ADI

汽车制造商一直宣传启停系统有助于节省燃料。顾名思义,启停系统在停车时会关闭引擎,而不是空转,然后在需要行驶时迅速重新启动引擎。如果驾驶中需要走走停停,通过避免引擎长时间空转可以减少排放并节省燃料。概念非常简单。例如,如果您在遇到红灯或火车经过时停车,引擎不应运转;如果引擎不运转,就不会浪费任何能源。与没配备这种系统的汽车相比,城市交通的燃料消耗降低幅度高达8%。

驾驶舒适性和安全性并不会受自动启停功能影响,因为该功能只在引擎达到理想的运转温度时才激活。如果空调尚未使座舱达到所需温度,电池尚未充分充电,或驾驶员还在转动方向盘,该功能也不会激活。

自动启停功能由中央控制单元协调,该控制单元监测来自所有相关传感器(包括启动电机和交流发电机)的数据。如果舒适性或安全性有需要,控制单元将自动重新启动引擎——例如,如果车轮开始滚动、电池电量降至过低或挡风玻璃上出现水汽凝结。此外,大多数系统可识别临时停车和行程结束之间的差异。如果驾驶员的安全带解开,或者车门或行李箱打开,系统不会重新启动引擎。如有需要,按下按钮即可完全禁用自动启停功能(至少现在是这样)。

但是,当引擎重新启动,12 V电池有可能已经降至5 V以下,当信息娱乐系统开启或其他电子设备需要高于5 V的电压时,可能导致这些系统复位。有些导航和信息娱乐系统采用5 V或更高的输入电压工作。当输入电压在引擎重新启动期间降至5 V以下,若DC-DC转换器仅具有输入电压降压功能,这些系统将复位。显然,汽车在启停状态下重新启动时,音乐播放器或导航系统的复位是无法接受的。

解决方案

ADI的三路输出DC-DC控制器Power by Linear® LTC7815该器件在单个封装中集成了升压控制器和两个降压控制器。高效 率同步升压转换器给两个下游同步转换器馈电,可在汽车电池电压下降时避免出现输出电压压差,这在汽车启停系统中是非常有用的特性。此外,当汽车电池的输入电压高于其编程的升压输出电压时,升压控制器以100%占空比运行,仅将输入电压直接传递至降压转换器,从而将功耗降至最低。

图1为LTC7815的升压转换器向降压转换器提供10V电压的原理图。除了为两个降压转换器(分别产生5 V/7 A和3.3 V/10 A)供电之外,升压转换器还可用作第三路输出,提供额外的2 A电流。该电路在高达28V VIN下可保持2.1 MHz工作频率,并在高于28 V时跳周期工作。

图1. LTC7815启停应用原理图,工作频率为2.1 MHz。

LTC7815在启动期间可以以4.5V至38V的输入电压工作,并在启动之后保持工作直到输入电压低至2.5V。同步升压转换器可产生高达60 V的输出电压,在输入电压够高时,它可让同步开关完全导通,以直通输入电压,实现效率最大化。两个降压转换器可产生0.8V至24V的输出电压,且整个系统可实现高达95%的效率。低至45 ns的最短导通时间可在2 MHz开关操作中实现高降压比转换,从而避开对噪声敏感的关键频段(如AM无线电),并可使用较小的外部组件。

LTC7815可配置为Burst模式®操作,将静态电流减小至每通道28μA(三个通道全部导通时为38μA),同时在无负载条件下调节输出电压,该特性对节省持续导通系统中的电池运行时间很有用。强大的1.1Ω内置全N沟道MOSFET栅极驱动器最大限度地降低了开关损耗,并提供高于每通道10A的输出电流,仅受外部组件限制。此外,每个转换器的输出电流检测,通过监测电感器(DCR)两端的压降或采用单独的检流电阻进行。LTC7815的恒定频率电流模式架构可提供320kHz至2.25MHz的可选频率,或者可同步至相同范围的外部时钟。

