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物联网的构建模块:构建物联网的技术和解决方案

物联网要依赖于事物自身的智能,拥有信息不等于拥有洞察力。只有准确、可靠的数据,才最有价值。凭借最佳质量数据、边缘智能和可靠连接,可为您的云提供深度学习和洞察力。这正是我们的关注点。

从人体生物特征识别到机器振动曲线,了解我们的技术如何测量以前无法测量的东西。了解这些解决方案如何为您的物联网解决方案创造新的可能性,提供更可靠的结果,降低成本,同时加速产品上市。

高电压D类放大器的输出电流监控

<strong>作者:Phillip Nanea和Paul Blanchard</strong>

<strong>简介</strong>

电路中的电流信息可提供有关电路状况的有用信息。电流监控电路广泛用于各种仪器仪表领域,以便实现保护、补偿和控制。电流监控的常见应用有电池监控系统、电机控制、过流保护和4 mA至20 mA系统。

电流监控在音频等商业应用中也很有用。此类应用之一是监控音频放大器输出到扬声器的电流,以便提供音质补偿和保护。

本应用笔记聚焦于工作在高电压范围的扬声器输出电流监控电路。该电路使用的主要器件是D类放大器、AD8479和ADA4805-1。

IC放大器用户指南:去耦、接地及其他一些要点

作为讨论多数人受其禺弄的问题的开场白,这句话似乎再适合不过。我们为系统功耗、接地及信号回路找合适配置的时候,往往会引入一些干扰。然而严格的实验方法可以用来解决简单的问题,预见性通常也要以避免出现严重问题,并能在将来做一些补救措施。

这个是非常零散的话题,提出一个完全通用的解决办法实非本人力所能及。监于此,我将首先阐述一个一般准则,然后详细计论与集成电路放大器相关的去耦及接地问题。

原则,想想电流流向何处。

表面看来,这是个显而易见的问题,但提到电流时,人们一般都会想到电流从某个地方“流出”,然后“流过”其他地方,却忽视了电流如何流回源点的问题。在实际操作中,人们似乎认为所有“接地‘或”电源电压“点都是相等的,但忽略了一个事实:即这些点构成电流在其中流动并产生有限电压,它们是导体网络的一部分。

放大器电路设计:如何避免常见问题

<strong>作者:Charles Kitchin</strong>

<strong>简介</strong>

与分立半导体组件相比,使用运算放大器和仪表放大器能给设计师带来显著优势。虽然有关电路应用的著述颇丰,但由于设计电路时往往匆忙行事,因而忽视了一些基本问题,结果使电路功能与预期不符。本应用笔记论述了最为常见的设计问题并提出了实用的解决方案。

<strong>缺少直流偏置电流回路</strong>

不断发展的烟雾检测要求

<strong>光电与电离检测器比较</strong>

► 电离检测器
§ 使用辐射源(镅-241)让空气离子化
§ 放入电场和测量电流
§ 烟雾会中断电流
§ 适合用于测量小颗粒
§ 使用放射源引发担忧
§ 检测慢燃/阴燃火源的效果不佳

► 光电检测器
§ 向取样容器(LED)发射光,测量散射光(光电二极管)
§ 适合用于测量大颗粒
§ 通常需要使用烟室来抑制环境光,减少/避免灰尘和昆虫/蜘蛛进入
§ 烟室降低系统性能,增加响应时间

利用ADPD188BI光学烟雾和气雾剂检测模块进行烟雾测试

<strong>作者:Dan Weinberg和Kevin Buckley</strong>

<strong>简介</strong>

烟雾探测器传统上是采用电离报警器构建。然而,现在开始向光电烟雾报警器发展。相比光电烟雾报警器,电离报警器能够更快速地检测到快速燃烧的火灾,通常要快30秒到90秒。检测速度之所以存在这种差异,是因为烟雾扩散到烟雾腔中会有一个时间延迟。但是,光电烟雾报警器对阴燃火灾的响应速度要快得多,通常快10分钟到50分钟。光电烟雾报警器也不易发生滋扰报警,例如烧焦吐司或淋浴蒸汽等并不会引发报警。美国保险商实验室 (UL) 将于2020年发布新版UL-217和UL-268标准,北美的所有烟雾报警器都必须符合这些标准。商业和住宅烟雾探测器正在重新设计,以满足这些新标准。

