CC BY
27Компоненты и технологии, № 4'2003
Журнал Electronic Products
определил призеров «Продукт года» за 2002 год
Из нескольких тысяч продуктов, представленных в 2002 году на страницах журнала Electronic Products, редакцией выбраны наиболее выдающиеся. Кандидаты должны соответствовать по крайней мере одному из следующих критериев: значительное достижение в технологии, использование оригинальных технологий, новизна концепций, или же новое изделие должно иметь великолепное соотношение цена-качество. Сделать выбор было непросто, поскольку такой продукции за весь год было немало. Итак, представляем победителей.
Александр Самарин
samar@zelax.ru
Дисплей объемного изображения Actuality Systems
Объемные дисплеи востребованы во многих практических приложениях, для которых необходима визуализация сложных трехмерных объектов. В области медицины требуется визуализировать изображения, полученные в результате рентгеноскопии или ультразвукового сканирования органов человека. Для физиков и химиков необходимо построение трехмерного изображения в процессе моделирования сложных процессов, например, при формировании молекул синтезируемых органических соединений. Применение дисплеев трехмерного изображения может значительно улучшить качество работы конструкторов и уменьшить разрыв между реальным объектом и его графическим представлением.
Конструкция объемного дисплея представляет собой сферу диаметром около 500 мм. Размер формируемого внутри купола изображения имеет диаметр 250 мм. Объемное изображение может наблюдаться в зоне 360° вокруг сферы купола. Для наблюдателей нет необходимости применять специальные очки. Изображение формируется на вращающемся диффузном экране внутри прозрачного купола.
Частота вращения платформы с экраном — около 24 об/с. Синхронно с вращением платформы со стороны неподвижно закрепленного проекционного устройства производится засветка экрана последовательностью кадров объемного изображения. В качестве модулятора, формирующего вспышки цветного изображения, используются 3 микрозер-кальных DLP-модулятора Texas Instruments. Объем-
ный кадр изображения состоит из 198 слайсов (последовательных кадров). Каждый слайс (двумерный фрагмент изображения) имеет формат 768x768 пикселов. Изображение имеет 8 цветовых оттенков. Общее число элементов объемного изображения — 117 млн вокселов (voxel — volume pixel). Объем двойного буферного дисплейного ОЗУ (для входных и выходных данных трех плоскостей основных цветов RGB) составляет 6 Гбит.
Модуляция для каждого цветовоа RGB-компоненты кадра изображения производится раздельно во времени. Чтобы глаз не замечал мерцаний, частота вращения цветового диска выбрана около 480 Гц. В объемном дисплее используется три модулятора, которые установлены равномерно вдоль окружности вращающейся платформы. Синхронно с частотой вращения платформы с диффузным экраном производится формирование изображений тремя «пушками» модуляторов. Задача сигнального процессора — синтезировать проекции изображений в полярных координатах для всех трех модуляторов с учетом угла поворота экрана относительно неподвижных «световых пушек».
Глаз наблюдателя интегрирует импульсные двумерные проекции объемного изображения во времени. В итоге формируется объемная непрерывная цветная панорама.
В дисплее используются 32-разрядные сигнальные процессоры с фиксированной точкой TMS320C6201 от Texas Instruments с производительностью 1600 MIPS. Сигнальные процессоры обеспечивают преобразование в реальном масштабе времени декартовых координат исходного изображения, получаемого из ком-
Справка о журнале Electronic Products
Более 40 лет журнал Electronic Products публикует материалы, посвященные важнейшим достижениям в области производства электронных компонентов и готовых электронных приборов. Журнал предназначен как для инженеров, так и для менеджеров.
В журнале имеются следующие рубрики:
• цифровые микросхемы;
• аналоговые микросхемы;
• пассивные компоненты;
• устройства управления, сборки, модули и электромеханические устройства;
• оптоэлектроника;
• корпуса и соединители;
• программное обеспечение.
Компоненты и технологии, № 4'2003
пьютера, в полярные координаты, необходимые для управления проекционными модуляторами. Вся остальная логика управления памятью и интерфейса с графическим контроллером реализована в структуре ПЛИС. Потребляемая мощность дисплея — 250 Вт.
