支持現場儀表和工廠自動化的創新低功耗解決方案
ADI公司深耕電子行業五十多年，一直走在精密信號鏈模擬構建模塊開發的前沿。ADI產品因其出色的準確度、穩定性和線性度享有盛名，而如何在保持原有優異性能的情況下進一步降低運行功耗，是過去數十年里的常見議題，近十年的相關需求更是愈發強烈。
ADI最新發布的精密低功耗信號鏈系列產品出色地整合了這些特性，可為工廠自動化和工業過程控制相關的儀器儀表等應用提供完整的超低功耗測量解決方案。
節省空間和功耗 現代工廠或加工廠的正常運行離不開工廠“大腦”（一個極其復雜的控制系統）的協調和規范。而這個處于工廠核心地位的“大腦”又依賴于大量的遠程傳感器來扮演工廠的“眼睛”和“耳朵”，幫助監控工廠中各種運行過程的狀態。這些傳感器常用于測量壓力、溫度或流速等參數。在支持狀態監控(CbM)等功能的最新人工智能(AI)系統中，傳感器可以監測振動或聲音，以便在機械故障發生之前檢測到相關跡象。這些傳感器模塊通常為遠程部署的分立式單元，需要通過通信接口與主控制系統通信。有些現場儀表距離電源電纜過于遙遠，因此需使用電池供電。為了延長運行時間，減少更換儀表電池的次數，低功耗運行就變得至關重要。這也能直接減少維護工作量并降低成本，而成本也正是提高工廠生產率的關鍵。即使在環路供電的4-20mA解決方案中，開發能夠在有限功耗內高效運行的系統也面臨很大的挑戰。
另外，現場儀表往往勉強擠在管道、閥門和其他基礎設施之間，體積一般較小。 適應性強的集成信號鏈平臺 對功耗和空間優化的要求也促使ADI創造出了精密低功耗信號鏈（見圖1）。信號鏈價值的關鍵是集成、功耗優化和適應能力。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，以及對濾波后的模擬信號進行高分辨率數字化處理。片內FIFO緩沖器有助于降低主機微控制器的處理成本，集成診斷功能可檢測傳感器輸入是否不存在或出現故障。
將這些功能集成到精密多路復用ADC中可減少總元件數，并幫助現場儀表的開發人員實現更緊湊的設計。
同時，基于AD4130-8的精密低功耗信號鏈可以部署各種功耗優化技術（例如占空比控制），幫助更大限度地降低系統功耗。
基于AD4130-8的功耗和密度優化信號鏈具有超強適應性，以便儀表制造商可以輕松地重新配置/調整其解決方案來構建一系列產品，從而減少開發時間并簡化庫存管理和生產流程。多通道AD4130-8的內部傳感器偏置和接口功能可直接連接傳感器的不同測量模式（例如溫度、負載和壓力），以便輕松獲取相關參數的數據。
通過添加少數幾個的外部元件，該器件還可以支持流量等其他測量模式，因此可作為適應性強的基礎設計，為各種不同傳感器類型和應用提供支持。精密低功耗信號鏈還需包含適當的電源管理器件，以保持超低功耗和高準確度。
圖1-可配置的集成式功耗和密度優化信號鏈
支持工具生態系統 如果現場儀器均基于精密低功耗信號鏈而構建，則開發人員還可以充分體驗為其量身定制的一系列工具和支持服務。其中包括ADI Precision Studio新發布的噪聲和交流仿真工具。該工具可以對電路的交流和噪聲性能快速進行仿真，并實時顯示結果，還能根據用戶輸入（例如增益、電平轉換和3dB頻率）生成原理圖模塊。原理圖的構建和仿真完成后，便可將其導出到LTspice仿真軟件，進行后續的微調。此工具是Precision Studio如何通過支持快速迭代以滿足特定應用的要求來縮短優化電路設計時間的一個例子。我們還針對精密低功耗信號鏈專門設計了EngineerZone頁面，以便為系統設計人員可能遇到的任何問題提供支持。 單通道和多通道信號鏈選擇 新款AD4130-8 ADC是功耗和密度優化的精密信號鏈的基礎。ADI公司還提供其他精密低功耗信號鏈選擇，以便適用于僅需要單通道測量，或有其他優化需求（例如針對噪聲或生物電信號處理）的應用。
廣泛的低功耗信號鏈設計均享有由ADI工具、文檔和評估軟件提供的支持，以便低功耗檢測系統的設計人員輕松獲得所需的全部資源，從而快速完善基礎設計，針對個別條件進行調整，并創建解決方案。
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