1°,其中甚至包括隔离电路的延迟和抖动。

而多通道同步采样Σ-Δ ADC(如ADI的AD7768-4AD4134)可有助于实现此目标。参见表1。相比逐次逼近寄存器(SAR)型ADC,Σ-Δ ADC具有更高的DC至100 kHz分辨率和适合振动信号时域与频域分析的滤波功能,因而在CM应用中更受青睐。欲了解更多信息,请参阅文章“状态监控系统设计选项及其对信号链实施方案的影响1

AD7768/AD7768-4

AD4134

20 kHz时通道间相位匹配(最大值)

未测量

0.024°

20 kHz时相位校准分辨率

0.88°

0.3°

1.不同ADC的相位匹配性能和相位校准分辨率

然而,使用离散时间Σ-Δ(DTSD) ADC(如AD7768-4)时,信号链可能出现相位失配误差。DTSD ADC无法抑制其采样频率倍数处的混叠,因此系统容易受到带外干扰的影响,目标CM信号可能会受到破坏。为了改善这些频率处的抑制效果,ADC驱动器级采用模拟抗混叠滤波器设计(图3,通常为三阶或更高阶),同时使带内幅度误差保持最小。例如,设计用于在16 MHz(采样频率)和160 kHz -3dB(输入带宽)下实现-80 dB抑制的二阶巴特沃兹滤波器,即使RC失配容差低至1%,在20 kHz时也可能存在±0.15°的相位失配4

对于连续时间Σ-Δ(CTSD) ADC(如AD4134)来说,这不是问题,因为其在通带之外不受干扰,故而无需模拟抗混叠滤波器。然而,DTSD和CTSD关键区别在于,前者在功耗调节方面更灵活。此外,可能还有其他原因造成延迟,例如输入放大器和隔离电路。

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3.相位失配误差源

为了解决此问题,这两种多通道IC都有相位校准寄存器,可根据每个通道在不同频率和温度下的延迟(比1/Fsampling更准确,在20 kHz时约为0.5°),调整每个通道的相位(表1)。总体而言,多通道同步采样ADC虽然存在局限性,但在大多数情况下都能满足需求。

接地环路和隔离需求

考虑同时监测单台机器的不同部分,甚至监测不同的机器。在此系统中,我们需要仔细考虑接地环路。

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4.加速度计在安装中接地不当5

仪器仪表使用接地和屏蔽来保护测量信号免受噪声和杂散电磁场的影响。用于连接传感器和DAQ解决方案的电缆通常是屏蔽双绞线,其中屏蔽层从传感器侧接地,或者从DAQ侧接地。

例如,如果(1)传感器有一条接地路径,(2)DAQ也有另外一条接地路径,并且(3)电缆屏蔽层从两侧接地,则会形成接地环路(图4)。接地环路让电流可以沿着屏蔽层流动。因此,屏蔽层上来自电源线和附近机械的感应电流可能会将干扰耦合到信号线上。为了正确接地,理想情况下从系统中的任何点到地应该只有一条低阻抗路径。接地系统设计需要考虑应用、环境和传感器的隔离类型。

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5.正确接地:在仪器仪表处接地,在加速度计处隔离5

加速度计可以是(a)外壳接地、(b)外壳隔离或(c)接地隔离6

(a)外壳接地的加速度计连接到导电表面时,会有一条接地路径。单通道系统仅要求隔离DAQ。但对于多通道系统,多个传感器的接地会形成接地环路。

(b)为了避免这个问题,推荐采用隔离传感器和接地多通道DAQ解决方案(图5)。许多加速度计具有基本的外壳隔离,检测元件通常通过有涂层的焊盘与传感器外壳隔离。

(c)其他加速度计则采用各种技术实现与安装表面的接地隔离。

i.粘合剂安装可实现不同程度的隔离,具体取决于粘合剂的厚度。

ii.整体式外壳隔离和隔离安装通常需要较高/额外的成本,但在危险环境中,例如存在雷击风险的风力涡轮机,这种隔离可能是必要的。

总而言之,在隔离传感器的同时让DAQ接地可以解决接地环路问题,但成本可能较高。

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6.外壳隔离的加速度计和隔离底座6

降低成本,在DAQ处隔离

为了避免隔离传感器的高成本,也可以考虑使用多个单通道ADC(如AD7768-1)和隔离电路(图7)。要在传感器侧接地,传感器外壳可用作接地点。这样,DAQ解决方案可独立配置、可扩展且适用于更广泛的应用场景。