延长电池运行时间

任何电池供电系统,如果要求在系统其他部分关断时仍需要始终导通的供电总线,就必须节省电池能量。这种状态通常被称为睡眠、待机或空闲模式,并要求系统具有非常低的静态电流。低静态电流以节省电池能量的要求,对于汽车应用尤为重要,该应用可能包含多套电气电路,例如远程信息处理、CD/DVD播放器、遥控无钥匙门禁和多个始终导通的总线电路。这些系统在待机模式下的总电流消耗要尽可能低,随着汽车运行越来越依赖电子系统,节省电池能量的压力不断加大。

在睡眠模式下,升压转换器和其中一个降压转换器导通时,LTC7815仅消耗28 μA电流。三个通道全部处于睡眠模式时,LTC7815仅消耗20 μA电流,使得空闲模式下的电池运行时间大幅延长。这是通过将LTC7815配置为高效Burst模式来实现的,该器件向输出电容提供 短时突发电流,随后进入睡眠期,此期间仅通过输出电容将输出功率输送给负载。图2为这种工作方式的概念时序图。

图2. LTC7815的Burst模式操作电压图。

在睡眠模式下,除了快速响应所需的关键电路外,大部分内部电路都被关断。当输出电压下降至足以激活睡眠信号时,控制器通过打开顶部的外部MOSFET来恢复正常的Burst模式操作。或者,有些情况下,用户希望在轻负载电流下以强制连续或恒定频率脉冲跳跃模式工作。两种模式都易于配置,并具有更高的静态电流。

效率/方案尺寸

图1原理图所示的5 V输出效率约为90%(如图3所示)。如果工作频率从2.1 MHz降至300 kHz,效率可提高3%到4%。

图3. LTC7815在不同转换器部分的效率与负载电流。

图4为LTC7815演示板(原理图如图1所示),最宽部分为48 mm。

图4. LTC7815演示板顶层和底层的尺寸与布局。

保护特性

LTC7815可配置为通过使用DCR(电感器阻抗)或检流电阻来检测输出电流。两种电流检测方案之间的选择主要权衡成本、功耗和精度。DCR检测日益流行,因为它省去了昂贵的电流感测电阻,功率效率更高,特别是在大电流应用中。而检流电阻是更精确的电流检测方法。

片上比较器监测降压输出电压,当输出大于标称值10%时,发出过压条件信号。检测到这种情况时,顶部MOSFET关断,底部MOSFET导通,直至过压条件清除。只要过压条件持续,底部MOSFET就持续导通。如果输出电压恢复至安全水平,则自动恢复正常操作。

在温度较高或内部功耗引起片内过度自热的情况下,过温关断电路将关断LTC7815。当结温超过大约170°C时,过温电路将禁用片上偏置LDO,从而使偏置电源降至0 V,并顺序有效地关断整个LTC7815。一旦结温降回大约155°C,LDO重新导通。

结论

汽车启停系统可节省燃料,并在未来几年继续演进。为板载信息娱乐系统和导航系统供电必须很小心,这些系统需要的电压高达5 V,甚至超过5 V。当引擎重新启动时,若汽车电池电压降至5 V以下,这些系统可能复位。LTC7815通过将电池电压提升至安全操作水平来解决此问题。这一特性结合两个降压控制器,非常适合在配置启停系统的汽车中为诸多汽车电子设备供电。

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环顾四周,你会看到广泛佩戴健康和健身可穿戴传感器设备的身影,例如Fitbit、Garmin、小米或其他设备。

许多人不知道的是,我们还使用传感器来监测桥梁和建筑物的结构完整性,以及跟踪昆虫和其他动物的活动。

随着物联网( IoT )的迅速发展,预计未来十年将会有数百亿个物联网传感器设备连接起来。这些连网的传感器设备将自动化各个经济领域的流程,从制造工厂到医疗保健管理等等,从而提高生产力,并改善生活质量。