Вес около 25 кг. Цена от $50 тыс., срок поставки составляет от 12 до 15 недель.
Actuality Systems Burlington, MA www.actuality-systems.com
O-образный сердечник для тороидальных трансформаторов фирмы Alpha-Core
По сравнению с традиционными сердечниками с аналогичными параметрами, представленный сердечник имеет вес меньше на 30%, а размеры — на 15%, к тому же у него нет острых углов. Поверхность сердечника покрыта специальным эпоксидным лаком. Двух слоев майларовой пленки вполне достаточно для изоляции провода обмотки от сердечника.
Провод при намотке на сердечник круглого сечения испытывает меньшие натяжения. Фактор заполнения рабочего сечения обмотки выше для О-образного сердечника, чем для обычного сердечника с прямоугольным сечением. Эти достоинства позволяют уменьшить расход меди при изготовлении трансформаторов, а также увеличить характерный показатель эффективности трансформатора медь-сталь. Для трансформаторов с О-образным сердечником может быть достигнут КПД 98%. Тороидальный трансформатор с сердечником прямоугольного сечения имеет КПД только 95%. Выпускается ряд сердечников для 60-герцовых трансформаторов мощностью от 12 до 1200 Вт. Alpha-Core Bridgeport, CT www.alphacore.com
ADXRS150 — микросхема гироскопного интегрального MEMS-датчика фирмы Analog Devices расширяет сферу применения
Гироскопы используются во многих приложениях, например, таких, как навигационные системы GPS и системы управления ориентацией в транспортных средствах и летательных аппаратах. Обычно используется модуль, который состоит из датчика перемещений, усилителя сигналов датчика и схемы обработки.
iMEMS ADXRS — это первый гироскопный датчик для коммерческих приложений, где в одном кристалле интегрированы датчики угловых перемещений и сигнальный процессор для обработки и интерпретации результатов. Это позволило уменьшить его габариты, увеличить точность и надежность, уменьшить стоимость по сравнению с другими датчиками этого класса. Габариты датчика — 7x7x3 мм. Датчик сохраняет свои характеристики в усло-
виях механической тряски и вибрации в широком диапазоне частот с амплитудой до 2000 g. Микросхема выполнена с использованием MEMS-технологии. Потребляемая мощность при питании от источника 5 В составляет 30 мВт. Доступны две версии: ADXRS300, имеющая динамический диапазон до 300 град/с, и ADXRS150 с диапазоном до 150 град/с. Цена $30 за штуку при партии от 1000 шт. Analog Devices, Wilmington, MA www.analog.com
Серия кварцевых генераторов MIPO, программируемых на плате, фирмы Cardinal Components
Спрос со стороны инженеров-разработчиков на генераторы с изменяемой конфигурацией на готовой плате и даже «на лету», в процессе работы, продолжает расти. Существует множество приложений, особенно в технике связи и телекоммуникаций, где на одной плате используется сразу несколько кварцевых генераторов с различными рабочими частотами. При этом есть потребность изменять в процессе работы номиналы частот отдельных генераторов.
Фирма Cardinal Components разработала серию многочастотных кварцевых генераторов MIPO, номиналы частот у которых могут быть запрограммированы самим пользователем прямо на плате без использования специальных внешних программаторов. Программирование может производиться прямо «на лету» уже в процессе работы устройства. Интерфейс канала управления конфигурацией — I2C. Число циклов программирования практически не ограничено.
Генераторы могут иметь до 6 каналов стабильной программируемой частоты. Один из каналов — источник опорной частоты, на основе которой с помощью цифровых ФАПЧ синтезируются требуемые частоты для других каналов. Мощность потребления генераторов серии MIPO меньше на 50% по сравнению с обычными кварцевыми генераторами. Размеры корпуса также уменьшены. Напряжение питания 3,3 В. Разработаны две версии генераторов. Первая: для диапазона программируемых рабочих частот от 200 кГц до 200 МГц (КМОП-технология). Вторая версия предназначена для диапазона частот от 100 до 400 M^ (технология PECL). Цена — менее $6 за штуку при больших партиях.
