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热电偶101是一系列白板视频课程，包括8个简介视频，涵盖各种热电偶相关主题。

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<strong>作者：Bill Crone，ADI公司医疗保健系统工程师 Analog Devices, Inc.
william.crone@analog.com </strong>

<strong>内容提要</strong>

工程师们可以利用ADI解决方案来应对心电图子系统设计的重大挑战，包括安全、共模/差模干扰、输入动态范围要求、设备可靠性和保护、降噪以及EMC/RFI考虑。

心电图(ECG)是一种常见的医疗记录，在许多恶劣的环境中，它也必须清晰可读并保持精确。无论是医院、救护车、飞机、轮船、诊所还是家里，干扰源无处不在。新一代高度便携式ECG技术使我们能够在更多的环境条件下测量心脏的电活动。随着ECG子系统越来越多地投入医院外应用，制造商面临着持续的降低系统成本并缩短开发时间，同时保持或提高性能水平的压力，这就给ECG设计工程师提出了相当严苛的要求：实现一种安全有效、 能够应对目标使用环境挑战的ECG子系统。

<strong>作者：Mark Looney</strong>

<strong>简介</strong>

像倾斜传感器ADIS16209（见附录）这样的传感器系统具有集成度高、规格全面的特点，采用紧凑型封装，并且价格合理，使系统开发人员能够轻松运用自己可能并不熟悉的传感器技术，从而将成本和风险降至最低。由于精度是完全按给定的功率电平确定，因而似乎会约束开发人员降低功耗的能力。但是，对于必须严格管理能量使用的应用，采用周期供电的方式为降低平均功耗提供了突破口。本文将重点讨论周期供电及其对总体功耗的影响。

我们中许多人都是在温馨的家庭环境中长大的，但父母总会冲我们大喊：“离开房间时把灯关上！我们家不是开电厂的！”实际上，他们是在教会我们一项重要的能源管理方法——周期供电，一种在不需要某项功能时关闭其电源的过程，例如在不需要进行测量时关闭传感器系统。这样做能够降低平均功耗，计算公式如下：

<strong>作者：Charlie Zhao</strong>

如今，人们期望电池充电器能够容易地支持多种化学组成并接受众多的电压输入，包括广泛的太阳能电池板。输入电压范围覆盖到输出电池电压以上和以下的情况越来越常见，因而需要其兼具降压和升压能力 (降压-升压拓扑)。LTC4020 降压-升压型电源管理器和多化学组成电池充电控制器能接受 4.5V 至 55V 的宽范围输入，并产生高达 55V 的输出电压。其降压-升压型 DC/DC 控制器可向电池和系统提供高于、低于或等于器件输入的电压。

充电器可容易地针对多种电池化学组成进行优化。例如：其可遵循一种恒定电流 / 恒定电压 (CV/CC) 充电算法，采用 C/10 或定时终止 (针对基于镍的电池系统)；一种采用定时终止的恒定电流 (CC) 特性；或者一种优化的 4 步、3 级铅酸电池充电模式。

<strong>用于 25.2V 电池浮动电压的 6.3A 充电器</strong>

电池可为众多行业的许多不同应用供电。尽管大量的消费类移动设备往往把关注的焦点集中在低电压锂离子电池供电型应用，但是高性能和高可靠性的工业、医疗及军事应用则需要具有多种电池组电压的诸多电池化学组成。部分此类应用需要利用电池提供便携性，而其他则只是采用电池来满足后备供电要求。在这两种场合中，监察电池健康状况和系统性能对于确保可靠和稳健的操作是至关重要。

在本视频中，我们将说明 LTC4015 是怎样为锂离子电池、磷酸铁锂 (LiFePO4) 电池和铅酸电池供电。除了能够给多种类型的电池供电之外，LTC4015 还可提供前所未有的系统和电池健康状况信息，而这是同类竞争充电器做不到的。用户可定制警示和参数限值与 LTC4015 的串行端口、集成型库仑计数器及 14 位 ADC 相结合，可在电池供电型设备中提供无可比拟的配置和电源管理。此外，许多功能是采用硬件 (外部引脚和电阻器) 来配置的，从而实现了高性能的独立型运作，并不需要使用微控制器或微处理器。

<strong>作者：Mark Cantrell，ADI公司</strong>

<strong>标准是一种资产——如果您了解它们的话</strong>

本文探讨如何有效使用IEC(国际电工委员会)安全标准，以便从数百项可用标准中找出与问题相关的标准，探索设计的限制条件。IEC的标准和支持文件常常被设计人员视为累赘，但如果您对其包含的内容有一些了解，知道如何查找和使用它们，最重要的是知道从哪里起步，那么它们其实是一笔巨大的财富。本文将说明如何使用从多家安全机构免费获得的信息来构建标准之间的关系图。