CareFusion与ADI之间的探讨: 优化EEG放大器的性能并降低功耗

<strong>作者:BillKolasa,CareFusion;HarryHolt和MattDu,ADI</strong>

<strong>简介</strong>

在过去的20年间,CareFusion Nicolet在EEG诊断系统领域的开发上一直扮演着先驱者的角色。脑电图(EEG)监测可用于神经系统分析,以进行睡眠研究、脑功能区定位(Brain Mapping)和ICU病患大脑活动的监测等。随着脑部研究和EEG诊断的持续突破,人们期望EEG监测装置也能够在传统临床环境以外的新环境中运作,而这些新的环境同时也引发新的设计挑战,本文将探讨其中的一些挑战。

<strong>Harry Holt(ADI公司运算放大器应用工程师):</strong>

采用ADI公司REM交换机的实时 POWERLINK

► 工业通信系统

* 多种现场总线技术
* 现场总线技术的局限性
* 作为升级途径的以太网
* 标准以太网的局限性

► 适用于确定性以太网的POWERLINK

* 术语和机制
* 拓扑结构
* 冗余
* 噪声性能
* 简化的调试和诊断

► 利用REM交换机快速构建POWERLINK系统

► fido5000 REM交换机的多协议支持

* RapID平台
* 任意处理器

► 确定性以太网中的TSN展望

工业4.0:让承诺切实可行

工业4.0有着大量的承诺:生产力、灵活性和安全性的指数级改进;边缘到云计算的巨大进步;强大的分析;易于适应大规模定制的系统;如此等等,不一而足。你可能已从各种渠道看到了各类炒作。愿景似乎很清楚,但实现目标的路径和时间表并非如此。前方道路可能既复杂又危险——不仅对企业如此,对企业的客户亦是如此。

世界经济论坛创始人克劳斯·施瓦布(Klaus Schwab)在其著作 中写道,“与之前的工业革命相反,这次革命正以指数而非线性的速度发展……它不仅改变着我们要做‘什么’和‘怎么做’,也在改变着我们是‘谁’。”

利用数字隔离器技术增强工业电机控制性能

作者:Dara O'Sullivan(系统工程师)和Maurice Moroney (技术营销经理),ADI公司</strong>

<strong>隔离类型简介</strong>

隔离用户及敏感电子部件是电机控制系统的重要考虑事项。安全隔离用于保护用户免受有害电压影响,功能隔离则专门用来保护设备和器件。电机控制系统可能包含各种各样的隔离器件,例如:驱动电路中的隔离式栅极驱动器;检测电路中的隔离式ADC、放大器和传感器;以及通信电路中的隔离式SPI、RS-485、标准数字隔离器。无论是出于安全原因,还是为了优化性能,都要求精心选择这些器件。

通信设备制造商需要高功率输出和小尺寸解决方案

<strong>Tony Armstrong ADI公司电源产品营销总监</strong>

<strong>简介</strong>

许多通信系统通过48 V背板供电。此电压通常会降至较低的中间母线电压,通常降至12 V、5 V甚至更低,以便为系统内的电路板机架供电。但是,这些电路板上的大部分子电路或IC都需要在3.x V到低至0.5 V的电压范围内工作,且电流从几十毫安到几百安培不等。因此,要从这些较高的母线电压降至子电路或IC所需的较低电压,必须使用负载点(PoL) DC/DC转换器。除了这本身的难度外,这些电轨还有严格的时序、电压精度、裕量和监控要求也需要考虑!