Cardinal Components Wayne, NJ www.cardinalxtal.com
Ультраяркие УФ-светодиоды MegaBright фирмы Cree
Прогресс в технологии светоизлучающих диодов позволил уменьшить длину волны излучаемого спектра и добраться до УФ-диапазо-на. Еще недавно светодиоды синего свечения были диковинкой. И вот уже стали доступны светодиоды, излучающие в ультрафиолетовом диапазоне. До недавнего времени источниками излучения в ультрафиолетовом диапазоне были исключительно газоразрядные приборы.
Серия УФ-светодиодов Megabright перекрывает диапазон излучения от 395 до 405 нм. В насто-
ящее время начато производство ультраярких нитридных УФ-светодиодов. Срок жизни таких излучателей и световая эффективность гораздо выше, чем у газоразрядных источников. Ультрафиолетовое излучение при использовании люминофоров может быть конвертировано в любое другое излучение с большей длиной волны, например, для синтеза белого света. Цена от $0,5 за штуку при партии от 10 000 шт. CreeDurham, NC www.cree.com
Символьный OLED-дисплей DPLED1602 фирмы Densitron
Фирма Densitron представила на рынок первый стандартный модуль OLED-дисплея DPLED1602, который предназначен для широкого применения в уже существующих портативных приборах в качестве альтернативы модулям ЖКИ со светодиодной подсветкой или модулям с катодолюминесцентными панелями.
Формат модуля — 2 строки по 16 символов, интерфейс стандартный 8- или 4-битный, система команд контроллера модуля полностью совместима с системой команд стандартных символьных ЖКИ.
Данный тип индикатора позволяет легко заменять модули ЖКИ со светодиодной подсветкой аналогичного формата на модуль DPLED1602 без изменения интерфейса или конструкции прибора. Преимущество этого индикатора заключается в меньшей потребляемой мощности при большей яркости изображения. При токе 20 мА обеспечивается яркость 40 нит. Контрастность составляет 100:1, что выше в 20 раз, чем у ЖКИ. Угол обзора OLED-дисплея достигает 160°, что вдвое лучше, чем у модуля ЖКИ аналогичного формата. Рабочая площадь дисплея 56,15x11,4 мм, размер пиксела 0,5x0,6 мм, шаг пиксела 0,6x0,7 мм. Цены на модуль сравнимы с ценами на модули ЖКИ со светодиодной подсветкой — $10 за штуку при партии от 1000 шт. Densitron, Santa Fe Springs, CA www.densitron.com
Серия ниобиевых чип-конденсаторов B75194 и B75196 фирмы EPCOS и конденсаторы серии 910D Vishay Intertechnology
Ниобий — материал, имеющий большую, чем у тантала, диэлектрическую константу и высокие рабочие напряжения, долгое время рассматривался как кандидат для замены тантала. Однако, увы, диэлектрик на основе этого материала обладает недостаточной температурной стабильностью, что затрудняло получение конденсаторов с хорошими характеристиками. В прошедшем году ведущие производители конденсаторов, EPCOS и Vishay Intertechnology, удвоили свои усилия для преодоления технологических трудностей, возникающих в производстве ниобиевых конденсаторов, и сумели добиться того, что теперь позиции ниобия, как альтернативного материала танталу, заметно упрочились. Впервые о своих успехах в этом направлении сообщила Vishay Intertechnology: ею была разработана серия ниобиевых конден-
Компоненты и технологии, № 4'2003
саторов 910D. Однако фирма EPCOS сумела быстрее освоить масштабный выпуск своих ниобиевых конденсаторов B75194 и B75196. Конденсаторы серии 910D выполнены в корпусе 7343 и имеют номиналы от 10 до 680 мкФ с точностью 20% и рабочими напряжениями от 6 до 16 В. Серии конденсаторов B75194 и B75196 имеют номиналы от 68 до 330 мкФ и рабочие напряжения от 6,3 до 10 В.
