技术
<strong>作者：Hooman Hashemi</strong>
仪表放大器(IA)是检测应用的主力。本文将探讨一些利用仪表放大器的平衡和出色直流/低频共模抑制(CMR)特性的方法，使得仪表放大器配合阻性传感器（例如应变计）使用，传感器与放大器在物理上分离。本文将提出一些提高此类增益级的抗噪性，同时降低其对电源变化和元件漂移的敏感性的方法。文章还会提供实测性能值和结果以展示精度范围，方便最终用户应用进行快速评估。
<strong>详细说明</strong>
<strong>摘要</strong>
IGBT/功率MOSFET是一种电压控制型器件，可用作电源电路、电机驱动器和其它系统中的开关元件。栅极是每个器件的电气隔离控制端。MOSFET的另外两端是源极和漏极，而对于IGBT，它们被称为集电极和发射极。为了操作MOSFET/IGBT，通常须将一个电压施加于栅极（相对于器件的源极/发射极而言）。使用专门驱动器向功率器件的栅极施加电压并提供驱动电流。本文讨论栅极驱动器是什么，为何需要栅极驱动器，以及如何定义其基本参数，如时序、驱动强度和隔离度。
<strong>需要栅极驱动器</strong>
数据采集设备一个重要的指标就是AD位数，我们都知道AD位数越高越好。但这个“好”到底体现在哪些方面呢？AD位数到底对数据采集有哪些影响呢？
AD位数的实质是指模数转换数据时使用多少位（bit）来表征数据电压幅值大小。这个位（bit）也就是存储二进制数0或1的位数，8位为1个字节（byte）。位数越高，存储小数点后面的位数也就越多，因此，转换后的数据也就越精确，越接近实际值。现今的数据采集设备通常使用24位AD，表示可以用24个0或1来表示数据幅值大小。当然，有1位符号位。
<strong>作者：Austin Harney</strong>
<strong>引言</strong>
我们都很熟悉那些隐藏在车库、地下室或其它隐蔽之处的电表了。我们甚至可能每月会检查它一次或两次，并将电表上的最新读数打电话告诉电力公司，而不是估算一个数字。随着技术的发展，一场静悄悄的革命正在这普普通通的电表上发生。
图1显示的是一款在19世纪后期开发的传统机电式电表，它带有一个转盘和一个机械计数显示器。这种电表通过计算该转盘的旋转圈数来计量电能，金属转盘的旋转速度与所用电能成一定比例。转盘周围的线圈通过施加一个与瞬时电流和电压成比例的涡电流和推力转动转盘，它利用一个永久磁铁在转盘上施加阻尼力，以在断电后使之停止旋转。
<strong>作者：Marcus O’Sullivan</strong>
<strong>简介</strong>
电流检测电阻有多种形状和尺寸可供选择，用于测量诸多汽车、功率控制和工业系统中的电流。使用极低值电阻（几 mΩ或以下）时，焊料的电阻将在检测元件电阻中占据很大比例，结果大幅增加测量误差。高精度应用通常使用 4 引脚电阻和开尔文检测技术以减少这种误差，但是这些专用电阻却可能十分昂贵。另外，在测量大电流时，电阻焊盘的尺寸和设计在确定检测精度方面起着关键作用。本文将描述一种替代方案，该方案采用一种标准的低成本双焊盘检测电阻（4 焊盘布局）以实现高精度开尔文检测。图 1 所示为用于确定五种不同布局所致误差的测试板。
鉴于电源电路存在一些不稳定因素，而设计用来防止此类不稳定因素影响电路效果的回路称作保护电路。在各类电子产品中，保护电路比比皆是，例如：过流保护、过压保护、过热保护、空载保护、短路保护等等，本文就整理了一些常见的保护电路。
电机过热保护电路
生产中所用的自动车床、电热烘箱、球磨机等连续运转的机电设备，以及其它无人值守的设备， 因为电机过热或温控器失灵造成的事故时有发生，需要采取相应的保安措施。PTC热敏电阻过热保护电路能够方便、有效地预防上述事故的发生 。