7.jpg

7.正确接地:在仪器仪表处隔离,在加速度计处接地5

您可能已经意识到了:这又要解决主要由模拟AAF引起的通道之间相位失配较大的问题。

若无同步采样和相位校准寄存器,便只能通过时序进行校准,以减小相位失配误差。FPGA可以控制每个通道开始捕获数据的时序,但需要高频时钟和相位/延迟锁定环,这会大幅增加DAQ解决方案的复杂性。

μModule解决方案的广阔天地

μModule提供封装级的相位匹配解决方案。

μModule解决方案将完整的信号链集成到系统级封装(SIP)中,因此仅需一份数据手册就能说明整个信号链的性能。该方案不仅消除了冷焊料和BOM(物料清单)可用性等重大PCB组装问题,而且通过ADI的集成无源器件(iPassives)技术提高了性能,使客户能够应对相位匹配等复杂的系统级挑战。

ADI公司的ADAQ7768-1是一款单通道μModule DAQ系统,适合CM应用。其中包括一个36 V可编程增益仪表放大器(PGIA)、一个四阶有源抗混叠滤波器(AAF)和一个具有与AD7768-1相同特性的24位DTSD ADC。

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8.ADAQ7768-1功能框图

ADAQ7768-1利用iPassives网络提供四阶模拟AAF,能够实现精准的器件间相位匹配性能,堪比同步采样ADC及其相位校准分辨率,如表2和图9所示。图10说明了iPassives网络如何从制造开始实现精准匹配,其中电阻差异通过颜色渐变来表示。iPassives电阻容差可以低于0.1%,而电阻温度系数(TCR)匹配误差可以小于1 ppm/℃,这意味着设计好的RC滤波器带宽可在整个温度范围内保持稳定。凭借iPassives网络,μModule解决方案通过BOM和组件方法解决了相位失配问题,使性能突破了传统分立信号链的限制,达到全新水平。

AD7768/ AD7768-4

AD4134

ADAQ7768-1

ADAQ7767-1

20 kHz时通道间相位匹配(最大值)*

0.024°

0.22°

0.20°

20 kHz时相位校准分辨率

0.88°

0.3°

2.不同ADC(包括精密信号链μModule解决方案)的相位匹配性能和相位校准分辨率

*ADAQ776x-1相位失配最大值 = 6Σ(典型值 =±1Σ)

*相位匹配 = 相位失配 * 2

9.jpg

9.在20 kHz时和整个温度范围内的ADAQ7768-1器件间相位角失配,归一化为25℃时的平均值

10.jpg

10.相较于分立电阻,ADIiPassives电阻具有更严格的容差和匹配性能7

同类产品和区别

除了ADAQ7768-1外,还有其他大类产品使用相同的集成ADC,即ADAQ7767-1ADAQ7769-1(图11)。

11.jpg

11.与IEPE传感器一起使用的各种ADAQ776x-1大类产品

ADAQ7768-1

ADAQ7768-1内置一个全差分PGIA。由于具有高阻抗和低输入偏置电流,它可直接连接到各种传感器。不同于传统的电压反馈放大器,集成PGIA在所有增益设置下保持几乎相同的带宽,无论增益如何设置都能实现严格的器件间相位匹配。

ADAQ7767-1

ADAQ7767-1不提供集成输入放大器,从而降低成本,让客户可以采用定制的输入信号调理方案。该器件有三个输入范围,单端输入的最大范围为±24 V,支持直流耦合IEPE传感器架构和更简单的电源解决方案。

ADAQ7769-1

ADAQ7769-1在ADAQ7767-1基础上增加了单端可编程增益低噪声放大器。单端输入范围仍为±24 V,支持直流耦合IEPE传感器架构并提供更完整的解决方案。

实现同步

为了充分发挥这些产品的相位匹配性能,器件必须遵循适当的同步方法。虽然存在同步各种产品的通用方法,但某些器件可以采用专属同步方式,这通常会为整个系统带来益处。

一般来说,许多SD ADC提供了SYNC或1723529147319.png引脚,允许控制器同步彼此独立但通常相似的ADC。在时间敏感的ADC中,这通常要求SYNC脉冲与共享控制器时钟(MCLK)同步。否则,抖动和传输延迟可能会导致一个器件的同步触发信号会比其他器件延后一个MCLK周期。图12解释了如何使用来自控制器的1723529147319.png脉冲同步各ADAQ776x-1,理想情况下此脉冲与系统MCLK保持一致。

