技术
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<strong>作者：应用工程师Hein Marais</strong>
RS-485差分通信网络经常用于恶劣环境下的工业和仪器应用中。这些网络能够在4000英尺的范围内进行通信。在恶劣环境下进行长距离通信时，可能出现以下问题：
• 由于不同节点的地电位不同而引起接地环路电流
• 电机、电感转换负载和其他高噪声电气设备造成感应接地噪声
• 有害电涌
如果无法保证系统中不同节点的地电位不会超出收发器的共模范围，则电流隔离不失为一种理想的解决方案。电流隔离不阻止信息流，但阻止电流流动。传统RS-485网络使用光耦合器进行信号隔离，使用DC-DC转换器进行电源隔离（见图1）。
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<strong>作者：James Stegen，ADI公司汽车部传动系统工程师</strong>
在为汽车xEV应用开发解决方案时，设计师会遇到的一个难题是如何在高压电池域与低压电池域电子元件之间传递数字数据。这一难题出现在多种应用之中，比如电池电压监测、电池电流测量、高压接触器监测、电机控制等。一种典型的电池管理系统(BMS)应用如图1所示，其中高亮显示的几个区域需要数字信号隔离，接下来我们将以其为基础，探讨各种设计考虑因素。
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<strong>作者：Baoxing Chen</strong>
近年来，为了节省能源并降低CO2排放，消费者开始热衷于替代燃料汽车，因而混合动力汽车(HEV)日益受到青睐。与依靠汽油的传统内燃机相比，电动马达具有更高的能效，并且可以大幅降低排放。电池是HEV的核心所在，但由于可靠性、安全性、重量和成本方面的原因，电池也是阻碍HEV发展的拦路虎。为了克服这些障碍，必须采用电池监控系统，使电池能长时间安全地工作。由于工作电压很高，因此需要尖端隔离技术。
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ADI公司的iCoupler®数字隔离器已被证明极为可靠、品质卓越。过去10年间，客户采用的隔离通道已超过7.5亿。ADI公司以质量为本，通过严格的验证和特性测试过程来保证产品质量。针对汽车行业的严苛挑战，可靠性和质量需要进一步提高。如今，许多混合动力汽车利用iCoupler数字隔离器监控电池电平并高效驱动电机。对于这些应用，我们致力于实现0 ppm的缺陷率。为此，除了ADI公司的标准生产流程以外，我们还在生产中采取如下额外的措施来限制缺陷：
• 晶圆级探查
• 器件平均测试(PAT)
• 附加生产测试工序
• 在多种温度下进行生产测试
• 专用组装生产流程
• 组装时的完整性筛查
• 按照AEC-Q100标准进行质量验证
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<strong>作者：David Krakauer，ADI公司产品线经理</strong>
<strong>简介</strong>
数字隔离器在尺寸、速度、功耗、易用性和可靠性方面具有光耦合器所无法比拟的巨大优势。
多年来，工业、医疗和其他隔离系统的设计人员实现安全隔离的手段有限， 唯一合理的选择是光耦合器。如今，数字隔离器在性能、尺寸、成本、效率和集成度方面均有优势。了解数字隔离器三个关键要素的特点及其相互关系，对于正确选择数字隔离器十分重要。这三个要素是：绝缘材料、结构和数据传输方法。
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<strong>作者：James Scanlon，ADI公司高级评估工程师；Koenraad Rutgers，Bourns, Inc.高级现场应用工程师</strong>
<strong>内容提要</strong>
在实际工业和仪器仪表(I&I)应用中，RS-485接口链路需要在恶劣电磁环境下工作。雷击、静电放电和其他电磁现象引起的大瞬变电压可能损坏通信端口。为了确保这些数据端口能够在最终安装环境中正常工作，它们必须符合某些电磁兼容性(EMC)法规。这些要求包括三个主要瞬变抗扰度标准：静电放电、电快速瞬变和电涌。
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<strong>作者：James Scanlon和Conal Watterson，ADI公司</strong>
<strong>简介</strong>
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<strong>作者：Colin Duggan和Denis Labrecque，ADI公司</strong>
鉴于在性能、成本、功耗、尺寸、新功能和效率等方面宏大的提升目标，未来嵌入式系统的设计面临着复杂的挑战。不过，一种有望解决这些复杂问题的设计选项已开始崭露头角——即模拟元件与ARM®微控制器内核的智能集成。这种方案与传统模拟集成的区别在于，新方案具有超高的性能，还经过了多种优化，以解决具体的系统级问题。虽然每个市场对这些提升领域的优选次序都有着自己的认识，但同时满足多个因素的要求实为众望所归，可以通过集成多个分立式元件来实现。从逻辑上讲，组合多个器件可以实现这些嵌入式系统目标中的一大部分，但只是简单地把多个分立式元件与一枚处理器集成到一个封装之中，这并非答案所在；解决方案要复杂得多，需要智能集成。
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<strong>作者：David Krakauer，ADI公司iCoupler®数字隔离器部门产品线经理</strong>
多年来，工业、医疗和其他隔离系统的设计人员实现安全隔离的手段有限， 唯一合理的选择是光耦合器。如今，数字隔离器在性能、尺寸、成本、效率和集成度方面均有优势。了解数字隔离器三个关键要素的特点及其相互关系，对于正确选择数字隔离器十分重要。这三个要素是：绝缘材料、结构和数据传输方法。
