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<strong>电路功能与优势</strong>

工业过程控制系统中的信号电平通常为以下几类之一：单端电流（4 mA 至 20 mA）、单端差分电压（0 V 至 5V、0 V 至10 V、±5 V、±10 V）或者来自热电偶或称重传感器等传感器的小信号输入。大共模电压摆幅也非常典型，尤其是小信号差分输入；因此，良好的共模抑制性能是模拟信号处理系统的一项重要特性。

图 1 所示的模拟前端电路经过优化，可在处理这些类型的工业级信号时提供高精度和高共模抑制比(CMRR)。

<center><img src="http://adi.eetrend.com/files/2018-02/wen_zhang_/100010247-35372-pingmuk…; alt="适合过程控制应用的高性能模拟前端（原理示意图：未显示所有连接和去耦）"></center>

<strong>简介</strong>

传统上，光耦合器用于隔离多种电气设备中潜在的危险电压。如今，基于变压器或容性耦合技术的现代数字隔离器得到了广泛应用。基于变压器的数字隔离器拥有诸多优势，比如高性能、集成功能、低功耗、出色的长期可靠性以及更高的易用性等。

需要隔离的原因有多种。通过隔离，在使用不同的接地基准电压或电源电压时，功能电路可以正常工作。在系统长期工作期间，必须保护设备操作员或病人，使其免受电击或危险电流的伤害。必须防止敏感和/或昂贵的系统因电涌而损坏——比如雷击。

随着时间的推移，各种国家标准和国际标准不断涌现，目的都是为隔离器或采用隔离技术的电气系统提供统一的规范和测试。安全认证可以在元件和最终系统两个层面实现，即使以相同的基本安全标准为参照，认证要求也可能因地区而异。符合全面安全标准规范的隔离器为设备供应商提供了最大的灵活性，使其可以轻松满足这些不同的要求。

电气系统需要电流隔离的原因多种多样。最明显也是最重要的原因是，保护操作人员，使其免受致命性电击的影响。电击危险可能来自设备使用的市电，也可能来自外壳中产生的高电压。保护人员免受致命电击的伤害需要加强绝缘额定值。

近日，一则高层变动新闻在中国半导体业界激起波澜。自 2018 年 1 月 31 日起，Jerry Fan 正式出任 ADI 中国区总裁，未来，Jerry Fan 也将进一步带领 ADI 中国团队深度整合本地销售、市场、运营资源，推动“在中国、懂中国、为中国”策略，实现 ADI 中国的持续高速增长。

<center><img src="http://adi.eetrend.com/files/2018-02/wen_zhang_/100010249-35379-pingmuk…; alt="Jerry Fan 自 2018 年 1 月 31 日起，正式出任ADI中国区总裁"></center>

<center>图1. Jerry Fan 自 2018 年 1 月 31 日起，正式出任ADI中国区总裁。</center>

50多年来，我们一直在超越一切可能且以无可比拟的检测、测量和连接技术在现实与数字世界之间架起智慧桥梁，让客户了解周围的世界。

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<strong>作者 ：Walt Kester</strong>

<strong>简介</strong>

教程 MT-022 已论述了 Σ-Δ 型 ADC 的基本原理。本教程将介绍一些更高级的概念，包括空闲音、多位 Σ-Δ、MASH、带通 Σ-Δ，并提出一些示例应用。

<strong>空闲音考量</strong>

到目前为止，我们对 Σ-Δ 型 ADC 的讨论均假设 Σ-Δ 调制器（参见图 1）所产生的量化噪声是随机的，并且与输入信号是不相关的。遗憾的是，事实并非完全如此，特别是对于一阶调制器。考虑这样一种情况 ：在一个 4 位 Σ-Δ 型 ADC 中，对调制器输出的 16 个样本求平均值。

提供精确可信的数据、可靠且低功耗的连接是ADI公司的专长，而且我们以自己的工厂作为试点，所以我们处在实现工业物联网和工业4.0的最前线

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<strong>电路功能与优势</strong>

图1中的电路在功能上可提供高精度、多通道的热电偶测量解决方案。精确的热电偶测量要求采用精密器件组成的信号链，能够放大较小的热电偶电压、降低噪声、校正非线性度并提供精确的基准结补偿(通常称为“冷结补偿”)。本电路可解决热电偶温度测量的全部这些难题，并具有±0.25°C以上的精度。

图1中的电路显示将3个K型热电偶连接至AD7793精密24位Σ-Δ型模数转换器(ADC)，以测量热电偶电压。由于热电偶是一种差分器件而不是绝对式温度测量器件，必须知道基准结温才能获得精确的绝对温度读数。这一过程被称为基准结补偿，通常称为冷结补偿。本电路中，ADT7320精密16位数字温度传感器用于冷结基准测量，并提供所需的精度。

对于需要在热电偶提供的宽温度范围内进行高性价比的精确温度测量而言，这类应用非常受欢迎。

电路描述</strong>

图1中的电路专为使用ADT7320同时测量3个K型热电偶而设计，该器件是一款±0.25°C精度、16位数字SPI温度传感器。

步进电机，典型的运动控制电机，是信息化、自动化控制系统中的执行元件。步进电机原理是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件，根据脉冲信号，步进电机按设定方向转动固定角度（步矩角），通过控制脉冲个数来控制角位移量，可达到准确定位目的。

步进电机具有较多优点，如：具有无刷结构，相比传统电机可靠性高；易于启停和反转，动态响应快；停止时能够自锁，保持转矩等。

图表1：步进电机优点

<center><img src="http://adi.eetrend.com/files/2018-02/wen_zhang_/100010205-35176-pingmuk…; alt=""></center>

<center>资料来源：前瞻产业研究院整理</center>

"有些信号虽然您不需要，但经常会进入系统中；这些信号称为“噪声”，我们必须了解并处理好噪声，才能成功地实现系统设计。这些噪声信号源于外部（“外部噪声”）和内部电路器件（“内部噪声”），它们具有各种特性，可以对它们进行计算并予以补偿。ADIsimPLL™是一款锁相环(PLL)电路设计和评估工具，可以协助用户评估和设计RF系统并对系统进行故障排除。该工具支持ADI公司的PLL频率合成器系列。

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在脉冲雷达应用中，从发射到接收操作的过渡期间需要快速开启/关闭高功率放大器 (HPA)。典型的转换时间目标可能小于1 μs。传统上，这是通过漏极控制来实现的。漏极控制需要在28 V至50 V的电压下切换大电流。已知开关功率技术可以胜任这一任务，但会涉及额外的物理尺寸和电路问题。在现代相控阵天线开发中，虽然要求尽可能低的SWaP（尺寸重量和功耗），但希望消除与HPA漏极开关相关的复杂问题。

本文将提出一种独特但简单的栅极脉冲驱动电路，为快速开关HPA提供了另一种方法，同时消除了与漏极开关有关的电路。实测切换时间小于200 ns，相对于 1 μs 的目标还有一些裕量。其他特性包括：解决器件间差异的偏置编程能力，保护HPA免受栅极电压增加影响的栅极箝位，以及用于优化脉冲上升时间的过冲补偿。

<strong>典型漏极脉冲配置</strong>

通过漏极控制开关HPA的典型配置如图1所示。一个串联FET开启输入HPA的高电压。控制电路需要将逻辑电平脉冲转换为更高电压以使串联FET导通。