12.jpg

12.使用与MCLK保持一致的SYNC_IN来同步通道间隔离系统中的ADAQ776x-1器件

由于CM应用中的同步和相位匹配要求,ADAQ776x-1和AD7768-1大类产品包含1723529197388.jpg引脚,当由GPIO =1723529274132.jpg输入脉冲或通过SPI写操作触发时,该引脚会输出1723529197388.jpg脉冲。在这两种情况下,1723529197388.jpg脉冲随后可以馈入1723529318417.jpg引脚,触发有效数据转换开始。

为了减少通道间隔离系统中隔离数字走线的数量,建议使用第二种方法,从同一SPI输入线(SDI)对所有器件执行SPI写操作,从而启动1723529197388.jpg脉冲,由此便可实现同步,如图13所示。

这里假设所有通道有一个共同MCLK,理想情况下它与SPI时钟(SCLK)同步,以避免延迟触发。这种方案无需来自控制器的隔离1723529318417.jpg1723529274132.jpg线。为进一步减少数字隔离线路,ADAQ776x-1和AD7768-1大类产品可将数据就绪信号(DRDY或RDY)与输出数据(DOUT)结合在同一线路中。

13.jpg

13.使用SPI写操作同步通道间隔离系统中的ADAQ776x-1器件

图14为采用ADAQ7768-1的通道间隔离高性能DAQ解决方案,其中使用ADP1031作为隔离电源解决方案,为所有供电轨供电,并使用ADuM141D提供额外的隔离数字走线。

14.jpg

14.采用ADAQ7768-1的通道间隔离高性能DAQ解决方案

结论

由ADAQ776x-1的隔离单通道组成的CM系统是一种经济高效的解决方案,可提供堪比同步采样SD ADC的相位匹配性能。μModule解决方案利用ADI iPassives技术提供的精密电阻来解决RC抗混叠滤波器引入的相位匹配问题。

致谢

感谢John Healy和Naiqian Ren对本文的技术贡献。

参考文献

1 Naiqian Ren,“状态监控系统设计选项及其对信号链实施方案的影响”,ADI公司,2021年10月。

2 Gabriele Ribichini,“高压电抗器振动测试”,DEWESoft®,2023年2月。

3 Tony DeMatteo,“相位分析:轻松进行振动分析”,Ludeca,2010年10月。

4连续时间Σ-Δ (CTSD)精密ADC迷你教程”,ADI公司,2022年12月。

5振动传感器接线和布线”,Wilcoxon Sensing Technologies。

6振动基础原理”,PCB Piezotronics。

7 Mark Murphy和Pat McGuinness,“使用微型模块SIP中的集成无源器件”,《模拟对话》,第52卷,第10期,2018年10月。

8 Pete Sopcik和Dara O'Sullivan,“传感器性能如何支持状态监控解决方案”,《模拟对话》,第53卷第6期,2019年6月。

关于ADI

Analog Devices, Inc. (NASDAQ: ADI)是全球领先的半导体公司,致力于在现实世界与数字世界之间架起桥梁,以实现智能边缘领域的突破性创新。ADI提供结合模拟、数字和软件技术的解决方案,推动数字化工厂、汽车和数字医疗等领域的持续发展,应对气候变化挑战,并建立人与世界万物的可靠互联。ADI公司2023财年收入超过120亿美元,全球员工约2.6万人。携手全球12.5万家客户,ADI助力创新者不断超越一切可能。更多信息,请访问www.analog.com/cn

关于作者

Malcolm Kwok是信号链μModule®解决方案的产品应用工程师。自加入ADI公司以来,他一直参与信号链µModule解决方案的概念设计和产品开发,此类产品的主要用于精密数据采集和状态监控领域。他毕业于菲律宾马尼拉德拉萨大学,获电子工程学士学位和硕士学位。

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持续推动跨境电商领域创新升级

面向全球VOC(Voice of Customer消费者洞察)市场的AI SaaS公司杭州数里行间科技有限公司(以下简称"Shulex")在亚马逊云科技的技术赋能下,打造基于生成式AI的"AI Agent客服机器人"和"VOC Insight消费者洞察"等产品解决⽅案,重塑跨境电商行业客户服务与运营交互方式。这些创新的解决方案不仅可以助力跨境电商企业提升客服效率,还可以根据消费者洞察打造产品差异化价值,实现用户满意度整体提升15.4%,用户留存率提高12.1%,有效提升运营效率和竞争力,从而推动跨境电商企业业务的全球化增长。

Shulex成立于2021年,总部位于硅谷,致力于为中国出海电商企业与海外电商企业构建行业领先的智能客服与消费者洞察解决方案,目前产品全球注册用户已达到30万。生成式AI浪潮为跨境电商行业高质量发展带来了新的增长动力,Shulex积极拥抱生成式AI技术带来的产业创新机遇,基于亚马逊云科技Amazon Bedrock在内的一系列生成式AI服务,构建电商领域消费者体验管理的数字化助手,赋能电商企业在智能服务与客户体验方面迈上新台阶。

