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为什么在航空航天应用中使用单片微波集成电路(MMIC)

PCB打样 2020-11-06 20:04 次阅读

优化电子产品,PCBA和组件的尺寸,重量和功率或SWaP是航空航天系统开发的主要方向。对这一目标的追求导致人们越来越喜欢和使用光学电子与分立电路相反的是单片微波集成电路MMIC)。让我们更深入地研究这些设备。特别是何时以及为何在飞船上使用它们。

什么是单片微波集成电路(MMIC)?

与电子技术的许多进步一样,军方和政府是推动早期研究的催化剂,以开发构建工作于微波频率范围(300MHz300GHz)的IC的过程。当时,在1970年代中期,主要是手动放置分立组件。人为错误的倾向和该技术缺乏精确性是引起MMIC兴趣的主要因素。

MMIC是高度密集的组件封装,可在内部利用和处理微波信号。用于构造这些组件的典型材料(通过机器而非手动完成)是GaAsInPGaNSiGe。这些组件的许多优点(如下所列)说明了为什么它们被许多人首选航空电子角色。

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MMIC的优势

l高组件密度

l包装

l高度准确的内部组件放置

l快速信号传播

l大批量的总体成本低

l高可靠性引线键合

上面的清单清楚地显示了MMIC的使用如何有助于推动航空航天系统开发的SWaP优化。现在,使用MMIC的缺点也必须加以考虑。这些在下面列出。

MMIC的缺点

l电源能力低

l少量制造可能会很昂贵

l制造期间无法进行设计更改

l通常需要定制的PCB尺寸,这使组装更具挑战性。

l不能返工。

修整用于补偿制造商影响组件参数的变化,这对MMIC来说是个问题。很难或不可能实现。

如该列表所示,选择使用MMIC确实会带来一些负担,其中很大一部分会影响合同制造商(CM)建造您的电路板。有了MMIC的主要优点和缺点,我们可以确定何时应将其部署到我们的航空航天应用程序开发中,以及为什么这样做。

MMIC用于航空航天应用

在为航空航天实体开发PCBA或电子设备时,可能会要求或首选使用光学和微波组件。在其他情况下,设计准则可能不会扩展到组件或封装,并且由您决定是否使用MMIC。在选择这样做之前,您应该清楚这是否是最佳选择。

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ADN4667 3 V LVDS四通道CMOS差分线驱动器

ADN4664 双通道、3 V、CMOS、LVDS差分线路接收器

和特点 输出引脚提供±15 kV ESD保护转换速率:400 Mbps (200 MHz)直通式引脚排列可简化PCB布局通道间偏斜:100 ps(典型值)传播延迟:2.5 ns(最大值)3.3 V电源关断时为高阻抗输出低功耗:3 mW(静态典型值)与现有5 V LVDS驱动器兼容接受小摆幅(典型值310 mV)差分信号电平支持开路、短路和端接输入故障安全功能阈值区间:0 V至−100 mV 产品详情 ADN4664是一款双通道、CMOS、低压差分信号(LVDS)线路接收器,提供400 Mbps (200 MHz)以上的数据速率,功耗超低。它采用直通式引脚排列,便于PCB布局以及输入与输出信号分离。该器件接受低压(典型值310 mV)差分输入信号,并将其转换为单端3 V TTL/ CMOS逻辑电平。              ADN4664及其配套LVDS驱动器ADN4663为高速点对点数据传输提供一种新的解决方案,可以代替射极耦合逻辑(ECL)或正射极耦合逻辑(PECL),功耗则更低。          应用点对点数据传输多分支总线时钟分配网络背板接收器 方框图...
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ADN4664 双通道、3 V、CMOS、LVDS差分线路接收器