设计工程师是富有创造力的一群人。在尺寸、成本和性能的约束范围内优化电路设计，好比是艺术家在可用色彩和画布类型的约束范围内描绘肖像。设计工程师的调色盘就是各种可用元器件和最新的架构思想，结合一些原创贡献，就能做出前所未有的东西。衡量设计成功与否的标准是简洁和精致。不幸的是，对设计的简洁性和精致性打击最大的莫过于要遵从洋洋洒洒300页的安全规则手册，而且其中的一些指南看起来并无明确的道理。在处理安全标准上，工程师们似乎在两个极端之间摇摆不定。

<strong>一个极端</strong>

5G网络的效率将可能提升为现有4G网络的10倍以上，根据国际研究暨顾问机构Gartner分析，透过这样全新层次的网络，未来通讯服务供货商 (CSP)可以在驾驶人身安全、数据处理与管理等领域与自动驾驶汽车(后简称自驾车)制造商合作，确保未来的市场商机。

自驾车系统与传感器将产生史无前例的大量数据。汽车OEM厂商将得以从中撷取有价值的数据，同时限制相关服务开通的成本。Gartner资深研究分析师Jonathan Davenport表示：“通讯服务供货商有机会成为OEM业者的策略合作伙伴，利用5G技术来解决自驾车OEM业者数据大幅成长的需求。”

到了2025年，自驾车每月上传到云端的车辆及传感器资料将超过1TB，远高于2018年先进连网汽车的资料量(30GB)。Davenport指出：“为把握这个商机，通讯服务供货商须确保将5G纳入未来车辆的设计当中，还有安全及网络联机，这些都是主要商机所在。”

5G网络也将提供自驾车乘客高质量的信息通讯娱乐。Jonathan Davenport认为：“5G网络将使通讯服务供货商在安全、数据分析及娱乐方面成为强化汽车系统的重要伙伴。”

热电偶101是一系列白板视频课程，包括8个简介视频，涵盖各种热电偶相关主题。

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半导体技术的进步将电路尺寸不断压缩，曾经用一个大房间才能存放的大型计算机性能今天一台笔记本就可以做到，集成电路的集成度已经达到单芯片数亿晶体管的规模。然而，半导体技术一路高歌猛进却似乎总是有几道“魔咒”难以破除，包括电容、电感、光耦和变压器这样的无源器件的集成一直没有明显的突破，特别是尺寸庞大但应用广泛的变压器成了开关电源设计工程师一直以来的噩梦，大尺寸、高功耗、EMI辐射、纹波……各种掣肘如影随形。

作为高性能模拟技术提供商，ADI一直在尝试突破这些阻碍模拟技术进步的“魔障”，其研发的iCoupler磁隔离技术将传统的变压器用标准半导体制造工艺实现了集成，将传统的采用磁芯的机械式变压器片上化，并且具有高带宽、低电感和高阻抗等优点。ADI公司利用微变压器设计方面的经验，开发出了芯片级DC-DC功率转换器isoPower系列。最近，ADI再次发布isoPower系列新品，将产品的关键性能EMI指标实现“大跃进”，磁隔离在传统性能优势上进一步解决了过去EMI短板，实现鱼与熊掌可以得兼的目标。

ADI公司提供多种多样的数字电位计(digiPOT)选项，包括不同的存储器技术、单电源和双电源、各种数字接口、高分辨率器件，以及业界最广泛的端到端电阻选项。

<strong>什么是数字电位计？</strong>

数字电位计T是一种数字控制式器件，可以用来调整电压或电流，提供与机械电位计或可变电阻器相同的模拟功能。利用它可以实现更精确、更鲁棒、更快速、电压毛刺更小的自动校准过程。digiPOT常用于对模拟信号进行数字调整和校准，通常由I2C、SPI等数字协议或者更基本的上调/下调和按钮协议来控制。

<strong>架构</strong>

数字电位计T是一种3端器件(见图1)，内部结构由电阻和开关阵列组成。每个digiPOT的A端与B端之间都有多个串联的无源电阻。游标端W可以进行数字编程，以访问该电阻串上的任何一个触点(共有2n个)。

A端与B端之间的电阻RAB一般称为端到端电阻。ADI公司提供从1kΩ到1 MΩ的各种端到端电阻选项。

A端与W端之间的电阻RAW和B端与W端之间的电阻RWB是互补的。也就是说，如果RAW增大，则RWB会以相同比例减小。