在电商客服领域,传统的客服机器人需要提前设置大量的关键词问答进行学习,且通常只能回答常见的固定问题,而具体操作例如订单修改、物流查询、退换货等通常需要人工持续介入维护。基于Amazon Bedrock以及Amazon SageMaker,Shulex成功构建了"AI Agent客服机器人",可5分钟内学会专属领域知识,办理售前、售中、售后等客户问题,自动回复与生成问答(FAQ)知识库,显著提升用户满意度与客服处理效率。其中,在意图识别模块,Shulex基于Amazon Bedrock接入Anthropic Claude 3模型进行语义分析与意图识别,Claude模型拥有强大的语言分析和处理能力,可以准确识别用户问题中的关键词,高效确认用户意图。此外,Shulex使用Amazon Bedrock所提供的Cohere Embedding模型,实现知识的向量化处理及存储,通过将文本转换为embedding 数字表示形式,使模型能够轻松理解语义间的相似性与关联度,显著提高检索步骤的实用性和准确性。在根据用户问题和检索知识生成客服机器人回复的场景中,Shulex使用Amazon Bedrock所提供的Claude 3.5 Sonnet模型进行语言处理与知识召回,Claude 3.5 Sonnet 模型在理解细微差别、幽默和复杂指令方面表现出色,能够更自然、亲切地书写高质量内容,实现了兼具智能度和速度的客服回复能力。最终,Shulex构建的AI Agent客服机器人可提供7x24小时的服务,达成8s的平均响应时间,AI解决率达到50%,工单平均处理时长下降了40%,人工处理量下降了30%,显著提高问题处理效率,提升了客户满意度,⼤幅降低客服团队⼯作量与企业的人力成本。

准确深入的消费者洞察也是跨境电商业务成功的关键。在跨境电商领域,卖家通常难以感知具体消费者对于商品的真实情绪,无法生成精准的客户画像;同时,面对海量的商品品类和千亿级别数量的用户评论,人工无法逐一阅读和分析全部评论,往往容易遗漏重要信息,影响到对用户反馈的提炼以及后续产品的优化方向。对此,Shulex使用Amazon Bedrock接入Claude 3 Haiku模型,对全球各电商平台和社交媒体上的关键评论进行数据和语义分析,通过聚类清理后生成新的标签库,为客户提供实时的商品评论洞察报告,包括但不限于用户画像、使用场景、购买动机、商品卖点、商品不足点等,从而实现对消费者商品评论与留言等数据的更深度洞察,助力跨境电商企业的商品开发与升级,打造自身产品差异化价值。

亚马逊云科技具有引领全球的安全合规理念与实践,赋能Shulex快速构建创新、安全的生成式AI应用。Amazon Bedrock可以让企业在确保数据安全和隐私保护的前提下,使用自有数据基于基础模型,定制化地进行模型调优,并协助确保企业的私有数据不会被用于训练底层大模型,也不会离开企业在亚马逊云科技上的虚拟私有网络(VPC),以保护私有数据的安全。此外,由于AI客服机器人面向终端消费者,为了杜绝可能造成的品牌负面影响,机器人与消费者互动后生成的回复需要严格的红线控制。Amazon Bedrock具有如Guardrails等一系列防护机制,能提供带有可配置自定义阈值的内容筛除条件,屏蔽不良话题与敏感词,且支持企业特定用例设定自定义防护策略,实现AI客服机器人幻觉监测及红线问题的监控与预警。

数里行间SHULEX创始人郭振表示:"亚马逊云科技在跨境电商领域具有深厚积累和经验,且在生成式AI领域拥有领先技术优势,助力我们打造创新的生成式AI解决方案,推动跨境电商行业实现数智化新突破。未来,Shulex将与亚马逊云科技继续深入合作持续探索生成式AI在电商行业更广泛的应用场景,打造中国出海品牌卖家智慧出海新路径。"

关于亚马逊云科技

自2006年以来,亚马逊云科技(Amazon Web Services)一直以技术创新、服务丰富、应用广泛而享誉业界。亚马逊云科技一直不断扩展其服务组合以支持几乎云上任意工作负载,目前提供超过240项全功能的服务,涵盖计算、存储、数据库、网络、数据分析、机器学习与人工智能、物联网、移动、安全、混合云、媒体,以及应用开发、部署与管理等方面;基础设施遍及33个地理区域的105个可用区,并已公布计划在马来西亚、墨西哥、新西兰、沙特阿拉伯和泰国等新建7个区域、21个可用区。全球数百万客户,包括发展迅速的初创公司、大型企业和领先的政府机构,都信赖亚马逊云科技,通过亚马逊云科技的服务支撑其基础设施,提高敏捷性,降低成本。要了解更多关于亚马逊云科技的信息,请访问:www.amazonaws.cn

