總述

無人機技術在科技發(fā)展的進步下異軍突起，深度融入眾多領域，成為推動行業(yè)變革的關鍵力量之一。從最初的軍事專屬逐步拓展至民用多元場景，其發(fā)展軌跡清晰且影響深遠。無人機是一種無需駕駛員搭乘，能依靠自動控制系統或遠程遙控飛行的飛行器。它由機身、動力、飛行控制等系統組成，可搭載設備執(zhí)行航拍、監(jiān)測、偵察等多種任務。民用上廣泛用于航拍、農業(yè)、物流等領域，軍事上在偵察、攻擊、戰(zhàn)術支援等任務中發(fā)揮重要作用。

一、技術瓶頸亟待突破

續(xù)航能力有限依舊是制約無人機發(fā)展的首要技術難題。盡管能源技術日新月異，但受限于電池能量密度及飛行器能耗等關鍵因素，大多數無人機在續(xù)航方面仍難以滿足長距離、長時間任務的需求。在一些大規(guī)模的測繪、巡檢或遠程物流運輸任務中，無人機往往需要頻繁充電或更換電池，這不僅增加了操作的復雜性和成本，還可能影響任務的連續(xù)性和時效性。

抗干擾能力不足嚴重影響無人機的飛行穩(wěn)定性和可靠性。在復雜的電磁環(huán)境中，如城市密集區(qū)、電子戰(zhàn)戰(zhàn)場或強射頻信號源附近，無人機的導航、通信及控制系統在復雜電磁環(huán)境中極易遭受外界干擾，從而引發(fā)飛行姿態(tài)失控、信號丟失或數據傳輸錯誤等一系列問題。這不僅對無人機的安全飛行構成嚴重威脅，還可能使任務執(zhí)行失敗，造成不可挽回的損失。

在復雜場景下，無人機的自主決策能力和避障智能化水平仍有較大的提升空間。雖然現有的智能算法和傳感器技術能夠應對一些常見的環(huán)境情況，但在面對極端天氣、復雜地形地貌和動態(tài)變化的障礙物組合等復雜場景時，無人機的智能系統往往顯得力不從心。因此，必須大幅提升其決策速度和準確性，以確保無人機在復雜多變的環(huán)境中仍能安全飛行并高效執(zhí)行任務。

1. 芯佰微解決方案

面對無人機技術瓶頸，芯佰微在深入研究下，憑借專業(yè)的技術研發(fā)實力，推出了針對性的產品解決方案，為無人機的穩(wěn)定運行和性能提升提供了有力支持。

• Reset（監(jiān)控電路）：監(jiān)控電源、系統狀態(tài)和數據通信，保障無人機穩(wěn)定運行，出現異常時及時提醒或采取措施。
• OPA（放大器）：放大傳感器信號、射頻通信信號、音視頻信號，以滿足處理、通信和展示的要求。
• LDO（低壓差線型穩(wěn)壓器）：穩(wěn)定電壓、過濾電源噪聲、適應不同電源，為敏感組件提供穩(wěn)定純凈的電源。

如下是無人機應用框圖：

Reset：CBM809監(jiān)控電路產品：

• 低功耗優(yōu)勢顯著：工作電流低至17μA，極大降低系統功耗，成為低功耗便攜式設備的理想之選。
• 電壓監(jiān)控精準：提供多種精密電壓監(jiān)控選項，如 2.5V、3V、3.3V、5V 等，可滿足不同系統對電源電壓監(jiān)控的需求；復位比較器具有內置抗突波特性，能夠不受 VCC 的快速瞬變影響，確保在電源電壓下降到安全范圍時及時進行復位操作。
• 復位功能可靠：復位置位低至 1V VCC，即使電源電壓很低，也能保證復位信號的有效輸出；上電復位脈沖最小值為 140ms，使微處理器能在電源達到穩(wěn)定狀態(tài)前保持復位狀態(tài)，避免因電源不穩(wěn)定導致的系統故障；提供低電平有效的復位信號/RESET，并配備推挽輸出級，大幅提升驅動能力，確保復位信號準確無誤地傳輸至被監(jiān)控設備。
• 工作溫度范圍寬：能在 - 40°C 至 + 125°C 的溫度范圍內正常工作，適應各種惡劣的工作環(huán)境。
• 封裝形式小巧：采用 3 引腳的 SOT-23 和 SC70 封裝，體積小，占用 PCB 空間少，便于在緊湊的電路板設計中使用。

LDO:CBM1117:

• 高輸出電流：能夠提供高達 0.8A 的輸出電流，可滿足需要較大電流的復雜功能模塊的供電需求，具有較強的負載驅動能力。
• 寬輸入電壓范圍：支持 2.6V 至 15V 的寬輸入電壓范圍，可適配多種供電條件，無論是電池供電設備還是其他電源供電設備，均能展現出良好的兼容性。
• 多種輸出電壓選擇：有固定輸出電壓和可調輸出電壓兩種類型。固定輸出電壓包括 1.5V、1.8V、2.5V、3.3V 和 5.0V 等常見電壓值；可調輸出電壓范圍為 1.2V—13.8V，能滿足不同設備對不同電壓的需求。
• 熱過載保護和限流：當芯片溫度達到大約 150°C 時，熱關閉電路會禁用輸出，防止設備因過熱而損壞；內置限流電路，在輸出或調整端短路時限制電流，保護設備安全。

