电流采样

<strong>作者：Ryan Curran</strong>

精密数据采集的市场空间中存在一个普遍需求，即在保持性能的同时提高信号链的密度。由于越来越多的应用逐渐倾向于依照通道的ADC方式，或试图将更多通道集成于同一尺寸中，因此通道密度是许多数据采集信号链设计工程师十分关注的问题。此外，目前行业中存在的一个趋势是，力求使精密电路更易于使用，并且能够更轻松地实现数据手册中的性能。这样就有利于构建一些子系统，通过使用系统级封装 (SiP) 技术实现信号链而解决上述问题。

ADI公司根据此子系统策略生产的第一个系列为ADAQ798x数据采集产品。ADAQ798x是一种16位模数转换器子系统，将四个通用的信号处理和调理模块集成到一个SiP设计中，可支持多种应用。该系列器件也包含最关键的无源器件，可避免因使用逐次逼近型寄存器 (SAR) 模数转换器 (ADC) 的传统信号链所导致的很多设计难题。这些无源器件是实现额定器件性能的关键因素。

<strong>作者：Mike Byrne</strong>

<strong>简介</strong>

所有的IC工艺都存在相关的本征击穿电压，由此导致的最大电压应力将会施加于采用该工艺制造的任何器件。因此，所有IC制造商都会提供其器件产品的绝对最大额定值技术规格，一般是提供施加于器件任何引脚的最大电压。器件过压指超过绝对最大额定值的应力或电压施加于该器件。本应用笔记重点讨论CMOS和线性兼容CMOS器件的电源输入过压问题。

与IC工艺相关的本征击穿电压，就是指该工艺中的晶体管、嵌入式齐纳二极管或其他此类元件会有一个确定的击穿电压。显然，如果器件的正电源输入(VDD)和负电源输入(VSS)之间仅有一个此类元件，那么VDD — VSS的绝对最大额定电压就是该元件的击穿电压。由于所需IC功能、硅片尺寸限制及其它因素影响，因此无法总是确保IC内的任何单个元件上不会出现VDD - VSS。这意味着器件制造商将会选择可施加于电源的有限电压，以防器件受损。因此，器件制造商都会确定该限值，并在器件的数据手册上规定一个绝对最大额定值，以保证器件安全地处于击穿电压内。器件的用户也必须确保施加于器件的工作电压处于绝对最大额定值范围内。那么，问题出在哪里呢？

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<strong>摘要</strong>

随着支持直接IF采样的更高分辨率数据转换器的上市，系统设计师在选择低抖动时钟电路时，需要在性能/成本之间做出权衡取舍。许多用于标定时钟抖动的传统方法都不适用于数据转换器，或者最多只能表征部分特性。如果对如何标定和设计时钟电路没有正确的了解，可能无法使这些新型数据转换器达到最佳性能。要作出明智的时钟选择决定，仅有简单的抖动指标是远远不够的。

而了解时钟噪声的带宽和频谱形状很重要，以便在采样过程中进行正确的处理。如今，许多系统设计师在为数据转换器时钟标定相位噪声和抖动要求时都做得不够，结果导致系统性能下降。几皮秒的时钟抖动可以使信号路径中迅速产生数分贝损耗。有些设计师则走向另一个极端，他们仅仅因为不清楚时钟噪声对转换器及其产品的性能到底有何影响，就选择了昂贵的时钟源，付出高昂的成本。

请注意，最昂贵的时钟发生器并非始终能实现最佳系统性能。本应用笔记将说明与抖动、相位噪声和转换器性能相关的多种折衷考量。只要了解了这些利弊因素，就可以针对具体应用选择最适用的时钟，从而以最低的成本获得最佳性能。本文首先解释数据转换器中采样过程的工作原理，然后结合应用实例对时钟选择过程进行说明。

了解ADI基于SAR ADC的最新精密数据采集子系统，该系统集行业领先的性能、小尺寸以及低功耗特性于一体，与传统解决方案相比，更易于使用。

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<strong><a href="http://www.analog.com/cn/applications/markets/motor-control-pavilion-ho…，获取更多电机控制设计信息</a></strong>

