电流采样

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本参考电路是一款高度集成的16位、250 kSPS、8通道数据采集系统，可对±10 V工业级信号进行数字化转换。 它可在测量电路与主机控制器之间提供2500 V rms的隔离性能。

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<strong>Wenshuai Liao 和 Luis Orozco</strong>

节能和环保在我们的日常生活中扮演着重要的角色；而随着价格亲民的混合动力汽车和电动汽车的发布，人们的这些意识进一步得到了提高。这两项技术均使用大量充电电池，其中高品质、高功率的锂离子电池单元代表了目前为止最佳的解决方案。这些电池广泛用于笔记本电脑、手机、数码相机、摄像机和其他便携式设备中，但生产效率并未成为一个主要问题，因为这些电池的容量较低，通常为每单元或每组低于5 安时（Ah）。一个典型的电池组由不到一打的电池单元组成，因此匹配也不是什么重要问题。

实现节能的一种方法是在非高峰时段储存电能，补充高峰时候的 用电需求。用于车辆或电能存储的电池具有高得多的容量，通常 为几百Ah。这是通过大量小型电池单元或一些高容量电池来实现 的。例如，某种型号的电动汽车采用大约6800 个18650 锂离子电 池单元，重达450 kg。由于这个原因，电池生产需要制造速度更 快、效率更高以及控制更精确以满足市场的价格需求。

<strong>锂离子电池制造概述</strong>

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<strong>作者:Brett Gildersleeve</strong>

<strong>简介</strong>

SigmaDSP®系列多款器件均内置通用输入/输出(GPIO)引 脚。这些引脚可与外部硬件元件(如:LED、按钮或旋转编码器)连接。

某些GPIO引脚可多路复用至辅助ADC,这就使得电位器 或模拟控制电压可直接连接到IC。每个引脚的操作模式都 不尽相同,这些模式包括:开集输出/输入(去抖动)、由控 制端口直接驱动的输出。

在SigmaStudioTM图形编程软件内,可对GPIO引脚进行分 配,以使其控制音频信号处理程序或受该程序的控制。器 件运行期间,可更改引脚的功能。如果用户接口使用 GPIO引脚,则可减少或无需使用微控制器,这样就能大 大减少简单音频系统的成本。

本应用笔记从有效使用GPIO所必需的硬件接口技术开始 进行说明。此外,还探讨了几种可以极大降低SigmaDSP音 频系统复杂度的情形。

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<strong>ESD断路过压保护</strong>

在安装于印刷电路板之前，必须对线性IC(如运算放大器、仪表放大器和数据转换器)进行保护。这即所谓断路(out-of-circuit)状态。在这种条件下，IC可能遇到多大的浪涌电压完全取决于其环境。多数情况下，有害的浪涌电压来自静电放电，即常说的ESD。这是一种单次、快速、高电流的静电荷传输现象，源于两种条件，它们是：

1. 两个处于不同电位的物体之间的直接接触传输(有时称为接触放电)
2. 两个物体靠近时之间产生的高静电场(有时称为气隙放电)。

静电的主要来源基本都是绝缘器并且一般都是合成材料，如乙烯或塑料工作表面、绝缘鞋、经过表面加工的木质椅子、透明胶带、气泡袋、尖端未接地的烙铁等。这些来源产生的电平极高，因为它们的电荷并不容易分布在表面上或者传导给其他物体。两个物体相互摩擦产生静电被称为摩擦电效应。

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<strong>Ken Kavanagh</strong>

在工业环境中，电子系统通常工作在极端的温度条件下，或处于电子噪声环境，或是其它恶劣条件，而系统在这种条件下能否正常工作至关重要。举例来说，如果发送给控制机器臂位置的DAC的数据遭到破坏，机器臂就会按非预期的方向移动， 这不仅危险，而且代价巨大。试想一下，机器臂如果砸到生产线上的新车，或者更糟，砸到生产工人，后果会怎样？