使用MEMS加速度计和自适应参考 (基准)准确捕捉车载DVR系统中的真实加速度数据

<strong>王一兵 应用工程师 ADI公司</strong>

现代车载数字视频记录系统(DVR)或OBD均使用加速度计(重力传感器)测量车辆加速度。因此,在发生车辆紧急刹车或碰撞等预定义事件时,DVR可以对记录视频添加日期/时间/加速度等信息。将视频保存至硬盘或SD卡等系统存储器时,这些信息非常有用。例如,可以借助这些信息方便识别和回放目标事件视频。此外,仅保留这些有用视频并删除其他视频可显著节约系统存储空间。但是,由于地球引力偏置和车辆振动等对加速度计的共同影响,因此在车辆行驶时准确测量加速度是一个很大的挑战。本文介绍了一种简单有效的方法来解决此问题。

LT1494/LT1495/LT1496:1.5μA 最大值、单路高精度轨至轨输入和输出运算放大器

LT®1494/LT1495/LT1496 是具有精密特性的最低功耗 (IS ≤ 1.5μA) 运算放大器。除极低电源电流外,这些放大器还有其他出色特性:输入失调电压为 375μV(最大值),漂移典型值仅为0.4μV/°C,输入失调电流为 100pA(最值)。最小 100V/mV 的开环增益 (AVOL) 确保增益误差很小。在 2.2V 至 ±15V 的电源范围内,器件特性变化很小。电源抑制比为 90dB,共模抑制比为 90dB。额定电源电压为 3V、5V 和±15V。电池反接保护(最小 –18V)和高于正电源的输入使 LT1494/LT1495/LT1496 便于在恶劣环境中使用。

放大器的低偏置电流和失调电流允许使用兆欧级电阻,而不会引入明显的误差。考虑到低电源电流,4μVP-P 的电压噪声非常低。

LTC2058:36V, 低噪声零漂移运算放大器

LTC®2058 是一款双通道、低噪声、零漂移运算放大器,可在 4.75V 至 36V 的宽电源范围内提供精密直流性能。失调电压和 1/f 噪声得到抑制,使得该放大器可实现 5μV(最大值)的失调电压和 200nVP-P(典型值)的 DC 至 10Hz输入噪声电压。LTC2058 的自校准电路使得失调电压随温度的漂移很低,为 0.025μV/°C(最大值),并且随时间的漂移几乎为零。该放大器还具有 150dB 的出色电源抑制比 (PSRR)和 150dB(典型值)的共模抑制比 (CMRR)。

LTC2058 提供轨到轨输出摆幅和包括 V– 轨的输入共模范围。除了低失调和噪声外,该放大器还有 2.5MHz(典型值)增益带宽积和 1.6V/μs(典型值)压摆率。

ADGS1208/ADGS1209:SPI接口,低CON和QINJ,±15 V/+12 V,1.8 V逻辑控制,8:1/双通道4:1多路复用开关

ADGS1208/ADGS1209均为模拟多路复用器,分别内置8个单通道和4个差分通道开关。一个串行外设接口(SPI)控制这些开关。该SPI接口具有强大的错误检测功能,例如:循环冗余校验(CRC)错误检测、无效读取/写入地址检测和SCLK计数错误检测。

可将多个ADGS1208/ADGS1209器件以菊花链形式连接在一起。菊花链模式支持以极少的数字走线实现多个器件的配置。ADGS1208/ADGS1209还可在突发模式下工作,从而减少SPI命令之间的时间。

iCMOS®结构可确保功耗极低,因而这些器件非常适合便携式电池供电仪表。

接通时,各开关在两个方向的导电性能相同,输入信号范围可扩展至电源电压范围。在断开条件下,高至电源电压的信号电平被阻止。

<strong>应用</strong>

LT6657:1.5ppm/°C 漂移、低噪声、缓冲基准电压源

LT®6657 是一款精密基准电压源,该器件兼具稳健的工作特性和极低的漂移与低噪声。利用先进的曲率补偿,该带隙基准电压源可实现1.5ppm/°C 的漂移和可预知的温度特性,以及0.1% 的初始电压准确度。它还提供了 0.5ppmP-P的噪声和非常低的温度循环迟滞。

LT6657 是一款低压差基准电压源,可采用仅比输出电压(最高可达 40V)高 50mV 的电源进行供电。缓冲输出支持 ±10mA 的输出驱动(在低输出阻抗条件下)和精准的负载调节性能。大拉电流能力允许其用作一个负基准电压源,而精准度则与正基准电压源相同。该器件在电池反接的情况下是安全的,并内置了输出短路电流保护和过载热关断功能。该器件包括一种关断模式,以在降低功耗的同时实现快速开启。LT6657 的额定温度范围为 –40°C 至 125°C。该器件采用 8 引脚 MSOP 封装。