稿源:美通社

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近日,经浙江省科技厅直属发明协会授权,浙江省发明协会工业设计专业委员会(以下简称"工业设计专委会")成立仪式在杭州举行,大华股份工业设计中心担任会长单位。

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随着科技的不断进步,工业设计作为创新链条的重要一环,受到社会各界的日益关注。工业设计专委会由大华股份国家级工业设计中心牵头成立,将进一步推广工业设计的新型创新方法理念,同时牵头制定行业标准规范、组织交流创新成果落地与学术交流,提升对设计创新知识产权的保护,并提供平台化的发明技术支持服务。

工业设计是大华股份基础创新领域的重要组成部分,凭借在智慧物联领域领先的设计创新能力和高度契合行业的发展需求,大华股份工业设计中心于2021年经工信部认定为"国家级工业设计中心"。

目前,工业设计中心拥有设计、研究、CMF三大核心板块,及心理学、AI、用户体验、3D虚拟、交互研究、CMF设计工程六个核心实验室的产学研一体化团队,以先进技术打造优质产品。

在设计流程方面,通过六大核心实验能力赋能工业设计,开拓精细化产品设计流程,打造精致、创新、细腻、考究的产品;在外观设计方面,在颜色、材质和表面处理等环节层层把关,打造精致细节的等比例外观模型,帮助验证和改进设计、降低开模风险、缩短产品的开发周期;在产品品质方面,通过眼动试验、肌电试验等实验能力,对样机进行科学验证和安装实验模拟,分析试验结果数据,优化不易察觉的隐形缺陷以及优化产品的易安装流程。

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同时,大华股份工业设计中心始终以基础研究和创新设计为核心,积极关注用户需求、人机交互、用户心理、CMF(色彩、材料和表面处理工艺)等,全方位提升用户满意度,并获得用户及社会各界的高度认可。迄今为止,大华股份已获得红点设计奖9项、IF设计奖17项、IDEA奖2项及中国优秀工业设计奖、中国设计智造大奖等国内知名设计奖30余项,在推进产业发展中作出积极贡献。

此次由大华股份牵头成立工业设计专委会,充分体现了社会各界对大华在工业设计、自主创新、匠心品质等方面的实力的认可和肯定,大华股份也将继续坚持创新能力的发展与创新文化的传播,发挥引领示范作用,始终秉承创新人才战略,努力为创新人才搭建创新平台与发展桥梁。

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此外,由浙江省发明协会指导、大华股份主办的大华杯技术创新大赛正如火如荼进行中,大赛旨在推动高校学生弘扬创业精神、激发科技创新兴趣、提升产业技术创新与技术难题解决能力。

截至目前,大赛已有来自杭州、西安两个主赛区200多位高校学生、30逾支队伍完成组队,他们将通过2个月的时间,完成技术选题、难点挖掘、方案测试,与企业技术大咖一起,对30个技术问题进行攻克,输出创新攻关成果。大赛将大华的创新基因进一步延续至高校师生,营造"全员创新"氛围。同时,基于创新技术的深入研究,大华将不断探寻为社会经济发展贡献价值的先进技术,为构建安全、低碳、美好、和谐的世界不懈努力。

未来,工业设计专委会将发挥专业化、标准化、系统化引领作用,推动工业设计赋能产业发展,传播技术创新文化,助推产业高质量发展。

稿源:美通社

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作者:e络盟技术团队

天线是通信系统的眼睛和耳朵。它是一种帮助电磁能量在电子设备和空气之间传播的装置。因此,天线就像是一座连接电子电路和电波的桥梁。设备通过这种连接,实现了信号的发送和接收。在日常生活中,天线普遍存在于众多设备中,例如手机和 Wi-Fi。不同天线的用途也不尽相同。

偶极天线

偶极天线通常用于传输广播和电视信号。它是一种射频天线。这种天线有两个棒状或线状的导电元件。这些导电元件的长度大约是该工作频率在自由空间中的最大波长值的一半。绝缘材料从天线中心将这两种导电材料分开。下图所示为偶极天线。这种天线可以水平放置,也可以垂直放置。