这些传感器设备将部署在广泛的应用领域,它们都具有微处理器、存储器、有线或无线通信接口,以及电池或其他能源。

每个应用程序和物联网设备都将迎来自己独特的环境,例如其位置、周围环境的条件以及该地区人们的行为,个别设备将观察并适应其独特环境。

加入人工智能

那么,当我们将人工智能( AI )引入到这个组合中会发生什么呢?有了人工智能,这些设备可以根据不断变化的环境来优化它们的行为,就像生物如何根据周围环境优化它们的行为一样,即使是我们周围较小的物联网设备也可以运行人工智能功能,并随着时间推移进化它们的系统。

想想便携式移动设备,例如智能手表或智能手机,通常提供大量适用于所有用户的功能和应用程序。

要对其进行个性化设置,用户必须单独手动配置每个应用程序,并随着时间推移不断更新这些配置。

如果设备本身可以通过观察我们的使用模式来了解我们的偏好,会怎么样?这有助于个性化过程的自动化。

那么,对于我们设备还没有经历过的情况呢?该设备是否有可能了解我们在未知情况下的偏好?

这是人工智能设备可以通过彼此分享信息来帮助彼此更快、更有效地学习的地方,从而对这些设备的学习速度产生倍增效应。

会说话的智能手机

举例来说,我们已经展示了彼此靠近的智能手机如何既能运行自己的人工智能模块,又能分享程序中的逻辑块,以加速学习如何保持电池寿命。

这些好处背后有两个原因。首先,每部手机都是独立学习,开发自己的程序逻辑遗传材料——各种各样的进化。

这在进化计算中被称为“岛屿模式”。在物联网中,每台设备都成为自己的“孤岛”,有时,这些设备会分享它们学到的知识。

这增加了它们遗传库的多样性,这对学习或进化的系统是有益的,这也意味着两个设备都知道如何更好地对其他协作设备最初可能观察到的新环境做出反应。

动物跟踪提供了物联网设备中协作人工智能(AI)的类似驱动程序,设备经常被放置在项圈或耳标上,以跟踪牲畜、宠物或野生动物的位置和活动。

为了提供准确的跟踪信息,每台设备都需要了解它正在跟踪动物的具体运动特征——例如物种、年龄和性别——这是人工智能可以帮助的。

然后,当两个或更多动物相遇时,物联网设备可以分享它们对动物运动的了解,这可以加快其他设备对具有相似特征动物的学习过程。

预测故障

物联网中共享学习的好处不仅限于动物和人的设备,还可以用于监控桥梁或道路结构健康状况的设备。

在许多情况下,由于成本高昂和位置偏远,这些设备无法与网络有效链接,但是它们可以在本地收集信息,并学习观测到传感器数据中可能预测故障的特定模式。

由于故障相对较少,因此与相邻设备共享学习提供了更大的资源库,用于培训可能尚未遇到故障的物联网设备,以及需要注意的事项。

在实现物联网设备共享学习的道路上,仍有一些悬而未决的问题,比如,如果设备参与共享学习环境,它是否会损害其所有者的隐私?答案是,这取决于人工智能方法是否共享具有内在意义的信息,例如遗传编程。

物联网设备还需要确保在学习如何应对新情况时继续完成日常任务。更需要设计适当的安全控制措施,例如对设备可以学习什么,以及为了响应学习而不应该改变的内容设置严格限制。

另一个问题是,在决定与哪些设备协作时,设备如何知道信任哪些相邻设备?如果恶意实体进入网络,目的是将破坏性逻辑注入共享物联网学习环境,会怎么样?因此,仍然需要创建方法来全面解决这些问题。

那么,我们在哪里可以找到可以相互学习的物联网设备呢?虽然它们的应用仍被认为处于初级阶段,但潜在的机会还是值得我们关注、辩论和调查。

本文转自:如果物联网智能设备可以互相学习怎么办?