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<strong>简介</strong>
恶劣环境是电机控制或电磁阀控制应用中的许多电气系统必须面对的现实。控制电机和电磁阀的电子装置需要非常接近使终端应用发生物理运动的高电流和电压。除了近距离外，这些系统常常会进行维修(例如，雇佣技工更改洗碗机电磁阀的控制器板)，这就为非故意的接线错误留下了可能性。接近高电流和电压，加上接线不当的可能性，要求设计需要考虑过压保护。
为了构建高效安全的系统，须使用精密电流检测放大器来监控这些应用中的电流。精密放大器电路设计需要防止过压影响，但这种保护电路可能会影响放大器的精度。适当地设计、分析和验证电路，可以在保护和精度之间达成平衡。本文讨论两种常见保护电路，以及这些电路的实施会如何影响电流检测放大器的精度。
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<strong>作者：James Scanlon和Conal Watterson，ADI公司</strong>
<strong>简介</strong>
在工业与仪器仪表应用(I&I)中，常常需要在距离很远的多个系统之间传输数据。RS-485总线标准是I&I应用中使用最广泛的物理层总线设计标准之一。RS-485的应用包括：过程控制网络、工业自动化、远程终端、楼宇自动化(例如，暖通空调(HVAC)、保安系统)、电机控制和运动控制。在这些实际的系统中，雷击、电源波动、感应开关和静电放电会通过产生较大瞬变电压对通信端口造成损害。设计人员必须确保设备不仅能在理想条件下工作，而且能够在实际可能遇到的恶劣环境下正常工作。
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<strong>作者：Estibaliz Sanz Obaldia 和 Junifer Frenila</strong>
当前市场在不断动态变化，促使设计周期越来越短，系统功能越来越强，而且终端系统更具便携性。这就要求必须采用新方法来简化这些挑战，同时又不增加设计复杂度。 本文将讨论控制和测量方面的一些关键系统挑战；许多不同应用都涉及到控制和测量，包括数据采集系统、工业自动化、可编程逻辑控制器和电机控制。 本文将探讨双极性数模转换器(DAC)架构的最新进展，以及这些拓扑结构如何应对终端系统挑战，例如：通过[比如]在相同或更少的空间中提供更多功能和智能。 本文还会探讨分立式和功能更完整的解决方案。 最后，本文会说明多种替代传统设计拓扑的方案，这些方案在设计重用和系统模块化方面具有更高的灵活性。
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<strong>作者：Brad Brannon，ADI公司系统应用工程师</strong>
<strong>内容提要</strong>
模数转换器(ADC)有很多规格；某些规格对于某个特定应用而言要比对于其他应用更重要。理解这些规格并控制影响ADC的外部器件将实现更佳的性能。
有如此之多的模数转换器(ADC)可供选择，我们总是很难弄清哪种ADC才最适合既定应用。数据手册往往会使问题变得更加复杂，许多技术规格都以无法预料的方式影响着性能。选择转换器时，工程师通常只关注分辨率、信噪比(SNR)或者谐波。这些虽然很重要，但其他技术规格同样举足轻重。
<strong>分辨率</strong>
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<strong>作者：Baoxing Chen</strong>
近年来，为了节省能源并降低CO2排放，消费者开始热衷于替代燃料汽车，因而混合动力汽车(HEV)日益受到青睐。与依靠汽油的传统内燃机相比，电动马达具有更高的能效，并且可以大幅降低排放。电池是HEV的核心所在，但由于可靠性、安全性、重量和成本方面的原因，电池也是阻碍HEV发展的拦路虎。为了克服这些障碍，必须采用电池监控系统，使电池能长时间安全地工作。由于工作电压很高，因此需要尖端隔离技术。在许多HEV中，电池组电压可能高达400V，因此电池监控系统(BMS)设计面临多项重大挑战。
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<strong>作者：Mark Cantrell，ADI公司应用工程师</strong>
<strong>内容提要</strong>
在工业控制世界，有几点是确定无疑的：下一款产品将具有更小的尺寸、更多通道数，每通道的目标成本更低。人们期望，技术在上一个设计产品之后已有所改进，所有这些都是可能的。在很大程度上，过去就是这样发展的，而未来很可能仍然如此。
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<strong>作者：Brian Kennedy，ADI公司iCoupler数字隔离器部门应用工程师</strong>
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<strong>Tom Meany ADI公司</strong>
功能安全指与电气和电子系统正常运行相关的安全性能。目前，变速驱动器在实现功能安全方面发挥着重要作用。以前，面向电机控制应用的功能安全是通过驱动器外部的安全继电器和接触器来实现的。但随着安全特性被集成到驱动器当中，STO、SLS等安全功能可以集成到驱动器上，从而提高工厂的生产效率。集成安全要求采用集成电路，但是，解读变速驱动器中所用集成电路的功能安全要求并非易事。理想情况下，所有此类IC均应符合IEC 61508规范，但其成本高昂，因此各项标准并未予以要求。本文将尝试总结相关指导方针，以便在变速驱动器的设计中选用正确的集成电路。本文的目标之一是不使用术语概括各个主题。