图1.jpg

1:偶极天线

射频电压源位于天线的中间。两个导电元件提供电压和电流。这些元件可产生电磁信号或无线电信号,并会辐射到天线外部。天线中心的电压最小,电流最大。而偶极天线两端的电流最小,电压最大。这就是偶极天线分配电流的方式。

2 所示为垂直于天线轴线的偶极天线方向图。天线的辐射特性通过辐射方向图以图形方式描绘出来。此模式描述了天线如何向空间发射能量。

图2.jpg

2:辐射方向图

因此,这款天线会将电信号转换为射频电磁信号。这些信号在发射端发射,并在接收端将射频电磁信号转换为电信号。

环形天线

这种类型的天线是将线圈或粗细均匀的电线弯曲成环形制成的。简而言之,就是将射频载流线圈弯曲成圆形、方形、矩形和椭圆形等形状。

这些天线结构简单、价格低廉且用途广泛。它们的应用非常多,通常用于AM广播和低频应用。

图3.jpg

3:环形天线

在所有形状的天线中,环形天线的应用最为广泛。这是因为环形天线在构造和分析方面都非常简单。

环形天线也称为辐射线圈,截面为单线圈或多线圈。具有两圈或更多线圈的环形天线称为框架。环形天线允许的工作频率范围在300 MHZ3 GHz之间。

喇叭天线

喇叭天线是一种孔径天线。它专为微波频率 (300 MHz – 30 GHz) 而设计。天线的末端呈喇叭形状。这种形状具有更强的方向性,因此发射的信号可以轻而易举地实现远距离传输。

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4:喇叭天线

抛物面碟形天线

抛物面天线收集或投射能量,例如电磁波。这种天线经常出现在雷达工程中。

图5.jpg

5:抛物面天线

圆形抛物面反射器由金属制成。这种结构通常是内侧覆盖着金属网的框架。金属网槽的宽度必须小于 λ/10 。这种金属覆盖物即反射器,充当反射雷达能量的镜子。

圆形抛物面碟形天线可产生笔形射束。如果反射器是椭圆形的,则会产生扇形射束。监视雷达在水平面和垂直平面上采用了两种不同的曲率,从而实现方位角上所需的笔形射束,以及仰角上的经典余割平方扇形射束。

抛物面碟形天线具有很强的方向性,通常用于射电天文学和卫星通信。

八木宇田天线

八木宇田天线(又名八木天线)是一种方向性很强的天线,具有两个或多个平行谐振天线组件作为半波偶极子。该天线由三个部分组成:反射器、驱动元件和导向器。单驱动元件通过传输线路或其他寄生元件连接发射器或接收器。在大多数情况下,反射器和一些导向器(较长的元件)都是寄生元件。

图6.jpg

6:八木宇田天线

这些寄生元件(较短的元件)充当无源谐振器。它们与驱动元件一起工作,并与发射器或接收器断开电气连接。八木天线通常在高频和超高频范围内工作,即使在最小带宽下,也可提供介于30 MHz3 GHz之间的工作频率。这些天线的独特设计可实现良好的增益值(超过10dB)。

八木宇田天线具有很强的方向性。它们通常用于接收电视信号和进行无线电通信。

贴片天线

贴片天线是通过在介质表面上蚀刻出一块导电材料贴片制成的天线。介质材料安装在接地层上,接地层支撑着整个结构。连接到贴片的馈线将激发天线。贴片天线也称为微带天线或印刷天线,因为这是通过微带技术制造而成的印刷电路板。

图7.jpg

7:贴片天线

贴片天线通常用于Wi-Fi和无线通信。

螺旋天线

螺旋天线是最简单的天线,广泛用于超高频应用,工作频率通常在甚高频和超高频范围内。这种天线有一根螺旋形状的导线。

图8.jpg

8:螺旋天线

螺旋天线具有高带宽、高增益和圆极化等独特特性。这种天线的频率范围为在30MHz -3GHz之间,常用于空间通信、卫星通信和无线网络。

鞭形天线

鞭形天线常见于单极无线电天线。这意味着要更换一根天线,而不是两根天线并排运行或形成环路。这些天线被广泛用于手机和手持式无线电等设备中。

鞭形天线的长度决定了它的潜在波长。负载线圈可以安装在天线长度范围内的任何位置,以缩短鞭形天线的长度。因此,可以在不增加鞭长的情况下增加电感。最常见的鞭形天线是半波长鞭形天线和四分之一波长鞭形天线。

鞭形天线为垂直极化,因为它是垂直安装在底部载具上。鞭形天线通常被称为全向鞭形天线,因为它们能够在水平面上向各个方向辐射信号。但严格来说并非如此,因为所有鞭形天线都有一个顶部锥形盲区。