改善状态监测和诊断以及整体系统优化是当今使用机械设施和技术系统的一些核心挑战。该主题不仅在工业领域，而且在任何使用机器的地方都发挥着越来越大的作用。过去根据计划进行维修的机器，以及延迟维护意味着生产停机的风险。今天，来自机器的过程数据用于预测剩余的使用寿命。记录特别关键的参数，如温度，噪音和振动，以帮助确定最佳运行状态甚至必要的维护时间。这允许避免不必要的磨损并且可能在早期检测到可能的故障及其原因。在这种监测的帮助下，在设施可用性和有效性方面产生了相当大的优化潜力，带来了决定性的优势。例如，有了它，ABB1 可以将停机时间减少多达70％，将电机使用寿命延长30％，并在一年内将其设备的能耗降低多达10％。
由于传感器应用十分广泛，类型多种多样，在各行各业都有应用。因此，在这里主要介绍用于振动测试的振动传感器的选型。按测量振动参量分类可分为三大类：位移传感器、速度传感器和加速度传感器（也称为加速度计）。一般来说，位移传感器适用于低频测量，速度传感器适用于中频测量，加速度传感器适用于中高频测量。由于加速度传感器具有生产工艺成熟、频响范围宽、动态范围大、安装方便等特点，因而在振动测试中应用最广。因此，在这里主要介绍加速度传感器的选型。
本文主要内容包括：
1. 传感器分类；
2. 常见的加速计类型；
3. 选型指标；
4. 选型原则。
1. 传感器分类
在这主要介绍两种分类，一类是有源与无源，另一类是隔离与非隔离。
电压控制型电流源(VCCs)广泛用于医疗器械、工业自动化等众多领域。VCCs 的直流精度、交流性能和驱动能力在这些应用中至关重要。本文分析了增强型 Howland 电流源(EHCS)电路的局限性，并阐述了如何利用复合放大器拓扑进行改进，以实现高精度、快速建立的±500 mA电流源。
<strong>增强型Howland电流源</strong>
图1所示为传统的Howland电流源(HCS)电路，而公式1显示了如何计算输出电流。如果R2足够大，输出电流将保持恒定。
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伴随边缘计算、传感器等技术的不断发展，人机交互(HMI)正在取得重大进展。如ADI公司在2019年关键技术展望中提及，在智慧工厂、机器人以及越来越多的协作机器人(人-机器人配合)将会具备快速学习和适应环境的能力，一些能够通过多种模式(如机器视觉、激光雷达、ToF测距等)实时绘制三维环境图的自主机器人和协作机器人将变得越来越重要。
以机器视觉为例，在协作机器人大规模应用之前，现代工业组装生产线就已经运用机器视觉来辅助自动化光学检查，以确保在组装线上快速移动的部件符合定义的规范。未通过光学检查的缺陷部件被打上标记并自动地从组装线移除，从而确保部件之间的一致性。而在这一类组装线上作为视觉传感使用的高速摄像机需要一种照相闪光灯系统，该系统能够始终如一地重现一个固定导通时间光脉冲，可变的关断时间由组装线的速度以及部件的间隔距离来限定。
在齿轮箱、皮带与皮带轮等传动装置之间经常存在着动力传动。而这些传动并不是完美传动，会因为安装、制造等原因，造成传递有误差，也就是我们所谓的传递误差。
<strong>传递误差定义</strong>
传递误差定义为旋转结构的角位移或角速度（也就是转速）与理论值之差。可以表示成相对于驱动轴（或轮）的绝对值或相对值。
用角位移绝对值定义：
Tee=α2-Tr*α1
用角位移相对值定义：
Tee=(α22-Tr*α1)/α22
用角速度绝对值定义：
Tee=rpm222-Trr*rpm11
用角速度相对值定义：
Tee=(rpm22-Tr* rpm11)/rpm22
<strong>作者：Cathal Sheehan Bourns® Electronics Nicola O’Byrne ADI公司</strong>
<strong>简介</strong>
<strong>作者：Edwin Umali</strong>
<strong>简介</strong>
欧洲电信标准协会(ETSI)已将社会报警装置定义为能使受限区域内遇险的人发起呼叫以获得帮助的，可靠的无线电通信系统。社会报警装置的目标用户是老人和残疾人。本应用笔记将结合1类社会报警装置的要求，讨论ADF7030-1的工作原理和性能。在灵敏度、阻塞和邻道选择性(ACP)之间进行优化和平衡，以满足1类装置要求，而不使用额外的表面声波(SAW)滤波器。
<strong>作者：Rosemary Ryan</strong>