有几种方法可以确保收到正确数据后才执行动作。最简单的方式就是控制器回读所发送的数据。如果接收的数据与发送的数据不匹配，则说明其中一者已受到破坏，必须发送新数据并进 行验证。这种方法的确可靠，但产生的开销也很大，每段数据 都必须经过验证，传输的数据量要翻一倍。

另一种替代方法是循环冗余校验（CRC），即随每个数据包发送一个校验和（checksum），接收器就会指示是否存在问题， 所以控制器无需验证接收。校验和一般通过向数据应用一个多项式方程式来生成。应用于一个24位字时，CRC-8可产生一 个8位校验和。将校验和与数据组合在一起，全部32位都发送到能够分析该组合的器件，并指示是否出错——这种方法虽 然不是无可挑剔解决方案，但却比读写方法更加高效。

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本在线研讨会介绍精密数模转换器(DAC)的五大关键技术规格：分辨率与精度、总非调整误差、输出噪声、缓冲以及最终动态性能。本研讨会将带您深入了解DAC，及其技术规格会如何对系统级性能产生影响。

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<strong>作者：Luis Orozco，ADI公司系统应用工程师</strong>

同步检测是一项实用的技术，它可通过许多仪器仪表应用提取低于噪底的嵌入低电平信号。例如：测量非常小的电阻，测量在强背景光下光的吸收或反射，或者甚至在高噪声电平的情况下进行应变测量。

当频率接近直流时，许多电气和物理系统都会有更高的噪声。例如，运算放大器有1/f的噪声，并且露天光学测量系统会受日光、白炽灯、荧光灯和其他光源造成的环境光照条件变化产生的噪声影响。如果可以使测量远离这些低频噪声源，则可以获得更高的信噪比并检测出弱得多的信号。例如，如果您希望测量表面反射的光量，则在几kHz下调制光源将能够测量在较低频率噪声中嵌入的信号。图1展示了信号调制在低于噪底和可恢复测量方面有多么重要。调制传感器激励信号的方法有不少。最简单的调制方案是反复开启和关闭激励信号。这对于驱动LED和其他类型激励(例如应变计桥加压)很有效。它尤其适用于很难以电子方式调制激励源(例如广泛运用于许多波谱仪器的白炽灯)的情况。在此情况下，调制就如使用机械调制盘对光进行斩波一样简单。

<strong>电路功能与优势</strong>

图1所示电路是一款完整的无需调节线性可变差分变压器(LVDT)信号调理电路。该电路可精确测量线性位移(位置)。LVDT是高度可靠的传感器，因为其磁芯能够无摩擦滑动，并且与管内部无接触。因此，LVDT适合用于飞行控制反馈系统、伺服系统中的位置反馈、机床中的自动测量以及其他各种注重长期稳定性的工业和科研机电应用中。

<center><img src="http://adi.eetrend.com/files/2017-01/wen_zhang_/100004625-15098-pingmuk…; alt="通用LVDT信号调理电路(原理示意图：未显示所有连接和去耦)"></center>

<center>图1. 通用LVDT信号调理电路(原理示意图：未显示所有连接和去耦)</center>

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<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。

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旋变数字转换器(RDC)广泛用于汽车和工业应用中，用来提供电机轴位置/速度反馈信息。AD2S1210是一款完整的 10 位至 16 位分辨率RDC，片内集成可编程正弦波振荡器，为旋变器提供激励。由于工作环境恶劣，AD2S1210（C 级和 D 级）的额定温度范围为−40°C 至+125°C的扩展工业温度范围。

图 1 所示的高电流驱动器放大AD2S1210 的参考振荡器输出并进行电平转换，从而优化与旋变器的接口。该驱动器是一个使用双通道、低噪声、精密运算放大器AD8662和分立互补发射极跟随器输出级的复合放大器。一个类似的驱动器级用于互补激励输出，从而提供一个全差分信号来驱动旋变器初级绕组。AD8662 提供 8 引脚窄体SOIC和 8 引脚MSOP两种封装，额定温度范围均为−40°C至+125°C的扩展工业温度范围。