支持現(xiàn)場(chǎng)儀表和工廠自動(dòng)化的創(chuàng)新低功耗解決方案
ADI公司深耕電子行業(yè)五十多年，一直走在精密信號(hào)鏈模擬構(gòu)建模塊開發(fā)的前沿。ADI產(chǎn)品因其出色的準(zhǔn)確度、穩(wěn)定性和線性度享有盛名，而如何在保持原有優(yōu)異性能的情況下進(jìn)一步降低運(yùn)行功耗，是過去數(shù)十年里的常見議題，近十年的相關(guān)需求更是愈發(fā)強(qiáng)烈。
ADI最新發(fā)布的精密低功耗信號(hào)鏈系列產(chǎn)品出色地整合了這些特性，可為工廠自動(dòng)化和工業(yè)過程控制相關(guān)的儀器儀表等應(yīng)用提供完整的超低功耗測(cè)量解決方案。
節(jié)省空間和功耗 現(xiàn)代工廠或加工廠的正常運(yùn)行離不開工廠“大腦”（一個(gè)極其復(fù)雜的控制系統(tǒng)）的協(xié)調(diào)和規(guī)范。而這個(gè)處于工廠核心地位的“大腦”又依賴于大量的遠(yuǎn)程傳感器來(lái)扮演工廠的“眼睛”和“耳朵”，幫助監(jiān)控工廠中各種運(yùn)行過程的狀態(tài)。這些傳感器常用于測(cè)量壓力、溫度或流速等參數(shù)。在支持狀態(tài)監(jiān)控(CbM)等功能的最新人工智能(AI)系統(tǒng)中，傳感器可以監(jiān)測(cè)振動(dòng)或聲音，以便在機(jī)械故障發(fā)生之前檢測(cè)到相關(guān)跡象。這些傳感器模塊通常為遠(yuǎn)程部署的分立式單元，需要通過通信接口與主控制系統(tǒng)通信。有些現(xiàn)場(chǎng)儀表距離電源電纜過于遙遠(yuǎn)，因此需使用電池供電。為了延長(zhǎng)運(yùn)行時(shí)間，減少更換儀表電池的次數(shù)，低功耗運(yùn)行就變得至關(guān)重要。這也能直接減少維護(hù)工作量并降低成本，而成本也正是提高工廠生產(chǎn)率的關(guān)鍵。即使在環(huán)路供電的4-20mA解決方案中，開發(fā)能夠在有限功耗內(nèi)高效運(yùn)行的系統(tǒng)也面臨很大的挑戰(zhàn)。
另外，現(xiàn)場(chǎng)儀表往往勉強(qiáng)擠在管道、閥門和其他基礎(chǔ)設(shè)施之間，體積一般較小。 適應(yīng)性強(qiáng)的集成信號(hào)鏈平臺(tái) 對(duì)功耗和空間優(yōu)化的要求也促使ADI創(chuàng)造出了精密低功耗信號(hào)鏈（見圖1）。信號(hào)鏈價(jià)值的關(guān)鍵是集成、功耗優(yōu)化和適應(yīng)能力。位于其核心的是新款高集成度、超低功耗的24位Σ-Δ ADC AD4130-8，此器件可為許多常見的傳感器類型（例如壓力和溫度傳感器）提供偏置和激勵(lì)，以及對(duì)濾波后的模擬信號(hào)進(jìn)行高分辨率數(shù)字化處理。片內(nèi)FIFO緩沖器有助于降低主機(jī)微控制器的處理成本，集成診斷功能可檢測(cè)傳感器輸入是否不存在或出現(xiàn)故障。
將這些功能集成到精密多路復(fù)用ADC中可減少總元件數(shù)，并幫助現(xiàn)場(chǎng)儀表的開發(fā)人員實(shí)現(xiàn)更緊湊的設(shè)計(jì)。
同時(shí)，基于AD4130-8的精密低功耗信號(hào)鏈可以部署各種功耗優(yōu)化技術(shù)（例如占空比控制），幫助更大限度地降低系統(tǒng)功耗。
基于AD4130-8的功耗和密度優(yōu)化信號(hào)鏈具有超強(qiáng)適應(yīng)性，以便儀表制造商可以輕松地重新配置/調(diào)整其解決方案來(lái)構(gòu)建一系列產(chǎn)品，從而減少開發(fā)時(shí)間并簡(jiǎn)化庫(kù)存管理和生產(chǎn)流程。多通道AD4130-8的內(nèi)部傳感器偏置和接口功能可直接連接傳感器的不同測(cè)量模式（例如溫度、負(fù)載和壓力），以便輕松獲取相關(guān)參數(shù)的數(shù)據(jù)。
通過添加少數(shù)幾個(gè)的外部元件，該器件還可以支持流量等其他測(cè)量模式，因此可作為適應(yīng)性強(qiáng)的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，為各種不同傳感器類型和應(yīng)用提供支持。精密低功耗信號(hào)鏈還需包含適當(dāng)?shù)?/span>電源管理器件，以保持超低功耗和高準(zhǔn)確度。
圖1-可配置的集成式功耗和密度優(yōu)化信號(hào)鏈
支持工具生態(tài)系統(tǒng) 如果現(xiàn)場(chǎng)儀器均基于精密低功耗信號(hào)鏈而構(gòu)建，則開發(fā)人員還可以充分體驗(yàn)為其量身定制的一系列工具和支持服務(wù)。其中包括ADI Precision Studio新發(fā)布的噪聲和交流仿真工具。該工具可以對(duì)電路的交流和噪聲性能快速進(jìn)行仿真，并實(shí)時(shí)顯示結(jié)果，還能根據(jù)用戶輸入（例如增益、電平轉(zhuǎn)換和3dB頻率）生成原理圖模塊。原理圖的構(gòu)建和仿真完成后，便可將其導(dǎo)出到LTspice仿真軟件，進(jìn)行后續(xù)的微調(diào)。此工具是Precision Studio如何通過支持快速迭代以滿足特定應(yīng)用的要求來(lái)縮短優(yōu)化電路設(shè)計(jì)時(shí)間的一個(gè)例子。我們還針對(duì)精密低功耗信號(hào)鏈專門設(shè)計(jì)了EngineerZone頁(yè)面，以便為系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員可能遇到的任何問題提供支持。 單通道和多通道信號(hào)鏈選擇 新款A(yù)D4130-8 ADC是功耗和密度優(yōu)化的精密信號(hào)鏈的基礎(chǔ)。ADI公司還提供其他精密低功耗信號(hào)鏈選擇，以便適用于僅需要單通道測(cè)量，或有其他優(yōu)化需求（例如針對(duì)噪聲或生物電信號(hào)處理）的應(yīng)用。
廣泛的低功耗信號(hào)鏈設(shè)計(jì)均享有由ADI工具、文檔和評(píng)估軟件提供的支持，以便低功耗檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)人員輕松獲得所需的全部資源，從而快速完善基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，針對(duì)個(gè)別條件進(jìn)行調(diào)整，并創(chuàng)建解決方案。
原文標(biāo)題：支持現(xiàn)場(chǎng)儀表和工廠自動(dòng)化的創(chuàng)新低功耗解決方案
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