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物联网对供应链的变革影响已经取得了很大进展,尽管物流业是最早使用物联网设备进行货运跟踪的行业之一,但这也仅仅只是数字冰山一角。据Gartner预测,到2020年将有超过260亿个连网智能设备投入使用。

物联网将掀起一场供应链改革的浪潮,更精简的操作、高度个性化的服务、新的用户体验和更高的安全性都在这里进行。

加快物联网在供应链中采用的催化剂来自于几个互补技术趋势的交集,这些包括移动计算,特别是即将到来的5G网络;IT的消费化;云的竞争;以及人工智能推动的大数据分析。所有这些领域的进步使得整个物流价值链都有可能获益——从仓储业务到货运和最后一公里交付。

实时监控

物联网供应链的价值在于,它可以实时监控您的设备、系统、包裹和工作人员,并连接这些点位。这意味着可以完全监控每个节点的绩效和性能,并迅速做出决策,以防止未来出现任何问题。

高级分析

可以实时分析从传感器和其他物联网设备收集到的大量数据,以获得有助于为从仓库资产管理和产品库存、到装运地点、环境温度、以及最终零售采购等任何事情作出决策的见解。其结果是库存可以自动补充并预测货品到达时间,至关重要的是,潜在的延误或质量控制问题可以被标记并采取行动,而且任何需求的波动都可以立即做出反应。

改进仓库资产管理

在仓库中,这意味着当资产(例如传送带或叉车)过度使用或闲置时,物联网传感器会及时提醒管理人员,例如,通过建立积压或闲置产能的时间图表,管理人员可以重新考虑其战略并提高工厂的工作效率。

更智能的库存管理

同样在仓库中,支持物联网的标签将信号从每个托盘传输到仓库管理系统,以便库存水平始终保持最新,并且可以避免缺货情况出现。而质量控制是物联网的另一个重要应用,例如,当易腐物品的温度或湿度阈值即将受到影响时,传感器会向管理人员发出警报,然后管理人员可以立即采取纠正措施。

预测性维护和库存

预测性维护是物联网的另一个重要领域。连接到ERP系统的传感器可以监控需要更换的部件,并在故障发生之前或设备耗尽重要耗材之前自动发送警报,这减少了持有过剩库存的需要,有助于维护计划,并且随着时间的推移,将使企业预测季节性高点和低点,并相应地提高或降低库存水平。

运输可见性

物联网支持的供应链也可以全面了解货物的运输状况,这标志着物流盲点的结束。现在,电话和电子邮件通信仍然很普遍,资产状况通常只有在货物到达特定检查站时才会被记录下来。而在这些检查站的任何一方,都无法知道货车的行进位置、物流公司是否提供了适当的服务水平,以及供应链中的瓶颈和低效点在哪里。

使用物联网进行实时货物跟踪和监控可以消除这些基于里程碑式的监控和跟踪解决方案,并提供自动化的端到端运输可见性。通过混合传感器、GPS、移动网络和云将企业IT平台连接到集装箱和货车,可以在诸如货物状况、地理位置和温度等方面获取大量数据,并洞察这些数据是否被篡改。立即访问这些数据意味着企业可以快速做出明智决策——并抢先或最小化任何潜在问题。运输可见性还允许企业优化供应链,例如,通过优化运输路线来减少碳排放,或者提高货物安全性。

最后一公里

智能分析和实时警报通知还意味着物流公司可以完全了解物流路线,并可以随时向最终客户通报每一步骤,从而提高效率。通过将物联网支持的监控和跟踪平台集成到企业工作流程中,物流公司可以利用有效的路线优化、实时跟踪和预测延迟计算等工具,同时移动应用程序可确保他们的快递员能够通过实时更新无缝地拣货和交付。

由于客户在购买时非常重视信任和可靠性,因此将跟踪信息直接发送到智能手机应用程序可以让他们对您的服务充满信心,并减少对客户服务热线的呼叫。

最终客户反馈

制造商和零售商也将能够利用物联网的力量,以深入了解顾客如何实际使用他们的产品。该反馈循环将帮助他们改进和扩展产品,并为例如电器产品提供预测性维护服务。

更智能的供应链

为了不被竞争对手甩在后面,企业现在需要将物联网融入供应链流程中。物联网为企业提供跨供应链的实时、端到端可见性和控制,以及更高的自动化和大数据分析。最终结果是供应链流程得到了根本改善,可以让企业通过提高效率来降低成本,并使用数据分析围绕大量新的市场机会做出更明智决策。

本文转自:物联网掀起供应链改革浪潮

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作者:Yao Zhao

是否能设计一个带过压保护的完整RTD模块?