单频和双频天线

天线可以分为单频天线和双频天线,具体取决于天线是可以在单频段中工作还是在多频段中工作。

单频天线可在特定频率下工作。这一工作范围通常较窄。仅需一个频段的应用会使用这种天线。传统的电视系统和广播音频使用单频天线。这种类型的天线可以针对特定频率进行修改,以获得最高效率和增益。鞭形天线、单极天线、环形天线、喇叭天线和螺旋天线都是单频天线。

而双频天线可在两个不同的频率下工作。这些天线为每个频段配备了单独的元件或馈电点。通常,需要多个频段的应用会使用双频天线。移动通信系统使用的就是双频天线。这种类型的天线可以在各种频段上运行,而无需分隔天线。偶极天线、贴片天线、八木天线和对数周期天线等就是双频天线。

单频和双频天线的主要区别

单频天线和双频天线的区别在于其设计,在于其各自工作频段的数量。

以下是这两种天线在设计上的一些主要区别:

单频天线设计为在特定频率下产生振动。天线的物理尺寸决定了这种振动。天线的长度决定了其工作频率。这些天线的带宽很窄,只能在共振和附近频率下工作。

双频天线设计为具有两个不同的共振频率。这些频率通常用于两个不同的频段。双频天线为每个频段配备了单独的元件或馈电点,使天线能够在两个不同的频率下运行。 如果使用不同的物理尺寸来设计每个频段的天线元件,则可以针对每个频率范围优化性能。

单频和双频天线的性能特点

在性能方面,单频和双频天线各有优缺点。这些优点取决于应用。性能对比如下表所示:

参数

单频天线

双频天线

增益

单频天线的设计使其只能在一个频率下工作。与具有此特定频率的双频天线相比,这些天线的信号更强。与双频天线相比,单频天线可获得更多增益。

双频天线在两个频段运行。相对而言,它们的信号接收能力较差。

带宽

如果需要使用更宽的频谱,就会出现问题,因为单频天线限制为只能在一个特定的频率工作。

由于在两个不同的频段运行,双频天线的总带宽会增加。在支持多个频段方面有优势。

效率

单频天线信号稳定,信号损耗可忽略不计,在共振频率下可实现最高效率。相比之下,双频天线在两个不同的频段运行,效率较低。

由于双频天线在两种不同的频率工作,因此其性能无法与单频天线相媲美。这就导致其信号较弱,不适合于某些情况。

单频和双频天线的应用

在选择是使用单频天线还是双频天线时,频率要求是关键。以下是每种天线的常见用例:

单频天线

  • 手机信号塔

  • GPS系统

  • 卫星通信

  • 雷达系统

  • 广播和电视信号发送

双频天线

  • Wi-Fi路由器

  • RFID系统

  • 蓝牙设备

  • 无线接入点

  • 手机

影响单双频天线性能的因素

安放单频和双频天线的位置十分重要。良好的位置保证了更出色的性能。这些因素包括:

1.位置:在视线范围内,天线和目标必须在一条线上,且没有遮挡。不应有干扰的建筑物或恶劣的环境条件。

2.方向:天线的方向至关重要。定向天线对方向错误更为敏感。为了获得更强的信号,天线必须指向目标。但是,全向天线等天线则没有特定的方向要求。

3.干扰:单频和双频天线的性能可能会因不同来源的干扰而下降。所选位置应尽可能避免干扰。可以使用滤波器或屏蔽器来减少干扰。

4.电缆损耗:将天线连接到通信系统的电缆会导致信号损耗。高质量的电缆有助于最大限度地提高信号强度。

天线成本(单频和双频)

单频和双频天线的成本因多种因素而异,例如:

