技术
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<strong>作者：Miguel Usach Merino，ADI公司</strong>
在分布式系统中，模拟信号在传感器或负载间来回远程传输。在这类系统中，信号要传输很长的距离，噪声抑制能力成为一个重要考虑因素。噪声会耦合进信号中，结果使数据遭到破坏，由此产生不良影响。系统需要得到适当的保护，了解预期噪声的量和性质可以明确需要采取的保护措施，以取或者至少减少环境干扰水平。
噪声源或干扰源一般有两种，根据其耦合进主信号的方式，分为共模噪声和差模噪声两种，如图1所示。
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触电安全的主要原则是，在危险加电电路与电气器件用户可接触的任何导体间必须存在相当于两个
独立绝缘系统的屏障。绝缘系统之一可为安全接地机壳加上单个内部绝缘层。另一种方法是配置两个绝缘系统以提供冗余保护。因此，使用双重绝缘方法的复杂电气系统要求在不损失信号完整性的前提下通过两个绝缘层进行电流隔离通信，这就需要具有等效电气强度和双冗余绝缘系统可靠性的器件。这种器件称为加强绝缘器件，依靠结构、型式试验和生产中持续监控来确保与两个独立系统具有同等的安全性。
本文将讨论如何根据IEC 60950、相关的IEC 60747-5-5及VDE-0884-10标准的结构和测试要求在光耦合器和数字隔离器中实现加强绝缘，以及与其他适用于两类隔离器的公认IEC标准的差异。
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解决问题的方法通常不止一种。有时使用最广泛的方法并不会产生最大利益。电机控制项目的系统设计人员使用各种电流测量方法确保电机高效运行并防止可能的损坏。在电机设计中有三种主要方法可测量电流。在本博文中，将回顾这三种方法，并分享直列式电机电流感应使用增强型脉冲宽度调制（PWM）抑制的五大优势。
如图1所示，基本上有三种不同的方法来测量三相电动机驱动系统中的电流：低侧、直流链路和直列测量。图1所示的是传统三相PWM逆变器，该逆变器使用三对功率MOSFET（绝缘栅双极晶体管IGBT也很常见）来驱动直流电动机。该图还包括高侧电流感应，其通常在显著错误情况下使用，比如接地电路短路的情况。
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<strong>作者：Bob Briano，ADI公司营销和应用经理；Aengus Murray，ADI公司电机和功率控制应用经理</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隔离产品线经理</strong>
一方面，设计工程师不想在系统中增加电流隔离；另一方面，为了满足国内或国际安全法规要求，他们不得不这样做。增加电流隔离的弊端是隔离直接放在数据路径中，会导致延迟并使系统变慢。此外还会增加功耗、尺寸和成本。这些折中令人遗憾。多年来，设计工程师使用光耦合器，勉强应对这些缺点，但一种新型电流隔离器——数字隔离器已经上市，缓解了这些不利影响。利用数字隔离器可以实现尺寸更小、能效更高、更具性价比、性能更高的设计。然而，安全标准并未同步跟进，给数字隔离器带来了困惑和不确定性：它们是否像电流隔离一样安全？它们是否满足安全法规要求？
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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。