OPA：CBM27精密運放：

• 低噪聲：10Hz 時 en=3.5nV/√Hz，低 1/f 噪聲轉折頻率為 2.7Hz，在處理低電平信號時，能有效降低噪聲干擾，提升信號的純凈度和精確度，特別適用于對噪聲要求極為嚴格的場景，例如專業(yè)音頻電路和精密測量儀器等。
• 高精度放大性能：高開環(huán)增益達 1800V/mV，可對微弱信號進行大幅度且精確的放大，同時保持信號的完整性，有助于在各種需要高精度信號處理的電路中實現準確的信號放大和處理。
• 寬壓供電范圍：支持從 ±4V 到 ±18V 的寬壓供電范圍，也可單電源 8V～36V 供電，能夠適應多種不同的電源條件，為電路設計提供了更大的靈活性，方便在不同供電環(huán)境的設備中使用。
• 高速性能：8MHz 的增益帶寬積和 2.8V/μs 的壓擺率，使其能夠在高速數據采集系統中實現出色的動態(tài)精度，可快速跟蹤和處理變化的信號，適用于一些對信號處理速度有要求的應用。
• 低輸入失調電壓：失調電壓低至 26μV，溫度漂移為 0.2μV/°C，即使在溫度變化的環(huán)境中，也能保持穩(wěn)定的性能，確保放大信號的準確性和穩(wěn)定性，非常適合用于需要長期穩(wěn)定工作的精密儀器儀表等應用。
• 良好的負載驅動能力：輸出級具有良好的負載驅動能力，±10V 保證擺幅（600Ω 負載）和低輸出失真，能夠為后續(xù)的負載提供穩(wěn)定的信號驅動，可直接驅動一些需要較大驅動能力的負載，如揚聲器等，在專業(yè)音頻應用中表現出色。
• 高電源抑制比和共模抑制比：電源抑制比（PSRR）和共模抑制比（CMRR）均超過 120dB，能夠有效抑制電源電壓波動和共模信號的干擾，提高電路的抗干擾能力和穩(wěn)定性。

OPA：CBM8539精密運放：

• 失調電壓低：運用自動調零技術，可同步提供極低的失調電壓，最大為 5μV，超溫超時使用時接近于零漂移，能確保信號放大的準確性，減少因失調電壓導致的誤差。
• 輸入輸出范圍廣：具有高偏移輸入阻抗，軌至軌輸入和軌至軌輸出擺幅，能夠處理接近電源軌的信號，可有效提高信號的動態(tài)范圍和處理能力，適應多種信號幅度的輸入與輸出。
• 電源適應性好：使用最低 + 2.7V（±1.35V），最高 + 5.5V（±2.5V）的單電源或雙電源，供電范圍較寬，能適應不同的電源條件，為電路設計提供了更大的靈活性。
• 噪聲低：屬于微型、高精度運算放大器，具有超低的噪音，可有效減少信號中的噪聲干擾，提高信號質量，適用于對噪聲要求嚴格的應用。

三、應用場景

在無人機復雜系統架構中，芯佰微解決方案宛如精密齒輪組，雖各有分工卻緊密咬合，協同驅動無人機在各個領域高效運轉，成為系統不可或缺的關鍵內核。

（一）航拍與影視制作領域

在影視拍攝現場，搭載了芯佰微相關產品的航拍無人機能夠憑借穩(wěn)定的性能，在復雜的拍攝環(huán)境中穿梭。CBM809 監(jiān)控電路確保無人機系統穩(wěn)定運行，延長拍攝續(xù)航時間，讓攝影師有充足機會捕捉到日出日落時分的壯麗美景、城市夜景的璀璨燈光秀或自然景觀的獨特風貌，滿足電影、廣告、紀錄片等對高質量空中鏡頭的需求，為觀眾帶來震撼的視覺體驗。

（二）環(huán)境監(jiān)測領域

在城市環(huán)境監(jiān)測項目里，環(huán)境監(jiān)測無人機搭載著各類專業(yè)傳感器，利用 CBM27 精密運放的低噪聲、高精度信號處理能力，對大氣污染物、水質酸堿度和土壤污染指標等進行精確檢測。無論是在繁華都市的中心區(qū)域還是在工業(yè)污染源頭附近，無人機都能快速采集數據并傳輸給環(huán)保部門，及時發(fā)現環(huán)境問題，為環(huán)境治理和生態(tài)保護提供科學依據，守護人類的生存環(huán)境。

（三）交通管理領域

在城市交通網絡中，交通流量監(jiān)測無人機借助 CBM27 的高速信號處理能力，實時跟蹤道路上車輛的速度、流量和擁堵情況。通過將采集的數據及時反饋給交通管理部門，為智能交通系統提供數據支持，輔助交通信號燈優(yōu)化配時、規(guī)劃交通疏導方案，緩解城市交通擁堵，提升交通運行效率，保障城市道路的順暢通行。

（四）極地與特殊環(huán)境科考領域

在諸如極地冰川、沙漠腹地及高山之巔等極端惡劣的科考環(huán)境中，無人機憑借其CBM809卓越的寬溫適應力與低功耗優(yōu)勢，實現了持久穩(wěn)定的運行。搭載的科學探測設備在芯佰微產品的支持下，對冰川變化、生態(tài)系統、氣象條件等進行持續(xù)監(jiān)測和數據采集，為科學研究提供珍貴的第一手資料，助力人類對極端環(huán)境的探索和認知。