Цены ниобиевых конденсаторов EPCOS серий B75194 и B75196 составляют от $0,05 за шт. EPCOS , Iselin, NJ www.usa.epcos.com
Новая технология корпуса MOSFET-транзисторов DirectFET фирмы International Rectifier
Новое поколение микропроцессоров нуждается в применении более эффективных преобразователей DC/DC, выполненных в корпусах с малым профилем. Отвод тепла в таких компактных устройствах является одной из самых главных проблем. Решающий фактор проблемы — отвод тепла от силовых ключевых транзисторов. Фирма International Rectifier разработала новый тип корпуса для своих силовых MOSFET-транзисторов, что позволило увеличить эффективную мощность приборов такого класса.
Все уже привыкли к тому, что отвод тепла от корпусов силовых приборов, таких, как транзисторы, производится только от одной плоскости. В новой технологии International Rectifier, используемой в приборе IRF660x DirectFET MOSFET, тепло рассеивается как с задней, так и с передней плоскости корпуса. Это стало возможным благодаря применению новой конструкции кристаллодержателя. Кристалл транзистора помещен в корпус SO-8, где он зажат с двух сторон в медной клипсе с выводами. Зона контакта кристалла с теплоотводящим медным профилем имеет теперь большую площадь, а температурное сопротивление значительно уменьшено (1 “C/Вт по сравнению с 20 “C/Вт для стандартного SO-8 корпуса). Температурное сопротивление Junction-to-case теперь уменьшено до 3 “C/Вт для DirectFET по сравнению со значением 18 “C/Вт для обычной корпусной технологии SO-8. Цена транзистора IRF660x — $0,77 за штуку при партии от 10 000 шт.
International Rectifier, El Segundo, CA www.irf.com
Измерительная техника. Пикоамперметр — источник напряжения Model 6487 фирмы Keithley Instruments
Электрометры, тераомметры, а также другие высокочувствительные измерительные приборы достаточно широко представлены на рынке. И потребность в них постоянно растет. Однако их широкому использованию в сфере производства или в исследовательских лабораториях препятствовала их довольно высокая цена. Новая модель электрометра Model 6487 имеет компактный корпус, малое потребление, отличные точностные показатели и низкую це-
ну. Этот прибор имеет в своем классе лучшие показатели «цена — производительность» и к тому же совмещает в себе функции сразу нескольких измерительных приборов.
Чувствительность прибора в режиме пикоамперметра составляет 20 фА. Максимальная величина источника напряжения 500 В. Индикация напряжения производится на 5'Л-циф-ровом табло. Шаг регулировки напряжения — 200 мкВ. Буферная память позволяет производить измерения и сохранять измеряемые треки со скоростью до 1000 измерений в секунду. Прибор позволяет также измерять сопротивления. Диапазоны регулировки источника напряжения ±10, ±50, и ±500 В постоянного тока с точностью ±0,1%.Прибор имеет интерфейсы IEEE-488 и RS-232 для связи с компьютером, а также утилиты для компьютера, которые позволяют представлять результаты измерений в формате Excel. Цена прибора $2995.
Keithley Instruments Cleveland, OH www.keithley.com
Беспроводная система питания и подзарядки аккумуляторов
Новая концепция Wire-Free Electricity Base может радикально изменить представление о том, как следует организовывать питание и подзарядку мобильных устройств. Теперь базовое устройство, содержащее источник питания, может и не иметь электрического контакта с питаемым или заряжаемым устройством!
В новой концепции для зарядки аккумуляторов портативных устройств вместо адаптера, использующего разъемное соединение, предлагается использовать беспроводной адаптер, использующий индуктивный метод передачи энергии. Такой адаптер нового типа похож на антистатический коврик или большой коврик для мыши. Заряжаемое устройство будет просто помещаться на его поверхности. Разъемное соединение не используется. В коврике находится индукторная система, которая, разумеется, питается от сетевого адаптера. Данная система позволяет передавать энергию для создания рабочих напряжений до 30 В непосредственно в портативном устройстве. Передаваемая мощность — до 240 Вт.