引言

RTD(电阻温度检测器)具有出色的稳定性和精度,有较强的抗干扰能力。RTD传感器包括2线、3线和4线版本,通过电流激励能产生输出电压。AD7124-4/AD7124-8集成了两个匹配良好的电流源、PGA、基准电压缓冲器和诊断功能,非常适合高可靠性RTD模块。

在工业环境中,不当操作、错误的连接线和裸露的导线通常会导致过压故障,这会损坏电子器件,造成不良后果。过压保护能力是RTD模块的一项关键要求。除瞬态过压保护之外,实际生产过程中还必须考虑持续过压保护。

本文重点说明如何为具有过压保护功能的多线RTD模块(基于AD7124)提供全面解决方案,并介绍带有过压保护和检测功能的多路复用器及通道保护器。本文可以帮助设计人员了解此方法并选择合适的器件。

针对持续的过压保护功能,有以下三种实现方法:

* 在ADC引脚前面使用串联电阻有助于轻松保护AD7124。这些引脚包括模拟输入和激励输出引脚,但电阻会限制顺从电压。

* 电流源的保护可以通过分立元件实现。该解决方案可实现更高的过压保护和更大的顺从电压范围。但是,模拟开关与多路复用器仍然暴露在外。

* ADI公司的带过压保护和检测功能的多路复用器及通道保护器(ADG52xxF和ADG54xxF)可用于RTD模块保护和不同线数RTD传感器切换。这些器件在有电和无电模式下均可提供±55 V故障电压保护,并能实现防闩锁的故障检测。其高密度封装占用的PCB面积要比传统解决方案小得多。

基于AD7124的RTD模块

比率测量法被广泛的用于RTD模块,因为它能消除激励电流源的误差和漂移。图1是基于AD7124-8的4线RTD测量的典型示意图。

图1. 基于AD7124-8的4线RTD比率测量。

AIN0提供激励电流,AD7124集成了基准电压缓冲器和PGA,REFIN及AIN都是高阻抗输入,因此会有相同电流流过RTD传感器和基准电阻。ADC转换结果是输入电压(VRTD)和基准电压(VREF)之比,其等于RRTD和RREF之比。如果RREF是已知的高精度且稳定的基准电阻,则可通过RREF值和ADC转换结果计算RRTD。

采用4线RTD配置,该系统可以实现高精度和高可靠性,并且可以消除引线电阻引起的误差。相应地,其成本高于3线或2线配置。3线RTD传感器有较高的性价比,图2显示了基于AD7124的3线RTD测量方案。

图2. 基于AD7124-8的3线RTD比率测量。

两个集成的、匹配良好的电流源有助于3线RTD测量。VREF和VRTD可以用以下两个函数表示:

AD7124集成了两个匹配良好的电流源,这意味着IEXC0接近或等于IEXC1,并且引线电阻RL1和RL2非常相似。上述函数可表示为:

转换结果可以用以上两个函数表示为:

根据此函数,RTD电阻值可通过转换结果和基准电阻值计算。详情请参阅CN-0383。

对于2线RTD,引线电阻引起的误差无法抵消,但此类RTD传感器的成本低于其他传感器;AD7124-8可配置为2线RTD传感器,如图3所示。

图3. 基于AD7124-8的2线RTD比率测量

在实践中,许多工业客户要求用RTD模块的同一端口连接许多不同类型的RTD传感器,以方便平衡RTD传感器的成本和性能。图4显示了RTD模块的通用接口,它可以支持不同线数的RTD传感器。