ADN4665 3 V、LVDS、四通道、CMOS差分线路驱动器

和特点 输出引脚提供±15 kV ESD保护转换速率:400 Mbps (200 MHz)差分偏斜:100 ps(典型值)差分偏斜:400 ps(最大值)传播延迟:2 ns(最大值)3.3 V电源差分信号:±350 mV低功耗:13 mW(典型值)与现有5 V LVDS接收器兼容关断时为高阻抗LVDS输出符合TIA/EIA-644 LVDS标准欲了解更多特性,请参考数据手册 产品详情 ADN4665是一款四通道、CMOS、低压差分信号(LVDS)线路驱动器,提供400 Mbps (200 MHz)以上的数据速率,功耗超低。     该器件接受低压TTL/CMOS逻辑信号,并将其转换成典型值为±3.5 mA的差分电流输出,以便驱动双绞线电缆等传输介质。所传输的信号在接收端的端接电阻上产生典型值为±350 mV的差分电压,然后由LVDS接收器将其转换为TTL/CMOS逻辑电平。     ADN4665还提供高电平有效和低电平有效使能/禁用输入(EN和EN)。这些输入控制所有四个驱动器,并在禁用状态下关闭电流输出,将静态功耗降至典型值10 mW。ADN4665为高速点对点数据传输提供一种新的解决方案,可以代替射极耦合逻辑(ECL)或正射极耦合逻辑(PECL),功耗则更低。         应用背板...
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ADN4665 3 V、LVDS、四通道、CMOS差分线路驱动器

SSM2141 高共模抑制差分线路接收器

和特点 High Common-Mode RejectionDC: 100 dB typ60 Hz: 100 dB typ20 kHz: 70 dB typ40 kHz: 62 dB typ Low Distortion: 0.001% typ Fast Slew Rate: 9.5 V/µs typ Wide Bandwidth: 3 MHz typ Low Cost Complements SSM2142 Differential Line Driver产品详情 SSM2141是一款集成式差分放大器,用于接收平衡线路输入,适合要求高抗扰度和最佳共模抑制的音频应用。该器件的共模抑制(CMR)性能通常可以达到100 dB,而利用四个现有精密电阻的运算放大器实施方案,通常共模抑制只能达到40 dB,不能满足高性能音频的要求。SSM2141通过保持9.5 V/µs的高压摆率和高开环增益来实现低失真性能。在整个音频带宽内,其失真低于0.002%。SSM2141与平衡线路驱动器SSM2142互为补充。这些器件组合在一起可构成一个完全集成的解决方案,能够实现音频信号的等效变压器平衡,而不会有失真、电磁辐射(EMI)场和高成本等问题。SSM2141的其它应用包括信号求和、差分前置放大器和600 Ω低失真缓冲放大器。如需增益G = 1/2的类似性能器件,请参考SSM2143。 方框图...
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SSM2141 高共模抑制差分线路接收器

SSM2143 -6 dB 差分线路接收器

和特点 高共模抑制 DC: 90 dB(典型值) 60 Hz: 90 dB(典型值) 20 kHz: 85 dB(典型值) 超低总谐波失真(THD): 0.0006%(典型值,1 kHz) 快速压摆率: 10 V/ms(典型值) 宽带宽: 7 MHz(典型值,G = 1/2) 提供两个增益级: G = 1/2或2 低成本 产品详情 SSM2143是一款集成式差分放大器,用于接收平衡线路输入,适合要求对共模噪声有高抗扰度的音频应用。该器件通过对电阻进行激光调整,使之达到优于0.005%的精度,从而实现典型值为90 dB的共模抑制(CMR)。                                    该器件的其它特性包括10 V/µs的压摆率和宽带宽。在整个音频频段内,总谐波失真(THD)低于0.004%,即使驱动低阻抗负载时也是如此。SSM2143输入级设计用于处理高达+28 dBu的输入信号(G = 1/2)。虽然该器件主要针对G = 1/2的应用,但通过反接+IN/-IN和SENSE/REFERENCE,也可以实现2倍增益。采用增益为1/2的配置时,SSM2143与平衡线路驱动器SSM2142可提供全集成式单位增益解决方案,能够在长电缆上驱动音频信号。如需增益G = 1的类似性能器件,请参考SSM2141。 方...
发表于 02-22 13:08 58次 阅读
SSM2143 -6 dB 差分线路接收器

