引言

1970年代的美国黑色电影唐人街(Chinatown)会让工程师们想到什么?抑或者有哪一部电影或影集可为聪明的工程师们带来新的灵感?你曾经有过这样子的经验吗?这篇文章的作者将和各位分享,他从唐人街这部电影中获得了哪些针对电路测试的启发…

90年代初期,电池供电产品的市场正在起飞。当时相关厂商收到许多对AA电池有效运行的电源电路要求,为了响应几位客户的查询,有位工程师决定在公司内部举办一场比赛,看看谁能从四颗AA碱性电池中提出最多运行时间的电路,同时在100mA产生5伏特(V)电压。

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最终,我们大约使用六个电路来测试。但我们也很快意识到,这需要很长的时间来测试,这不会花费太多实验室设备或实验室技术人员的时间,特别是如果我们想要运作几个测试来减少电池变化的影响。我们当时有一个自动化的测试架,但这总是忙于做“认真”的工作,且无法配合我们所需要的时间长度。我们也不想用串行的方式进行测试,决定一次测试一个电路,因为这意味着我们将能够在几周之前决定谁是冠军。如果可以与所有的候选人同时开始一个真正的比赛,一种“AA马拉松”,这将是更好(更有趣),但是在没有太多的实验室设备或做令人觉得无聊到脑袋麻木(mind-numbing)的手动测量的情况下,如何能做到这一点?

因此这一切都和20世纪1970年代黑色电影(film noir)唐人街(Chinatown)这部电影的Jack Nicholson有关?这部电影里有一个Nicholson正在跟踪一辆车的简单场景——目标车辆停止、司机下车并进入房子,Jack不想等待(可能是整夜)以看到司机离开,所以他抓住了一支旧手表(从一个旧表的盒子里拿出来,他显然只为了这个目的停留在他的行李箱前),上紧它的发条、设定好它,并把它放在路上,恰好在“目标”汽车的轮胎下面。第二天早上Jack回来,汽车已经离开现场,但它的出发时间显然保留在他破碎的手表内,躺在路边。

这种聪明的低技术“LoJack/GPS/事件定时器(event timer)”的类型让我关注到,并启发我用一种便宜和简单的电池监测替代数据采集系统、图表纪录器或甚至(在当时)无聊的电表读取和注意。它还具备额外的优点——不需要编程技巧、提供亦于读取的结果,甚至可以设定“非易失性”数据保留功能!

所有只需要低功耗比较器/参考IC(单芯片IC,即使在1993年)连接闸极电源(gate power)到6个便宜的8美元药店贩卖的模拟时钟。对唐人街影集来说,这必须是模拟时钟(用手),不是数字的,因为数字手表一旦电源被切断,显然不会保留他们“手的位置(hand position)”。

当测试电路输出电压下降到设定的阈值以下时,我们连接比较器以打开时钟的电池连接。我们把这些黏在比赛中每个电路的输出上,放上一个固定的电阻负载(在100 mA时为5V),并启动它们,当每个电源输出下降到4.5V以下(我们可以设定这个跳变点),这个时钟将停止。双手从那时起会显示电路作废的时间,时钟都在12:00开始,因此双手会显示小时与分钟运作时间(当然在12小时内)。

这是一个“低技术”的伟大胜利。只需价值60美元便宜时钟和几个IC,就可变成有效的、非常便宜,且可替代一个机架的HPIB(Hewlett-Packard Interface Bus)硬件。

备注:本文作者Len Sherman是Maxim Integrated的资深科学家,他定义了几十个电源和电池管理IC,主要用于可携式和手持设备。