制造材料

  • 天线可以由不同的材料制成。这些材料可能会对成本产生重大影响。例如,使用铜或铝等优质材料可能比钢制天线更加昂贵。

  • 用于制造天线材料的供应情况和产地也会影响其价格。

尺寸

  • 天线的尺寸也会影响成本。由于材料和制造成本的增加,大天线比小天线贵。

  • 但是,天线尺寸还取决于工作频率。更高的频率通常需要更小的天线。

性能水平

  • 为提高性能而优化的天线可能比性能较低的天线更加昂贵。例如,带宽更宽的天线或效率更高的天线比性能较低的天线价格更高。

单频天线

  • 单频天线通常比双频天线便宜。这是因为这些天线针对单一频段进行了优化。

  • 单频天线的成本取决于其优化的频段、天线的尺寸以及性能。

双频天线

  • 双频天线的价格通常高于单频天线,因为双频天线能够在两个不同的频段上运行。

  • 优化的频段、尺寸和性能等各种因素都决定了双频天线的成本。

e络盟与众多供应商展开合作,提供包括单频芯片天线和双频芯片天线在内的固定电阻器产品组合,可用于工业环境中的各种应用。

关于e络盟

e络盟隶属于Farnell集团。Farnell是全球电子元器件以及工业系统设计、维护和维修产品与技术的分销商,专注快速与可靠交付。从原型研究与设计到生产,Farnell全天候为客户提供可靠的产品与专业服务。凭借逾80年行业经验、47个本地化网站以及3500多名员工的专业团队,Farnell致力于为客户提供构建未来技术所需的各类组件。

Farnell在欧洲经营Farnell品牌,北美经营Newark品牌,亚太地区经营e络盟品牌。同时,Farnell还通过CPC公司直接向英国地区供货。

自2016年起,Farnell加入了全球技术分销商安富利公司(纳斯达克代码:AVT)。如今,双方的合作赋能Farnell支持客户整个产品生命周期,提供独特的分销服务、端到端交付和产品设计专业知识。

欲了解更多信息,敬请访问:http://www.farnell.comhttps://www.avnet.com

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作者:深圳市永阜康科技有限公司 梁雄

引言

全球高速无刷电机行业正在经历持续的增长和发展。根据市场调研,亚洲市场占据了全球高速无刷电机行业的首位,市场规模占比达47%,并且预计未来增长将主要集中在亚洲地区。特别是在我国,无刷电机技术已逐渐成熟,电机和驱动器的价格均已下探到可以广泛应用的程度,也就拓展了无刷电机的使用场景。而控制芯片作为无刷电机系统中的关键组件,通过接收转子位置的反馈信号,精确控制电机的电流和电压,实现电机的高效运转和精确控制。

目前直流无刷电机的控制主要分两大类:方波控制(梯形波控制)与正弦波控制,这两类控制方式的原理分别是什么呢?

(1)方波控制:通过霍尔传感器获得电机转子的位置,然后根据转子的位置在360°的电气周期内,进行6次换向(每60°换向一次)。每个换向位置电机输出特定方向的力,因此可以说方波控制的位置精度是电气60°。由于在这种方式控制下,电机的相电流波形接近方波,所以称为方波控制。

(2)正弦波控制:使用的是SVPWM波,输出的是3相正弦波电压,电机相电流为正弦波电流。可以认为在一个电气周期内进行了多次的连续变化换向,无换相电流突变。显然,正弦波控制相比方波控制,其转矩波动较小,电流谐波少,控制起来感觉比较“细腻”。高集成度一直是集成电路设计行业不断探索的目标。就电机驱动控制专用芯片而言,如果单颗芯片能集成更多的器件和功能,则其应用于具体下游产品时,可大大简化外围电路、减少外围器件,更好地满足终端应用需求,实现降本增效,提升整体方案的可靠性。深圳市永阜康科技有限公司致力于内置MOS+预驱+算法、全集成三相直流无刷电机驱动芯片的推广,全系列产品系列外围仅需几个阻容,选型列表如下:

型号

电压范围

换相方式

传感器

封装

输出相电流能力

ACM6753

5V-18V

180˚正弦

无感或单霍尔

QFN-24

3.2A

ACM6754

5V-28V

180˚正弦/方波

无感或单霍尔

QFN-24

4.8A

ACM6755

5V-28V

180˚正弦/方波

无感或单霍尔

QFN-28

4.8A

ACM6763(车规)

4.2V-32V

180˚正弦

无感或三霍尔

QFN-28

4.8A

ACM6753/ACM6754-ACM6755/ACM6763应用信息

1. ACM6753/ACM6754-ACM6755/ACM6763脚位图

1.png

2.png

2. ACM6753/ACM6754-ACM6755/ACM6763管脚说明

3.png

4.png

3.ACM6753/ACM6754-ACM6755/ACM6763 DEMO 应用示意图

5.png

4.ACM6753/ACM6754-ACM6755/ACM6763 DEMOPCB顶层设计图

6.png

7.png

8.png

5.ACM6753/ACM6754-ACM6755/ACM6763 DEMOPCB底层设计图

9.png

10.png

11.png

6.ACM6753/ACM6754-ACM6755/ACM6763 DEMO板贴片图

12.png

13.png

14.png

7.ACM6753/ACM6754-ACM6755/ACM6763 DEMO板物料清单

15.png

16.png

17.png

8.ACM6753/ACM6754-ACM6755/ACM6763 DEMO实物图

18.jpg

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