电源

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许多传感器接口应用要求信号和电源隔离。为了运行模数转换器(ADC)、提供传感器偏置以及实现数字信号隔离，电源是必需的，但隔离电源的开关噪声可能会影响高精度测量。例如，当ADuM5201 isoPower的储能电路工作时，会产生360 MHz的噪声。如果该噪声与ADC的采样时间重合，噪声将耦合到传感器偏置、ADC电源或基准电压源中，导致测量丧失一定的保真度。为减少干扰，数字系统的常规做法是在时钟沿之间开始ADC转换，确保开关噪声不与电压转换相互作用。

isoPower产品的工作方式是让一个高电流储能振荡器在内部微变压器中运行。电源被耦合到副边，然后整流为直流。副边调节输出电压，产生一个PWM式信号，并通过一个iCoupler®数据通道将其送回原边，从而根据副边电源和电压需求开关储能振荡器。ADI公司有多款isoPower器件允许通过外部引脚直接控制储能电路，因此一个公共PWM信号就能控制多个isoPower器件。当ADC进行高保真度转换时，可以利用这一特性来消除储能电路噪声。ADuM520x、ADuM620x、ADuM5000和ADuM6000可以用
作外部主控制器的从机，支持这种功能的控制线可以接受用来禁用储能电路的BLANK(屏蔽)信号。使用两条控制线： RCIN和RCSEL。

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<strong>应用</strong>

* 汽车运动检测与控制
* 混合电动车
* 电动助力转向
* 集成的启动发电机/交流发电机
* 工业发动机控制
* 过程控制

<strong>概述</strong>

AD2S1205是一款12位分辨率旋变数字转换器，集成片上可编程正弦波振荡器，为旋变器提供正弦波激励。转换器的正弦和余弦输入端允许3.15 V p-p ± 27%输入信号。采用Type II跟踪环路跟踪输入信号，并将正弦和余弦输入端的信息转换为输入角度和速度所对应的数字量。最大跟踪速率取决于外部时钟频率。AD2S1205的工作频率为8.192 MHz ± 25%，最大跟踪速率为1250 rps。

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<strong>简介</strong>

低压差稳压器(LDO)可用来为高速时钟、模数转换器、数模转换器、压控振荡器和锁相环这些电路供电。噪声对于高性能模拟电路的设计人员而言极为重要。降低噪声的关键是保持LDO噪声增益接近单位增益，且不影响交流性能或直流闭环增益。

本文描述简单的RC网络如何降低可调节输出低压差稳压器的输出噪声。本文通过实验数据来演示这一简单方法的有效性。虽然RC网络的主要目的是降噪，但它也能改善电源抑制和负载瞬态响应。

图 1 显示典型可调节输出LDO的简化框图。输出电压VOUT等于基准电压与误差放大器直流闭环增益的乘积：VOUT = VR × (1 + R1/R2)，其中(1 + R1/R2)是误差放大器的直流闭环增益。

误差放大器噪声VN和基准电压噪声VRN放大相同的倍数，使输出噪声与设定的输出电压成比例增加。这使得输出电压上的噪声比参考电压高但小于 2 倍，输出噪声适度增加但在敏感应用 中哪怕这种适度增加都有可能无法接受。

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<strong>作者 ：Walt Kester、James Bryant、Mike Byrne</strong>

目前的信号处理系统一般需要混合信号器件，例如模数转换器 (ADC)、数模转换器 (DAC)和快速数字信号处理器 (DSP)。由于需要处理宽动态范围的模拟信号，因此拥有高性能ADC 和 DAC 显得更加重要。在恶劣的数字环境内，能否保持宽动态范围和低噪声与采用良好的高速电路设计技术密切相关，包括适当的信号路由、去耦和接地。

过去，一般认为“高精度、低速”电路与所谓的“高速”电路有所不同。对于 ADC 和DAC，采样（或更新）频率一般用作区分速度标准。不过，以下两个示例显示，实际操作中，目前大多数信号处理 IC 真正实现了“高速”，因此必须作为此类器件来对待，才能保持高性能。DSP、ADC 和 DAC 均是如此。所有适合信号处理应用的采样 ADC（内置采样保持电路的 ADC）均采用具有快速上升和下降时间（一般为数纳秒）的高速时钟工作，即使吞吐量看似较低也必须视为高速器件。例如，中速 12 位逐次逼近型 (SAR) ADC 可采用 10 MHz 内部时钟工作，而采样速率仅为500 kSPS。

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<strong>作者：Rob Reeder，ADI高速信号处理部(北卡罗莱纳州格林斯博罗)资深应用工程师</strong>

<strong>内容提要</strong>

如今，在设计人员面临众多电源选择的情况下，为高速ADC设计清洁电源时可能会面临巨大挑战。在利用高效开关电源而非传统LDO的场合，这尤其重要。此外，多数ADC并未给出高频电源抑制规格，这是选择正确电源的一个关键因素。

