技术

<strong>输入和输出耦合：交流或直流</strong>

需要交流耦合还是直流耦合对差分ADC驱动器的选择有很大的影响。输入和输出耦合之间的考虑因素也不同

交流耦合型输入级电路见图11。

<strong>简介</strong>

同步检波器可提取淹没在噪底内的小信号，用于进行各种物理量测量，例如极小的电阻、明亮背景下的光吸收或反射量，或者存在于高噪声电平下的应变。

在很多系统中，随着频率趋近于零，噪声会不断增加。例如，运算放大器具有1/f 噪声，而光学测量易受因环境光条件变化而产生的噪声影响。在远离低频噪声处进行的测量可提高信噪比，从而可检测到较弱信号。例如，将光源调制到几千赫兹有助于测量原本会淹没在噪底内的反射光。图1 显示了调制技术如何恢复原本低于噪底的信号。

作为应用工程师，我们经常遇到各种有关差分输入型高速模数转换器(ADC)的驱动问题。事实上，选择正确的ADC驱动器和配置极具挑 战性。为了使鲁棒性ADC电路设计多少容易些，我们汇编了一套通用"路障"及解决方案。本文假设实际驱动ADC的电路—也被称为ADC 驱动器或差分放大器 — 能够处理高速信号。

引言

<strong>作者：Mike Delaus和Santosh Kudtarkar(ADI公司)</strong>

在医疗设备设计领域，一个重要趋势是提高这些设备的便携性，使其走近病人，进入诊所或病
人家中。这涉及到设计的方方面面，尤其是尺寸和功耗。晶圆级芯片级封装(WLCSP)的运用对减小这些设备电子组件的尺寸起到了极大的助推作用。

此类新型应用包括介入性检测、医学植入体和一次性便携式监护仪。但是为了最大限度地发挥出WLCSP封装在性能和可靠性方面的潜力，设计师必须在印刷电路板(PCB)焊盘图形、焊盘表面和电路板厚度的设计方面贯彻最佳实践做法。

<strong>当今有哪些工业领域使用流量计？</strong>

"若不能度量，则无法管理。"这是工业领域的一句口头禅，尤 其适合于流量测量。简单说来，对流量监测的需求越来越多， 常常还要求更高速度和精度的监测。有几个领域中，工业流量 测量很重要，比如生活废弃物。随着人们越来越关注环境保护， 为使我们的世界更干净卫生、污染更少，废弃物的处置和监测 就变得非常重要。人类消耗着大量的水，随着全球人口增长， 用水量会越来越大。流量计至关重要，既能监测生活废水，也 是污水处理厂过程控制系统不可或缺的一部分。

<strong>简介</strong>

为应用选择最合适的加速度计可能并不容易，因为来自不同制造商的数据手册可能大相径庭，让人难以确定最为重要的技术指标是什么。在本文第二部分，我们将从可穿戴设备、状态监控和物联网应用的角度重点讨论各项关键技术指标和特性。

<strong>可穿戴设备</strong>

关键指标：低功耗、小尺寸、旨在增强节能性能的集成特性以及可用性。

<strong>作者：Eric Carty、Padraig Fitzgerald和Padraig McDaid ADI公司</strong>

<strong>简介</strong>

过去30年来，MEMS开关一直被标榜为性能有限的机电继电器的出色替代器件，因为它易于使用，尺寸很小，能够以极小的损耗可靠地传送0 Hz/dc至数百GHz信号，有望彻底改变电子系统的实现方式。这种性能优势会对大量不同的设备和应用产生重要影响。在MEMS开关技术的帮助下，很多领域都将达到前所未有的性能水准和尺寸规格，包括电气测试与测量系统、防务系统应用、医疗保健设备。

<strong>简介</strong>

汽车、军事和航空电子应用中的恶劣工作环境对集成电路的技术要求极端苛刻，电路必须能够承受高电压和电流、极端温度和湿度、振动、辐射以及各种其他应力。为了提供安全、娱乐、远程信息处理、控制和人机界面等应用领域所需的特性和功能，系统工程师迅速采用高性能电子器件。随着精密电子器件的使用日益增加，系统也变得越来越复杂，而且更易受到电子干扰，其中包括过压、闩锁状况和静电放电 (ESD)事件。这些应用中采用的电子电路需要具有高可靠性和对系统故障的高耐受性，因此设计人员在选择器件时必须考虑到环境因素和器件自身限制。