LT1997-2: 精密、宽电压范围、增益可选漏斗放大器

LT®1997-2 是一款衰减(漏斗)差动放大器,可用于将大差分信号转换到与 ADC 兼容的低压范围。其集精密运算放大器和高匹配度电阻于一体,构成一个单芯片解决方案,无需外部元件就能精确衰减电压并实现电平转换。它有三个引脚可选的标准增益选项(0.1、0.2 和0.25),这些增益可以进一步组合,形成 0.0455到 0.55 的增益(1.82 到 22 的衰减),精度为 0.006% (60ppm)。LT1997-2 还能在非常宽的输入共模电压范围 (±255V) 内工作,从而在严苛的工业环境中实现稳健的操作。其出色的电阻匹配度使得共模抑制比大于 105dB。
电阻在整个温度范围内都能保持良好的匹配;匹配温度系数保证小于 1ppm/°C。电阻与电压具有极其良好的线性关系,使得增益非线性小于 2ppm。

LT1997-1:精密、高压、增益可选差动/电流检测放大器

LT®1997-1 是一款差动放大器,可用于放大小差分信号,同时抑制大共模信号,堪称电流检测应用的理想之选。其集精密运算放大器和高匹配度电阻于一体,构成一个单芯片解决方案,无需外部元件就能精确放大电压并实现电平转换。它有三个引脚可选的标准增益选项(10、20 和 50),这些增益可以进一步组合,形成0.141 到 80 的增益,精度为 0.012% (120ppm)。

LT1997-1 还能在 V– 至 V– + 76V(独立于 V+ )的输入电压下工作,从而在严苛的工业环境中实现稳健的操作。其出色的电阻匹配度使得共模抑制比大于 109dB(增益 = 10)。电阻在整个温度范围内都能保持良好的匹配;匹配温度系数保证小于 1ppm/°C。电阻与电压具有极其良好的线性关系,使得增益非线性小于 2ppm。

LT1990-10:±250V 输入范围、100kHz、G = 10、微功耗、差动放大器

LT®1990-10 是一款微功耗精密差动放大器,具有极高的共模输入电压范围,固定增益为 10,带宽为 100kHz。LT1990-10 采用 ±15V 电源供电,共模电压范围为 ±250V。输入具有故障保护功能,不受高达 ±350V 共模电压瞬变和高达±500V 差分电压的影响。LT1990-10 非常适合高端和低端电流或电压监控。

LT1990-10 采用 5V 单电源供电,具有可调85V 输入范围和最小 60dB CMRR,功耗低于180µA。轨到轨输出可以使动态范围达到最大,这对低至 2.7V 的单电源应用特别重要。

LT1990-10 在工业温度范围内采用 3V、5V 和±15V 单电源供电。LT1990-10 提供 8 引脚 SO 和引脚 FMEA 兼容 MSOP 两种封装。

LT6274/LT6275:90MHz、2200V/µs 30V 低功耗运算放大器

LT®6274/LT6275 是单/双通道低功耗、高速、超高压摆率运算放大器,具有出色的交流和直流性能。电路拓扑结构是电压反馈放大器,具有匹配的高阻抗输入以及电流反馈放大器的增强压摆性能。高压摆率和单级设计提供出色的建立特性,使该电路成为数据采集系统的理想选择。采用±15V 电源时,每路输出将 1k 负载驱动至±13.25V;采用 ±5V 电源时,每路输出将 500Ω负载驱动至 ±3.5V。LT6274/LT6275 在任何容性负载下均可稳定工作,因此适合缓冲器或电缆驱动应用。

单通道运算放大器 LT6274 采 用 5 引 脚TSOT-23 封装,双通道运算放大器 LT6275 采用8 引脚 MSOP 封装。其保证工作温度范围分别为 –40°C 至 85°C 和 –40°C 至 125°C。