电源

Jose Carlos Conchell

简介

用于生命体征监测 (VSM) 的可穿戴设备正在推动医疗行业的变革，使我们能够随时随地监测我们的生命体征和活动。通过测量人体阻抗，可以获得某些关键参数的最相关信息。

为了确保有效性，可穿戴设备必须小巧紧凑、成本便宜且功耗较低。此外，测量生物阻抗还带来了使用干式电极和安全要求方面的挑战。本文针对这些问题提供了一些解决方案。

电极半电池电位

电极是使电子电路与非金属物体（如人类皮肤）接触的电气传感器。这种相互作用会产生电压，称为半电池电位，从而降低 ADC 的动态范围。半电池电位随电极材料而变化，如表 1 所示。

表 1. 常见材料的半电池电位

在血液分析仪、体外诊断系统和其他很多化学分析应用中，液体必须从一个容器中转移到另一个，以便将样本从试管中、或者将试剂从瓶中吸取出来。这些实验室系统经常需要处理大量样本，因此尽可能缩短处理时间很重要。为了提高效率，用来吸取样本的探针必须快速移动，因此有必要精确地定位探针与所要吸取液体表面的相对位置。本文演示了电容数字转换器(CDC)的一种新颖使用方法，使用该方法可信心十足地完成这项工作。

CDC技术

本质上，Σ-Δ型ADC利用简单的电荷平衡电路，将数值已知的基准电压以及数值未知的输入电压施加于固定片内输入电容上。电荷平衡确定未知输入电压。 Σ-Δ型CDC有所不同，其未知值为输入电容。将已知的激励电压施加于输入，且电荷平衡检测未知电容的变化，如图1所示。CDC将保留ADC的分辨率和线性度。

作者：James Scanlon

简介

在实际工业和仪器仪表(I&I)应用中，RS-485通信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导致的较大瞬态电压会损坏通信端口。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。

在这些要求的范围内，共有三项瞬变抗扰度标准：静电放电(ESD)、电快速瞬变(EFT)和电涌。在设计周期的最后才考虑EMC会导致恶果，例如工程预算超支和进度拖后。许多EMC问题并不简单，或者不明显，必须在产品设计一开始就予以考虑。

本应用笔记介绍了上述每一种瞬变，提出了设计解决方案方法，并针对三种不同的RS-485通信端口成本/保护级别分别展示了三种不同的EMC兼容解决方案。图1显示了这些不同解决方案。

ADI公司和Bourns公司共同开发了业内首款EMC兼容RS-485接口客户设计工具，从而携手扩展了两家公司面向系统的解决方案组合。

作者：Paul O’Sullivan

简介

ADI公司的新系列故障保护开关(ADG5462F、ADG5243F、ADG5248F和ADG5249F)支持用户自定义的故障保护电平。器件的两个副电源POSFV和NEGFV用于设置过压保护启动的电平。POSFV可以用4.5 V至VDD的电源供电，NEGFV可以用VSS至0 V的电源供电。如果没有负电源，必须将这些引脚(POSFV和NEGFV)连接到VDD (POSFV)和VSS (NEGFV)。这种情况下，过压保护将在主电源电压时启动。当源极输入电压超出POSFV或NEGFV超出幅度达到阈值电压VT时，通道关断；或者，如果器件未通电，通道也将保持关断状态。当通道关断时，源极输入保持高阻抗。

副电源(POSFV和NEGFV)提供故障保护发挥作用所需的电流，因而必须是低阻抗电源。由于这个原因，它们不能从主供电轨上的电阻分压器产生。本应用笔记描述根据系统要求产生副供电轨的一些方案，以及各种电源配置方案的优点和缺点。

作者：Stephen Nugent

摘要

设计一个要求高通道密度的系统时，例如在测试仪器仪表中，电路板上通常需要包括大量开关。当使用并行接口控制的开关时，控制开关所需的逻辑线路以及用于生成GPIO控制信号的串行转并行转换器会占用很大比例的板空间。本文讨论旨在解决这种设计挑战的ADI公司新一代SPI控制开关及其架构，以及相对于并行控制开关，它在提高通道密度上有何优势。ADI公司创新的多芯片封装工艺使得新型SPI转并行转换器芯片可以与现有高性能模拟开关芯片结合在同一封装中。这样既可节省空间，又不会影响精密开关性能。

测试设备中的通道数最大化至关重要，因为通道越多，可以并行测试的器件就越多，进而压缩最终客户的测试时间和成本。测试仪通过开关来分享其资源以支持多个被测器件 (DUT)，故开关是增加通道数的关键元件。但是，并行控制的开关数量越多，控制线路也就越多，占用的电路板空间相应地增加，这严重制约了可以实现的通道密度。在此情况下，使用SPI控制的开关在解决方案尺寸和通道数方面具有显著的优势。SPI开关可以采用菊花链形式布置，相比于传统解决方案，此举可大幅减少所需的数字线路数。

作者：Chau Tran和Jordyn Rombola ADI公司

简介

在许多应用中，ADC需要在存在大共模信号的情况下处理一个很小的差分输入信号。传统的仪表放大器（In-Amp）只具有单端输出和有限的共模范围，因此在这些应用中并不常用。为了充分利用这些器件的高性能和低成本，可以设计一个简单的电路，将其单端输出转换为差分输出，并且改善其输入共模范围，使之更适合这些应用。许多低成本仪表放大器所具备的带宽、直流精度和低功耗可以满足所有的系统要求。使用仪表放大器的另一好处是，用户无需构建自己的差分放大器，因此省去了很多高成本的分立器件。本文将提出一种简单的方法来构建一个低成本仪表放大器并优化其性能。此外，该解决方案的成本和性能与单芯片仪表放大器不相上下。

太阳能光伏逆变器突破——创新的独立双核安全概念可将双核安全冗余集成到单芯片中，从而简化设计，降低成本，同时完全遵从VDE-AR-N4105合规性。

Rich Ghiorse

引言

现今，电子系统往往具有许多不同的电源轨。在采用模拟电路和微处理器、DSP、ASIC、FPGA的系统中，尤其如此。为实现可靠、可重复的操作，必须监控各电源电压的开关时序、上升和下降速率、加电顺序以及幅度。既定的电源系统设计可能包括电源时序控制、电源跟踪、电源电压/电流监控和控制。有各种各样的电源管理IC可以执行时序控制、跟踪、上电和关断监控等功能。

时序控制和跟踪器件可以监控和控制多个电源轨，其功能可能包括设置开启时间和电压上升速率、欠压和过压故障检测、余量微调（在标称电压值的一定范围内调整电源电压）以及有序关断。适合这些应用的IC种类众多，简单的如利用电阻、电容和比较器构成的纯模拟器件，复杂的如高集成度状态机和通过 I2C bus.总线进行数字控制的可编程器件。某些情况下，系统的电压调节器和控制器可能包括关键控制功能.

对于采用多个开关控制器和调节器的系统，还有一个考虑是器件以不同开关频率工作时，如何将产生的系统噪声降至最低。常常需要同步调节器的时钟，事实上，如今的许多高性能开关控制器和调节器都可以与外部时钟同步。