在工業(yè)過程控制中,常常面臨著非常嚴(yán)苛的外部環(huán)境,溫度范圍可低至零下幾十度,高至七八十度;另外需要采集的信號(hào)多種多樣,有0-5V的電壓信號(hào),雙極的正負(fù)5V信號(hào),也有變送器輸出的4-20mA信號(hào)等等;此外,工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的電弧焊、電動(dòng)機(jī)起動(dòng)帶來的干擾很大;強(qiáng)電/弱點(diǎn)之間的隔離、輸入輸出之間的隔離是經(jīng)常需要考慮的問題……諸多的挑戰(zhàn)對(duì)測(cè)試測(cè)量提出了較高的要求,尤其是精度方面的要求。
ADI在IIC2009西安站的研討會(huì)上,介紹了一整套精密測(cè)試測(cè)量方案,解決了工業(yè)環(huán)境下測(cè)試測(cè)量面臨的種種難題。一個(gè)工業(yè)測(cè)量的典型信號(hào)鏈如下圖所示:

圖中,紅色部分是ADI產(chǎn)品涵蓋的范圍,可以看到,ADI可以提供滿足工業(yè)測(cè)量的所有產(chǎn)品,滿足工業(yè)系統(tǒng)中的單輸入系統(tǒng)、DCS(離散控制系統(tǒng))控制和工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)通信的要求,典型產(chǎn)品為PLC和數(shù)據(jù)采集卡,用在智能控制、化工、醫(yī)藥等應(yīng)用領(lǐng)域。
雖然理論上一個(gè)12bit的系統(tǒng)就可以達(dá)到千分之一的精度,但考慮到基準(zhǔn)電壓源、溫度傳感器、放大器、ADC/DAC的溫度漂移,總共的影響加在一起,達(dá)到0.1%和0.05%的精度絕對(duì)是一個(gè)挑戰(zhàn)。ADI憑借多年的經(jīng)驗(yàn)和先進(jìn)的技術(shù)能夠提供精確測(cè)量的方案。
值得一提的是iCMOS工藝,在iCMOS工藝開發(fā)以前,工業(yè)設(shè)計(jì)工程師因?yàn)橐紤]模擬CMOS產(chǎn)品的成本和功耗問題,迫使他們顯著增加額外的信號(hào)調(diào)理、信號(hào)偏置和外部運(yùn)算放大器以滿足從執(zhí)行機(jī)構(gòu)到傳感器各種高電壓工業(yè)系統(tǒng)接口對(duì)高速率和低功耗的要求。
iCMOS工業(yè)制造工藝能制造出新型高性能模擬集成電路,它們能夠在電噪聲環(huán)境下工作而不用增加其它CMOS制造工藝需要的附加IC成本。這種iCMOS制造工藝還能使采用亞微米工藝尺寸的芯片承受高達(dá)30 V電壓。其中可選的漏極擴(kuò)展允許工作電壓高達(dá)50 V。iCMOS工藝的主要特點(diǎn)是它能使單元電路與底層之間或單元電路與單元電路之間完全隔離。這就意味著通過對(duì)同一單芯片施加多種電源電壓,一顆單芯片能實(shí)現(xiàn)5 V 電壓CMOS電路和16 V,24 V或30 V高電壓的CMOS電路混合和匹配。
ADI工程師還詳細(xì)介紹了PLC的Demo板和參考設(shè)計(jì)。DEMO板如下圖:

DEMO板演示了AD7793、ADR02、AD5442、ADUC7027、ADM3251等等ADC、基準(zhǔn)電壓源、隔離類產(chǎn)品。系統(tǒng)框圖如下 :

ADI豐富的產(chǎn)品和整套的技術(shù)方案大大便利了工程師的設(shè)計(jì),提供了滿足信號(hào)檢測(cè)、隔離、傳輸?shù)鹊葢?yīng)用的產(chǎn)品,在IIC2009西安站展會(huì)上吸引了廣大工程師的關(guān)注。
責(zé)編:Quentin