图4. 不同线数传感器的RTD接口。

对于这一要求,此类RTD模块需要通过软件加以配置来支持不同线数的RTD传感器。图5显示了基于AD7124-8和开关的不同线数RTD传感器的框图。AD7124-8支持4通道、2线/3线/4线RTD测量。

图5. 基于AD7124-8的不同线数RTD传感器测量。

针对不同传感器,使用控制器可以轻松更改配置。表1显示了不同配置下的开关和电流源状态。

表1. 不同线数RTD传感器的开关和IEXT状态

通过计算选择合适的电阻和电容值,可以优化噪声性能。文章“RTD比率温度测量的模拟前端设计考虑”可用作指南。除了优化噪声性能之外,还需要一些额外的措施来实现过压保护。

首先,AD7124的某些模拟引脚直接暴露在外部环境中,根据AD7124在25°C下的绝对最大额定值,模拟输入电压应介于–0.3 V至AVDD+0.3 V之间,这意味着发生高过压时,该模块无法提供保护。其次,三个开关需要承受高压。

增加限流电阻

在AD7124的每个引脚上增加限流电阻可以为AD7124提供过压保护。

图6. AD7124-8模拟引脚内部架构。

图6显示了AD7124的模拟引脚架构。每个模拟引脚上有两个钳位二极管,我们可以利用这些二极管直接实现保护,而不会引入任何其他漏电流。

图7显示了该方法的示意图,R1至R4分别位于AIN1、AIN2、REF+和REF–的前面。此设置用于消除噪声。同时,这些电阻可以用于限流;在AIN0和AIN3前面增加限流电阻可以保护AD7124的其余裸露模拟引脚。

图7. 在ADC输入引脚前面添加限流电阻。

这些电阻和内部钳位二极管可以防止某种程度的正负过压。当发生正或负过压故障时,电流将通过电阻和内部钳位二极管流向AVDD或AVSS。根据AD7124的绝对最大值规格,电流值必须限制在10 mA以下。如果RLimit等于3 kΩ,则该模块可以防范±30 V持续过压。

但是,当该模块在正常模式下工作时,RLIMIT上会出现压降。如果激励电流为500μA,RLIMIT上的压降将为1.5 V,传感器电阻和RREF将受到限制。增加RLIMIT可以获得更好的保护,但传感器和参考电阻阻值范围会更小。基于该保护方法,顺从电压将随着过压保护要求的提高而降低。需要注意RREF和RReturn的功耗,故障电压将直接落在这两个电阻上。

除AD7124-8模拟引脚外,开关也暴露在高压下,因此应选择能够防范±30 V电压的器件。过去几年中,光电MOS和继电器已经用于这些情况,但高价格和大封装限制了应用范围。

利用分立晶体管保护电流源

使用限流电阻的最大缺点是SOURCE+上的顺从电压很低。使用分立晶体管和二极管可以实现过压保护,并提高SOURCE+引脚上的最大允许电压。图8显示了该方法的示意图。

图8. 利用分立晶体管和二极管实现过压保护。

这种结构可以让激励电流在正常情况下总是流向RTD传感器,并防止发生高过压损坏。其他模拟输入引脚可以通过限流电阻来保护,因为模拟输入引脚没有顺从电压限制。

如果对此RTD传感器施加一个很大的正电压,D1会防止电流源受正高压影响。如果对此RTD传感器施加一个很大的负电压,Q1的集电极和基极之间的PN结会反向偏置,导致RB1和此PN结上出现高压降,防止损坏AIN0。

在正常模式下,D2用作反向偏置二极管,使得流过该元件的电流非常小。经过Q1发射极流向基极的电流非常小,因此RB1上的压降可以忽略不计。这种方法可以使得顺从电压高于使用限流电阻的情况,并且能防范高得多的故障电压。

使用具有过压保护功能的模拟开关与多路转换器使用分立元件保护这种高精度RTD模块的缺点是显而易见的:不容易选择合适的元件;这些元件会使保护电路复杂化;并且会占用较大的PCB面积。