<strong>作者：ADI公司产品营销工程师Max Liberman和业务开发经理Bob Scannell</strong>

在工业制造运营中，被动的设备维修是造成生产能力丧失的一个主要因素，这种维修本来是可以避免的。平均售价仅几美元的零部件，一旦发生故障，维修成本和由此导致的收入损失可能是其售价的好多倍。在最不利的情况下，未检测到的故障可能在系统中引起连锁反应，导致大面积损坏，触发生产停运，造成惨痛损失。传统上，制造商借助预防措施来保持生产现场正常运转。

<strong>作者：段峻 （Jason Duan） Analog Devices, Inc.</strong>

<strong>简介</strong>

随着互联网和通信基础设施的蓬勃发展，数字控制技术在电信、网络和计算机的电源系统中越来越受欢迎，因为这类技术具备灵活性、器件数量减少、先进的控制算法、系统通信、对外部噪声和参数变化不太敏感等极具吸引力的优势。数字电源广泛用于高端服务器、存储、电信砖式模块等经常会有隔离需求的应用。

使用 时钟分配器件1 或者扇出缓冲器为ADC 和DAC 提供时钟时，需要考虑印刷电路板上的走线和输出端接，这是信号衰减的两个主要来源。

时钟走线与信号摆幅

PCB 上的走线类似于低通滤波器，当时钟信号沿着走线传输时，会造成时钟信号衰减，并且脉冲沿的失真随线长增加。更高的时钟信号频率会导致衰减、失真和噪声增加，但不会增加抖动，在低压摆率时抖动最大（图 1），一般使用高压摆率的时钟沿。为了实现高质量的时钟，要使用高摆幅时钟信号和短时钟 PCB 走线；由时钟驱动的器件应该尽可能靠近时钟分配器件放置。

单相电机的启动绕组串接有一个合适的电容，借助于移相电容使其定子的两绕组获得相差90度的两个旋转磁场而能自动旋转起来。

要改变电机的转向，需要在电机绕组引出线的接点上、找出启动绕组，将原来串接电容的一端、与原来接公用点的另一端线对调、连接，就能达到改变转向的目的。

如果该电机主、副绕组一样，需要随意控制转向的；只需将原来接电容器的电源线通过一个双控（一进二出）开关，与电机电容的两端线连接，操作开关改变电源接入电容的方向、就能控制电机的转向了。

在单相电机中，通常主绕组的线径较大，电阻值较小，匝数也较小。但有些正反转的单相电机并没有主副绕组之分。

其实是这样，主线圈的1（2）接副线圈的2(1),这样就正传。 反过来 主线圈的1（2）接副线圈的1（2），这样就反转

<strong>稳定系统简介</strong>

无人飞行器安装的监控设备、海上微波接收机、车辆安装的红外成像系统传感器以及其他仪器系统都需要具有稳定的平台，以达到最佳性能，但它们通常在可能遇到振动和其他类型不良运动的应用中使用。振动和正常车辆运动会导致通信中断、图像模糊以及其他很多行为，从而降低仪器的性能和执行所需功能的能力。平台稳定系统采用闭环控制系统，以主动消除此类运动，从而保证达到这些仪器的重要性能目标。图1是平台稳定系统的整体框图，它使用伺服电机来校正角向运动。反馈传感器为仪器平台提供动态方位信息。反馈控制器处理这些信息，并将其转换为伺服电机的校正控制信号。

<strong>Ryan Curran 应用工程师， ADI公司</strong>

逐次逼近型模数转换器又称SAR ADC，是通用级模数转换器，可产生连续模拟波形的数字离散时间表示。它们通过电荷再分配过程完成这一任务；在此过程中，已知的定量电荷与ADC输入端获取的电荷量相比较。期间针对所有可能的数字代码（量化电平）执行二进制搜索，最终结果收敛至某一代码，使内部集成的比较器返回平衡状态。0和1的组合表示电路产生的决策序列，使系统回到均衡状态。