本视频展示了ADI产品覆盖工业电机控制应用的整个信号链，包括电机控制算法实施、精密反馈、信号隔离和数字电源管理。

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<strong>电路功能与优势</strong>

图1所示电路是一款完整的高性能旋变数字(RDC)电路，该电路可在汽车、航空电子和关键工业应用等要求宽温度范围内具有高稳定性应用的场合精确测量角度位置和速度。

<center><img src="http://adi.eetrend.com/files/2017-03/wen_zhang_/100005437-17210-pingmuk…; alt="高性能旋变数字转换(RDC)电路原理示意图：未显示所有元件、连接和去耦"></center>

<center>图1. 高性能旋变数字转换(RDC)电路原理示意图：未显示所有元件、连接和去耦</center>

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<strong>作者：Walt Kester</strong>

<strong>简介</strong>

只是快速阅读Harry Nyquist于1924年发表的《贝尔系统技术杂志》经典文章(参考文献1)，并不足以了解以其名字命名的该项准则的真正意义。当时，Nyquist正致力于研究通过带宽受限的通道传输电报信号。处理数据采样系统时，必须详细了解现代对奈奎斯特准则的全新诠释。本指南将以通俗易懂的方式介绍奈奎斯特准则如何运用于基带采样、欠采样和过采样应用。

图1所示为典型的实时数据采样系统框图。实际进行模数转换之前，模拟信号通常会通过某种放大、衰减和滤波等功能的信号调理电路。而要消除目标带宽之外的干扰信号并防止出现混叠，则需要低通/带通滤波器。

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本参考电路是一款高度集成的16位、250 kSPS、8通道数据采集系统，可对±10 V工业级信号进行数字化转换。 它可在测量电路与主机控制器之间提供2500 V rms的隔离性能。

功率因数，是有功功率和视在功率的比值，是异步电动机的主要性能指标之一。从等效电路看，异步电机是一个感性电路，必须从电网吸收感性无功，其功率因数总是小于1的。

电机在空载时转子电流约等于零，定子电流基本上是励磁电流，其主要成分是磁化电流，因此，空载时的功率因数很低，约为0.2。电机在加上负载后，转子电流增大，输出的机械功率增大，定子电流中的有功成分增大，因此定子的功率因数迅速增大。但当负载增大到一定程度，负载增大引起转差率s较大，转子的电压、电流之间的相位角较大，转子的功率因数下降，定子的功率因数也随之减小。换言之，在整个正常工作范围内，只有在某一负载时有最大功率因数，通常使在额定负载或略低于额定负载附近有最大功率因数，一般为0.7~0.9，而空载，轻载时功率因数则很低。

针对电机功率因数的准确测量，一般需要从以下几个方面下手来提高测量的准确性。

一、让电参数测量准确。

1.电参数是否测得准是电机大部分参数准确测量的基础，包括功率因数，而电参数准确测量的标准是什么呢?其实很简单，各电参数的波形稳定无杂波。

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<strong>Glenn Morita</strong>

虽然人们普遍认为电容是解决噪声相关问题的灵丹妙药，但是电容的价值并不仅限于此。设计人员常常只想到添加几个电容就可以解决大多数噪声问题，但却很少去考虑电容和电压额定值之外的参数。然而，与所有电子器件一样，电容并不是十全十美的，相反，电容会带来寄生等效串联电阻(ESR)和电感(ESL)的问题，其电容值会随温度和电压而变化，而且电容对机械效应也非常敏感。

设计人员在选择旁路电容时，以及电容用于滤波器、积分器、时序电路和实际电容值非常重要的其它应用时，都必须考虑这些因素。若选择不当，则可能导致电路不稳定、噪声和功耗过大、产品生命周期缩短，以及产生不可预测的电路行为。

<strong>电容技术</strong>

电容具有各种尺寸、额定电压和其它特性，能够满足不同应用的具体要求。常用电介质材料包括油、纸、玻璃、空气、云母、聚合物薄膜和金属氧化物。每种电介质均具有特定属性，决定其是否适合特定的应用。

在电压调节器中，以下三大类电容通常用作电压输入和输出旁路电容：多层陶瓷电容、固态钽电解电容和铝电解电容。"附录"部分对这三类电容进行了比较。