系统设计有时十分复杂，需要充分了解许多不同的元件，如果解决方案的各环节可以进行原型制作并快速演示，就可以简化过程，更重要的是，可以减少设计师面临的风险。凭借ADI公司的系统演示平台(SDP)，系统设计师可以重复使用核心元件，在最终系统实施前评估并演示各设计环节。SDP上提供ADI公司系列产品的元件和实验室电路评估板，并随时更新。由于之前使用过该平台，对其有一定的认知，用户很容易在熟悉的环境中评估新类别的元件。SDP连接至FPGA评估与原型制作平台，可以轻松创建并演示采用ADI元件通信的定制FPGA嵌入式设计。用户可以迅速建立定制评估与原型制作系统，还可以重复使用各种平台元件，演示各种丰富的硬件与软件概念，十分简单经济。
<strong>原创： 谭祥军 模态空间</strong>
对于旋转机械而言，动平衡是一个经常会遇到的问题。如果不平衡量过大会导致更大的振动噪声问题，同时降低了设备的使用寿命、效率转化等。因此，旋转机械的NVH分析必然包括平衡，有效地减少动平衡，可优化设备的NVH性能。
1、什么是不平衡
不平衡是由旋转轴上的质量分布不均匀导致的。当质心位置与作用在转子上的离心力的旋转中心不一致时，就会出现不平衡。通常，不平衡分为静不平衡、耦合不平衡和动不平衡。
为了平衡处于不平衡的旋转轴（或其他旋转部件），必须在旋转部件特定位置上增加或移除一定的质量。因此，进行平衡处理包括在旋转部件上确定相应的位置和质量，以便降低不平衡量。
不平衡会导致产生过大的振动：
<strong>作者：Chris Norris</strong>
<strong>简介</strong>
功能安全是诸多行业整体安全策略的一部分，其目的是将对人或作业设备造成伤害的概率降至可接受的范围以内。近年来，人们对系统功能安全的要求显著增长。从核电站到医疗设备，无故障系统已成为部分应用的理想选择，也是其他应用的必备条件。例如，在传感领域，获取的数据如果不正确或遭到损坏，结果可能具有破坏性，甚至可能致命，具体取决于系统和所涉及的风险级别。
<strong>Erjon Qirko 和 Kris Lokere</strong>
<strong>引言</strong>
LT6018 是一款超低噪声（1kHz 时 1.2nV/√Hz）、超低失真（1kHz 时 –115dB）的运算放大器。它的增益带宽积为 15MHz，最大失调电压为50μV，最大失调电压漂移为 0.5μV/°C。这种功能组合使其适合驱动多种高分辨率模数转换器 (ADC)。本设计要点介绍在使用 LT6018 驱动高速 18 位和 20 位逐次逼近寄存器 (SAR)ADC 时，可实现最佳信噪比 (SNR) 和总谐波失真 (THD) 的电路和优化策略。
<strong>Ultralinear 20 位 ADC</strong>
<strong>Guy Hoover</strong>
<strong>引言</strong>
随着模数转换器 (ADC) 的分辨率和采样率持续上升，其模拟输入的驱动电路（而不是模数转换器本身）日益成为决定整个电路精度的限制因素。首先，驱动电路必须能够缓冲输入信号并提供增益。此外，还必须能够进行电平转换或将单端信号转换为全差分信号，以满足ADC 的输入电压范围和共模要求。所有这些都必须在不给原始信号增加失真的情况下完成。
本“设计要点”介绍一种简单的 ADC 驱动器电路，它将 ±10V 单端输入信号转换为全差分信号，能够以仅 2ppm 的综合线性度误差驱动LTC®2377-20 20 位 SAR ADC。此外，还分析了可提供更高输入阻抗和更低总体电源电流的选项。
<strong>Thomas Brand ADI 公司</strong>
在这个自动化、数字化和工业4.0的时代，信号和数据的传输正在发挥着越来越大的作用。生产车间内外的这些应用中的机器、系统甚至个别传感器的联网，不仅需要稳定的基础设施，还需要安全、快速、高精度、无干扰、高带宽的传输路径。根据应用情况，传输路径可能需要承受极端恶劣的环境条件。数据传输有多种不同方法：有线、无线、串行和并行。所有方法都有各自的优点和缺点，需要针对具体应用情况仔细权衡。