ADN4666 3 V、LVDS、四通道、CMOS差分线路接收器

和特点 接收器输入引脚提供±8 kV ESD IEC 61000-4-2接触放电保护 转换速率:400 Mbps (200 MHz) 通道间偏斜:100 ps(典型值) 差分偏斜:100 ps(典型值) 传播延迟:3.3 ns(最大值) 3.3 V 电源 关断时为高阻抗输出 欲了解更多特性,请参考数据手册。产品详情 ADN4666是一款四通道、CMOS、低压差分信号(LVDS)线路接收器,提供400 Mbps (200 MHz)以上的数据速率,功耗超低。     该器件接受低压(典型值350 mV)差分输入信号,并将其转换为单端3 V TTL/ CMOS逻辑电平。       ADN4666还提供高电平有效和低电平有效使能/禁用输入(EN和EN),用来控制所有四个接收器。这些输入可禁用接收器,将输出切换至高阻抗状态。因此,一个或多个ADN4666器件的输出可以多路复用,将静态功耗降至典型值10 mW。    ADN4666及其配套驱动器ADN4665为高速点对点数据传输提供一种新的解决方案,可以代替射极耦合逻辑(ECL)或正射极耦合逻辑(PECL),功耗则更低。   应用点对点数据传输多分支总线时钟分配网络背板接收器 方框图...
发表于 02-22 12:02 223次 阅读
ADN4666 3 V、LVDS、四通道、CMOS差分线路接收器

INA1651 SoundPlus™™ 高共模抑制、低失真差分线路接收器

INA1650(双通道)和INA1651(单通道)SoundPlus™音频线路接收器可实现91dB的超高共模抑制比(CMRR),同时对于22dBu信号电平可在1kHz时保持-120dB的超低THD + N.片上电阻器的高精度匹配特性为INA165x器件提供了出色的CMRR性能。这些电阻器具有远远优于外部组件的匹配特性,并且不受印刷电路板(PCB)布局所导致的失配问题的影响。不同于其他线路接收器产品,INA165x CMRR在额定温度范围内能保持特性不变,经生产测试可在各种应用中提供始终如一的性能。 INA165x器件支持±2.25V到±18V的宽电源电压范围,电源电流为10.5mA。除线路接收器通道之外,INA165x器件还包含一个缓冲的中间电压基准输出,因此可将其配置为用于双电源或单电源应用。中间电源输出可用作信号链中其他模拟电路的偏置电压。这些器件的额定温度范围为-40°C至125°C。 特性 高共模抑制: 91dB(典型值) 高输入阻抗:1MΩ差分 超低噪声:-104.7dBu,未加权 超低总谐波失真+噪声: -120dB THD + N(22dBu,22kHz带宽) 高带宽:2.7MHz 低静态电流:6mA(INA1651,典型值) 短路保护 集成电磁干扰(EMI)滤波器 宽电源电压...
发表于 01-08 17:51 136次 阅读
INA1651 SoundPlus™™ 高共模抑制、低失真差分线路接收器

INA1650 INA1650 SoundPlus™ 高共模抑制、低失真差分线路接收器

INA1650 SoundPlus音频线路接收器可实现91dB的极高共模抑制比(CMRR),同时对于22dBu信号电平,可在1kHz下保持-120dB的超低THD + N.INA1650这种优异的CMRR性能通过精确匹配片上电阻来实现,与外部组件相比,可提供更加卓越的匹配能力,并且不受印刷电路板(PCB)布局布线引入的不匹配干扰。不同于其他线路接收器产品,INA1650 CMRR在额定温度范围内能保持特性,经生产测试可在各种应用中提供始终如一的性能。 INA1650支持±2.25 V到±18V的宽电源电压范围,电源电流仅为10.5mA.INA1650除了两个线路接收器通道外,还包括一个缓冲的中间电压基准输出,允许将其配置用于双电源或单电源应用。中间电源输出可用作信号链中其他模拟电路的偏置电压。 INA1650具备独特的内部布局,即使在过驱或过载条件下也可在通道间实现最低串扰和零交互。此器件的额定温度介于-40°C至+ 125°C之间。 特性 高共模抑制: 91dB(典型值) 高输入阻抗:1MΩ差分 超低噪声:-104.7dBu,未加权 超低总谐波失真+噪声: -120dB THD + N(22dBu,22kHz带宽) 高带宽:2.7MHz 低静态电流:10.5mA(典型值) 短路保护 集成...
发表于 11-02 19:34 38次 阅读
INA1650 INA1650 SoundPlus™ 高共模抑制、低失真差分线路接收器