在所有器件特性中，噪声可能是一个特别具有挑战性、难以掌握的设计课题。这些挑战常常导致一些道听途说的设计规则，并且开发中要反复试错。本文将解决相位噪声问题，目标是通过量化分析来阐明如何围绕高速数模转换器中的相位噪声贡献进行设计。本文旨在获得一种"一次成功"的设计方法，即设计不多不少，刚好满足相位噪声要求。

从一块白板开始，首先将DAC视作一个模块。噪声可能来自内部，因为任何实际元器件都会产生某种噪声；也可能来自外部噪声源。外部噪声源可通过DAC的任何外部的任何外部任意连接，包括电源、时钟和数字接口等，进入其中。图1显示了这些可能性。下面将对每一种可能的噪声嫌疑对象分别进行研究，以了解其重要性。

<strong>作者：Michael Lynch</strong>

在今天的“组合参考电路”系列文章中，我们将介绍一款同时运用ADI/LTC产品的超高精度可编程电压源。AD5791同LTZ1000、ADA4077、AD8675/AD8676一起，可用来实现一种1 ppm分辨率、1 ppm INL、长期漂移优于1 ppm FSR的可编程电压源。这一强大组合有助于向放射科医生提供其需要的出色图像清晰度、分辨率和对比度，使他们能看见更小的解剖结构。想想将其应用于MRI（磁共振成像）会有何等重要意义。通过更清晰的器官和软组织图像，医疗专业人员将能更准确地探知心脏问题、肿瘤、囊肿和身体各部分中的异常。这只是该可编程电压源的诸多应用之一。

射频（RF）和微波放大器在特定偏置条件下可提供最佳性能。偏置点所确定的静态电流会影响线性度和效率等关健性能指标。虽然某些放大器是自偏置，但许多器件需要外部偏置并使用多个电源，这些电源的时序需要加以适当控制以使器件安全工作。

接下来，我们主要来说说偏置时序控制要求。

<strong>电源时序控制</strong>

使用外部偏置放大器时，电源时序控制非常重要，原因如下：

* 不遵守正确的电源时序会影响器件的稳定性。超过击穿电压可能会导致器件立即失效。当超过边界条件的状况多次发生且系统承受压力时，长期可靠性会降低。此外，连续违反时序控制模式会损坏片内保护电路并产生长期损害，导致现场操作故障。

<strong>Conal Watterson博士 ADI公司应用工程师 </strong>

对处于恶劣环境中的外部接口需要予以电流隔离，以增强安全性、功能性或是抗扰能力。这包括工业测量和控制所用数据采集模块当中的模拟前端，以及处理节点之间的数字接口。

在过去，最多数Mb的带宽对转换器接口或工业背板就足够了，所以使用光耦合器便能对串行外设接口(SPI)或RS-485之类的协议进行隔离。数字隔离器改善了此类隔离接口的安全性、性能和可靠性，并且提供集成式隔离和I/O。然而，工业4.0和物联网(IoT)这类趋势要求以更高的速度与精度进行更为普及的测量与控制，因而越来越需要更大的带宽。

<strong>简介</strong>

逐次逼近型模数转换器（因其逐次逼近型寄存器而称为SARADC）广泛运用于要求最高18 位分辨率和最高5 MSPS 速率的应用中。其优势包括尺寸小、功耗低、无流水线延迟和易用。

主机处理器可以通过多种串行和并行接口（如SPI、I2C 和LVDS）访问或控制ADC。本文将讨论打造可靠、完整数字接口的设计技术，包括数字电源电平和序列、启动期间的I/O 状态、接口时序、信号质量以及数字活动导致的误差。

<strong>数字I/O 电源电平和序列</strong>

前文书说了，传统伺服电机会有动力和反馈两个（或以上）电气端口。为了避免伺服反馈信号的干扰故障，确保设备运行的稳定性，在运控系统集成过程中，需要非常严格的按照产品应用规范实施伺服动力和反馈线路的布置和连接等操作。

而如果使用基于数字式反馈技术的单电缆伺服电机，伺服反馈和动力电源（含抱闸控制）将集成在一根线缆中。那么，在这种情况下，设备系统对于驱动器和电机之间的线路连接又有着怎样的要求呢？

在伺服反馈信号的传输过程中，遇到的最主要的问题就是电磁噪声干扰。