本技术文章将描述用于测量转换器AC电源抑制性能的技术，由此为转换器电源噪声灵敏度确立一个基准。我们将对一个实际电源进行的简单噪声分析，展示如何把这些数值应用于设计当中，以验证电源是否能满足所选转换器的要求。总之，本文将描述一些简单的指导方针，以便带给用户一些指导，帮助其为高速转换器设计电源。

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<strong>电路功能与优势</strong>

数字控制电流源在许多应用中至关重要，如电源管理、电磁阀控制、电机控制、阻抗测量、传感器激励和脉搏血氧仪等。本文介绍三种利用 DAC、运算放大器和 MOSFET 晶体管构建支持串行接口数字控制的电流源。

所选DAC为配有标准串行接口的高分辨率（14 或 16 位）、低功耗CMOS。16位DAC AD5543提供超紧凑(3 mm × 4.7 mm)的 8 引脚MSOP和 8 引脚SOIC两种封装。14 位DAC AD5446提供小型 10 引脚MSOP封装。这两款DAC均与大多数DSP接口标准兼容，而且兼容SPI、QSPI和MICROWIRE。外部基准电压输入允许输出电平可以有许多变化，最高可达 10 V。器件组合实现了业界领先的小 PC 板面积、低成本、高分辨率特性。三种设计均提供低风险解决方案，并使用业界标准器件。

<strong>电路描述</strong>

所有三个电路的DAC都需要 5 V单电源，运算放大器需要±15V电源。一些电路可能需要一个精确的外部基准电压源（参见教程 MT-087）。

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<strong>应用</strong>

* 通用多通道隔离
* 数据转换器隔离
* 工业现场总线隔离
* 混合动力汽车、电池监控器和电机驱动

<strong>概述</strong>

ADuM1280/ADuM1281/ADuM1285/ADuM12861(本数据手册中亦称为ADuM128x)均为双通道数字隔离器，采用ADI的iCoupler®技术。这些隔离器件将高速CMOS与单芯片空芯变压器技术融为一体，具有优于光耦合器件和其它集成式耦合器等替代器件的出色性能特征。

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设计具有鲁棒性的电子电路较为困难，通常会导致具有大量 分立保护器件的设计的相关成本增加、时间延长、空间扩大。 本文将讨论故障保护开关架构，及其与传统分立保护解决方案相比的性能优势和其他优点。下文讨论了一种新型开关架 构，以及提供业界领先的故障保护性能以及精密信号链所需 性能的专有高电压工艺。ADI的故障保护开关和多路复用器 新型产品系列（ADG52xxF和ADG54xxF）就是采用这种技术。

高性能信号链的模拟输入保护往往令系统设计人员很头痛。 通常，需要在模拟性能（例如漏电阻和导通电阻）和保护水 平（可由分立器件提供）之间进行权衡。

用具有过电压保护功能的模拟开关和多路复用器代替分立 保护器件能够在模拟性能、鲁棒性和解决方案尺寸方面提供 显著的优势。过电压保护器件位于敏感下游电路和受到外部 应力的输入端之间。一个例子是过程控制信号链中的传感器 输入端。

本文详细说明了由过电压事件引起的问题，讨论了传统分立 保护解决方案及其相关缺点，还介绍了过电压保护模拟开关 解决方案的特性和系统优势，最后介绍了ADI业界领先的故 障保护模拟开关产品系列。

本电路提供非接触式AMR(各向异性磁阻)角度测量解决方案，可在180°范围内具有1°角度精度。该电路适合高速、精确、非接触式角度测量应用。电路提供全部必要的信号调理，包括仪表放大器、缓冲器和双通道ADC，可高效处理 AMR传感器的低电平电桥输出。

使用该电路是一种业界领先的角度测量解决方案，适用于机床速度控制、起重机角度控制、电机速度测量和其他工业或汽车应用。

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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。

在许多HEV中，电池组电压可能高达400V，因此电池监控系统(BMS)设计面临多项重大挑战。为了向马达传输足够多的功率，如此高的电压是必需的，但它会影响从电池单元到微控制器的充电状态(SOC)电流和电压信号的传输；微控制器负责处理来自所有电池的信息，确保电池组安全工作。为了解决这一问题，BMS采用电流隔离技术将高压电池数据传输到汽车其它位置的低压电子器件。对于HEV，诸如光耦合器之类的传统隔离解决方案并不理想，因为其性能会随着时间而下降，这种退化效应在环境温度非常高的汽车应用中尤其显著。另外，光耦合器也没有足够的带宽来处理电池监控IC与BMS微控制器之间通常使用的高速串行外设接口(SPI)。