Концепция Wire-Free Electricity соответствует требованиям EMC и требованиям электробезопасности. Для использования такой станции с уже разработанными портативными приборами можно просто установить внутрь корпуса прибора индукционный приемник размером с монету. Цена чипсета базовой станции составляет от $3; кристалл индукционного приемника для портативного устройства — около $1.
MobileWise Los Altos, CA www.mobilewise.com
Новая серия 8-разрядных микроконтроллеров Q-серии Nitron HC08 фирмы Motorola Semiconductor
Новая флэш-версия Nitron HCO8 Q-Series 8-разрядного недорогого контроллера предназначена для решения широкого класса задач. В контроллере имеется от 1,5 до 4 кбайт
флэш-памяти, выполненной по технологии 0,5 мкм. В составе контроллера имеются 2-канальный 16-разрядный счетчик с функциями сравнения-захвата и ШИМ, схема сброса при понижении питания, режим sleep и 4 канала 8-разрядного АЦП. Питание в диапазоне от 2,7 до 5,5 В. Микроконтроллеры этой серии выпускаются в 8- и 16-выводных корпусах PDIP, SOIC, или TSSOP. Цена составляет $0,5-0,7. Motorola Semiconductor Denver, CO www.motorola.com
Микросхема AC/DC-конвертора LinkSwitch LNK501 фирмы Power Integrations
Применение сетевых адаптеров для питания портативных или ручных приборов традиционно основано на использовании недорогих линейных трансформаторов. До недавнего времени использование импульсных преобразователей в данном секторе маломощных источников питания было экономически неоправдано. Да и размеры импульсных преобразователей были недопустимо велики по сравнению с традиционными линейными адаптерами. На сегодняшний день ситуация изменилась.
Высоковольтный AC/DC-конвертор LinkSwitch LNK501 разработан Power Integrations специально для замены маломощных трансформаторов типа «кирпичик» с выходной мощностью от 0 до 3 Вт. Дешевый преобразователь с широким диапазоном входных напряжений обладает всеми достоинствами линейных преобразователей — высокий КПД малый размер и вес, и такая же (и даже ниже) себестоимость.
Преобразователь на основе этой микросхемы содержит всего 14 компонентов. Микросхема содержит 700-вольтовый MOSFET-транзистор, PWM-контроллер, схему «start up», схему ограничения тока, а также схему защиты от перегрева. Цена от $0,50 за штуку при партии от 10 000 шт.
Power Integrations Sunnyvale, CA www.powerint.com
Микросхема GPS-приемника PointCharger SE4100 GPS SiGe Semiconductor
Функция GPS успешно внедряется во многие портативные приборы. Традиционные модули GPS-приемников имеют слишком большие объемы (до 25 см3), вес (25-30 г) и большое энергопотребление. Для сотовых телефонов и PDA, имеющих ограниченные объемы внутреннего пространства и ограниченные ресурсы источника энергии, такие параметры являются неприемлемыми.
Представленный в сентябре 2002 года GPS-приемник Point Charger SE4100 GPS предназначен специально для применения в портативных мобильных устройствах. В устройстве используется технология SiGe. Потребляемая мощность составляет 10 мА. Микросхема требует минимального количества внешних пассивных компонентов. Цена приемника $3,50 за штуку при партии от 10 000 шт.
SiGe Semiconductor, Ottawa, Ontario, Canada www.sige.com
Компоненты и технологии, № 4'2003
Мощные диоды Шоттки SSR05C60 на основе карбида кремния фирмы Solid State Devices
Технология на основе карбида кремния находит применение во многих приложениях, где требуется работа с высокими напряжениями, большими токами и при высоких температурах. При увеличении рабочей температуры у обычных кремниевых силовых приборов наблюдается резкое повышение потерь мощности.
Потенциально SiC-приборы могут работать при температурах от 500 до 800 °C. Однако до недавнего времени, вследствие технологических ограничений, связанных с корпусиро-ванием, их рабочие температуры находились в пределах 125-175 °C.