SN65LBC175A-EP 四路 RS-485 差分线路接收器

SN65LBC175A-EP是一款具有三态输出的四通道差分线路接收器,专为TIA /EIA-485(RS-485),TIA /EIA-422(RS-422)和ISO 8482(Euro RS-485)应用而设计。 当数据速率高达甚至超过5000bps时,该器件针对均衡后的多点总线通信进行了优化。传输介质可采用双绞线电缆,印刷电路板走线或背板。最终数据传输速率和距离取决于介质衰减特性和环境噪声耦合。 接收器的正负共模输入电压范围较大,具有6kV ESD保护,非常适用于极端环境下的多点高速数据传输应用。这些器件通过LinBiCMOS进行设计,兼具低功耗特性和极强稳定性。 两个EN输入可实现成对的使能控制,也可在外部将二者连接在一起,用相同的信号使能全部四个驱动器。 特性 专为TIA /EIA-485,TIA /EIA-422和ISO 8482应用而设计 信号传输速率线路的信号传输速率是指每秒钟的电压转换次数,单位为bps(每秒比特数)。超出50Mbps 在总线短路,开路和空闲总线条件下提供故障保护 为总线输入提供的静电放电(ESD)保护电压超过6kV 共模总线电压输入范围:-7V至12V 传播延迟时间< ; 18ns 低待机流耗:< 32μA 针对MC3486,DS96F1...
发表于 11-02 19:02 38次 阅读
SN65LBC175A-EP 四路 RS-485 差分线路接收器

SN65LBC180-Q1 汽车类低功耗差分线路驱动器和接收器对

SN65LBC180差分驱动器和接收器对是一种单片集成电路,设计用于通过长电缆进行双向数据通信,具有传输线的特性。它是一种平衡或差分电压模式设备,符合或超过行业标准ANSI RS-485和ISO 8482:1987(E)的要求。该器件采用TI的专有LinBiCMOS设计? CMOS低功耗以及同一电路中双极晶体管的精度和稳健性。 SN65LBC180将差分线路驱动器和接收器与3态输出相结合,采用5 V单电源供电。驱动器和接收器分别具有高电平有效和低电平有效使能,可以在外部连接以用作方向控制。驱动器差分输出和接收器差分输入连接到单独的端子以进行全双工操作,并设计为向总线提供最小负载,无论是禁用还是断电(V CC = 0)。该器件具有宽共模电压范围,适用于点对点或多点数据总线应用。 该器件还提供正负输出电流限制和热关断,以防止出现问题。线路故障情况。线路驱动器在结温约为172°C时关闭。 特性 汽车应用合格 专为通过长电缆传输高速多点数据而设计 使用脉冲持续时间低至30 ns 低电源电流。 。 。 5 mA Max 达到或超过ANSI标准RS-485和ISO 8482:1987(E)的要求 派对线总线的三态输出 < li>共模电压范围-7 V至12 V 热...
发表于 10-16 11:16 26次 阅读
SN65LBC180-Q1 汽车类低功耗差分线路驱动器和接收器对

FPC202 采用扩展 I/O 的双端口控制器

FPC202 双端口控制器用作低速信号聚合器,适用于 SFP、QSFP 和 Mini-SAS HD 等通用端口类型。FPC202 能够跨两个端口聚合所有低速控制和 I2C 信号,并为主机提供一个易于使用的管理接口(I2C 或 SPI)。可以在高端口数情形中使用多个 FPC202 应用 中使用多个 FPC402,通过一个公共控制接口连接到主机。FPC202 所采用的设计允许将其放置在 PCB 底部、压合连接器下方,由此可简化布线。凭借这种本地控制端口低速信号的方法,可以使用 I/O 数更少的控制器件(FPGA、CPLD 和 MCU)并减少布线层拥塞,从而降低系统物料清单 (BOM) 成本。FPC202 能够与标准的 SFF-8431、SFF-8436 和 SFF-8449 低速管理接口(包括连接每个端口的专用 100/400kHz I2C 接口)兼容。该器件还提供有其他通用引脚来驱动端口状态 LED 或控制电源开关。LED 驱动器 具有 可编程闪烁和调光等便捷功能。连接主机控制器的接口可在 1.8V 至 3.3V 的单独电源电压下运行,以支持低压 I/O。对于每个端口,FPC202 总共具有四个 LED 驱动器、12 个通用 I/O 和两个下行 I2C 总线。这组扩展的 I/O 允许控制系统内的其...
发表于 10-16 11:16 40次 阅读
FPC202 采用扩展 I/O 的双端口控制器