Мощные диоды Шоттки серии SSR05C60 сумели преодолеть этот рубеж, используя герметичный корпус, позволяющий достичь рабочей температуры 300 °C с нулевыми потерями на переключения. Приборы могут быть использованы не только для экстремальных условий эксплуатации, таких как аэрокосмическая техника, но в обычных приложениях в качестве замены для обычных кремниевых приборов аналогичного класса. Следует учесть, что температурное сопротивление данного класса приборов в три раза выше, чем у кремния Si и в 10 раз выше, чем у приборов на основе GaAs, поэтому необходимо обязательно использовать активные методы охлаждения на основе воздушной вентиляции или жидкостного принудительного охлаждения. Цена от $20 при поставке малыми партиями.
Solid State Devices, La Mirada, CA www.ssdi-power.com
считывание данных с экрана, а с другой стороны — уменьшить потребление энергии и увеличить время жизни источников подсвета. Однако традиционная методика для оценки освещенности не учитывает особенности восприятия человеческим глазом излучения солнечного света, света от ламп накаливания или же света от люминесцентных ламп. Все эти источники света имеют различные спектральные характеристики. Для каждого типа источника и уровня внешней засветки требуется коррекция как спектра, так и уровня яркости источника задней подсветки цветного ЖК-дисплея.
Интеллектуальный датчик освещенности TSL2550 является первым в мире датчиком, характеристики которого в видимом спектральном диапазоне близки к характеристикам чувствительности человеческого глаза и не требуют использования дополнительных оптических фильтров. Датчик содержит два фотодиода — один для видимой, а другой для инфракрасной областей. Отношение между величинами освещенности, измеренными двумя датчиками, и определяет типы источников внешней освещенности и их интенсивность, для того чтобы точнее управлять контрастом дисплея и его яркостью. Цена датчика $1,36 за штуку при партии от 1000 шт.
Texas Advanced Optoelectronic Solutions Plano, TX
www.taosinc.com
DiamondShield — корпуса из фибергласа фирмы Stahlin Belding
Новая серия корпусов из фибергласа позволяет получать большие полезные объемы при меньших габаритах и весе. Компанией разработаны различные варианты исполнения корпусов. Специальные элементы в конструкции позволяют увеличить полезную площадь корпуса от 25 до 30% по сравнению с обычными корпусами. Доступны исполнения корпусов с защитным покрытием, уменьшающим уровень электромагнитных излучений RFI/EFI.
Пользователям доступен выбор корпусов различного цвета (20 стандартных цветов), а также варианты графического оформления, включая фотолитографию. Цена от $35 за шт.
Stahlin Belding, MI
http://www.stahlin.com
Датчик внешней освещенности TSL2550 Texas Advanced Optoelectronic Solutions подстраивается под человеческий глаз
Измерение и оценка внешней освещенности необходимы для выбора оптимальных режимов подсветки в ЖК-мониторах, экранов ноутбуков и PDA, а также в ЖК-дисплеях сотовых телефонов. Оптимизация уровня подсветки позволяет, с одной стороны, улучшить
Модуль WISMO Pac GSM/GPRS Wavecom — крошечный модуль с глобальными возможностями
В коммуникационных технологиях 3-го поколения использование GSM продолжает расти. В настоящий момент сектор GSM по продажам занимает 67% от общемирового рынка радиочастотного портативного оборудования. В конструкции модуля серии P3100 WISMO Pac используется сразу несколько новаций, что дало возможность разработчикам PDA и мобильных телефонов получить полностью интегрированный 2-диапазонный GSM/GPRS-приемник в корпусе размером 45x32,5x5 мм. Вес модуля составляет 11 г, включая крепление для монтажа. Монтаж и пайка модуля производятся так же, как у обычной микросхемы.
Питание модуля производится от источника 3,6 В. 222-выводной корпус потребляет в среднем около 300 мА в процессе связи и менее 3,5 мА в режиме покоя. В микросхеме есть выводы для интерфейсов RS-232, IrDA, параллельная шина для ЖКИ, а также выводы программируемого интерфейса пользователя GPIO. Имеются версии WISMO Pac серий на 900/1800 и 900/1900 M^, поставляемые с памятью 16/2 или 32/4 Мбайт. Цена — около $59 за шт.
Wavecom Issy-les-Moulineaux, France
www.wavecom.com