FPC401 四端口控制器

FPC401四端口控制器用作低速信号聚合器,适用于SFP +,QSFP +和SAS等通用端口类型.FPC401能够跨四端口聚合所有低速控制和I2C信号,并为主机提供了一个方便使用的管理接口(I2C或SPI)。对于高端口数应用来说,可以搭配使用多个FPC401,而且同样能够为主机提供一个公共控制接口.FPC401所采用的设计允许放置在PCB底部的压合连接器下,这样方便布线。凭借这种本地控制端口低速信号的方法,可以使用IO数更少的控制器件(FPGA,CPLD,MCU)并减少布线层拥塞,从而降低系统物料清单(BOM)成本。 特性 支持跨四个端口进行控制信号管理和I2C聚合 结合多个FPC401可通过一个主机接口控制56个端口 无需使用分立式I2C多路复用器,LED驱动器和高引脚计数现场可编程门阵列(FPGA)/复杂可编程逻辑器件(CPLD)控制器件 通过处理接近端口的全部低速控制信号来降低PCB布线复杂性 可选I2C(高达1MHz)或SPI(高达10MHz)主机控制接口 从模块中自动预取用户指定的重要数据 单端口和多端口读/写延迟短:SPI模式&lt;50μs,I2C模式&lt;400μs 广播模式允许对所有FPC401控制器的全部端口...
发表于 10-16 11:16 21次 阅读
FPC401 四端口控制器

FPC402 FPC402 四端口控制器

FPC402四端口控制器用作低速信号聚合器,适用于SFP,QSFP和Mini-SAS HD等通用端口类型.FPC402能够跨四个端口聚合所有低速控制和I2C信号,并为主机提供一个易于使用的管理接口(I2C或SPI)。您可以在高端口数应用中使用多个FPC402,通过一个公共控制接口连接到主机.FPC402所采用的设计允许放置在PCB底部,压合连接器下方,这样可以简化布线。凭借这种对端口中低速信号的本地控制方法,可以使用IO数更少的控制器件(FPGA,CPLD和MCU)并减少布线层拥塞,从而降低系统BOM成本。 FPC402能够与标准的SFF-8431,SFF-8436和SFF-8449低速管理接口(包括连接每个端口的专用100 /400kHz I2C接口)兼容。该器件还提供有其他通用引脚来驱动端口状态LED或控制电源开关.LED驱动器具有可编程闪烁和调光等便捷功能。连接主机制器的接口可以在1.8V至3.3V的单独电源电压下运行,以支持低压I /O. FPC402可以从每个模块中用户指定的寄存器中预取数据,这样方便主机通过一个快速I2C(速度高达1MHz)或SPI(速度高达10MHz)接口来访问数据。此外,当发生与受控端口相关联的用户可配置关键事件...
发表于 10-16 11:16 42次 阅读
FPC402 FPC402 四端口控制器

SN75116 差分线路收发器

这些集成电路设计用于TTL型数字系统和差分数据传输线之间的接口。它们对于派对线(数据总线)应用特别有用。这些电路类型中的每一种都在一个封装中组合了一个三态差分线路驱动器和一个差分输入线路接收器,两者都采用单个5V电源供电。驱动器输入和接收器输出兼容TTL。采用的驱动器类似于SN55113和SN75113三态线路驱动器,接收器类似于SN55115和SN75115线路接收器。 SN55116,SN75116和SN75118提供SN55113和SN75113驱动器以及SN55115和SN75115接收器的所有功能。驱动器在使能时执行双输入AND和NAND功能,或者在处于禁用状态时为负载提供高阻抗。驱动器输出级类似于TTL图腾柱输出,但是电流吸收部分与电流源部分分离,并且两者都被引出到相邻的封装端子。此功能允许用户选择在集电极开路输出配置中使用驱动器,或者通过将相邻的源和宿端子连接在一起,在正常的图腾柱输出配置中使用驱动器。 SN55116,SN75116和SN75118的接收器部分采用差分输入电路,共模电压范围为±15 V.内部130- 等效电阻,可选择用于端接传输线。频率响应控制端子允许用户降低接收器的速度或改善差分噪声抗扰度。 SN55116和SN75116的接收器具...
发表于 10-16 11:16 82次 阅读
SN75116 差分线路收发器