尽管AD7124模拟输入引脚的漏电流非常小,但这些引脚串联的大电阻(如R1和R2)会产生明显的误差,而且这些电阻的热噪声会降低分辨率。在实际设计中,RTD模块可能有多个通道,电流源从一个通道切换到另一个通道,大电阻值会增加模拟输入RC组合的建立时间,而RTD模块应该花更多时间给电容充电,如C1、C2和C3。保护功能和精度很难平衡。开关同样需要防范高过压。

在这种情况下,使用具有故障保护功能的模拟开关与多路转换器可以提供开关和过压保护。图9给出了一个示例。

图9. 带故障保护的模拟开关与多路转换器。

在图9中,AD7124前端使用了ADG5243F中的三个SPDT开关,AIN1和AIN2前端使用了ADG5462F中的两个可变电阻。这些保护功能可以通过ADG5243F和ADG5462F来实现,二者具有用户自定义故障保护和检测功能。

这些器件的突出特性有:

* 源极引脚具有过压保护功能,可以耐受高于副供电轨、从–55 V到+55 V的电压。
* 在未供电情况下,源极引脚的过压保护范围是–55 V至+55 V。
* 过压检测提供数字输出,指示开关的工作状态。
* 沟槽隔离可防止闩锁。
* 针对低电荷注入和导通电容而优化。
* ADG5243F既可采用±5 V至±22 V的双电源供电,也可采用8 V至44 V的单电源供电。

抗闩锁、低漏电流和业界领先的RON平坦度也是这些器件的优点。低漏电流和低电阻可以提高该RTD模块的精度和噪声性能。

如果对RTD接口施加正或负电压,则漏极引脚上的电压将箝位在POSFV + VT或NEGFV – VT。如果POSFV设置为4.5 V且NEGFV设置为AGND,则路径中用于保护AD7124的串联电阻要容易选择得多。

如果过压发生在无电状态下,则开关保持高阻抗状态,以帮助防止损坏器件。

这些器件的检测功能可用于系统诊断。ADG5243F和ADG5462F的源极输入电压持续受到监控。低电平有效数字输出引脚FF指示开关的状态。FF引脚上的电压指示是否有任何源极输入引脚发生故障。AD7124提供许多强大的系统安全诊断功能。处理器可以将这些器件的诊断功能组合起来以构建更加稳健的系统。

结语

AD7124中的功能模块和诊断功能可提高精度和稳健性。比较RTD模块中的三种过压保护方法之后,可发现使用具有过压保护功能的模拟开关与多路转换器具有许多优点:

* 让RTD模块能承受更高的故障电压
* 漏电流低、噪声低且建立时间短
* 取代传统的继电器和光电MOS,节省PCB面积和成本
* 诊断功能增强系统稳健性
* 易于使用

作者简介

Yao Zhao [yao.zhao@analog.com]在ADI北京设计中心担任产品应用工程师。他负责中国市场Σ-Δ ADC产品的技术支持工作。在业余时间,他喜欢看Jim Williams画的漫画。

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作者:Piyu Dhaker

串行外设接口(SPI)是微控制器和外围IC(如传感器、ADC、DAC、移位寄存器、SRAM等)之间使用最广泛的接口之一。本文先简要说明SPI接口,然后介绍ADI公司支持SPI的模拟开关与多路转换器,以及它们如何帮助减少系统电路板设计中的数字GPIO数量。SPI是一种同步、全双工、主从式接口。来自主机或从机的数据在时钟上升沿或下降沿同步。主机和从机可以同时传输数据。SPI接口可以是3线式或4线式。本文重点介绍常用的4线SPI接口。

接口

图1. 含主机和从机的SPI配置。

4线SPI器件有四个信号:

* 时钟(SPI CLK, SCLK)
* 片选(CS)
* 主机输出、从机输入(MOSI)
* 主机输入、从机输出(MISO)

产生时钟信号的器件称为主机。主机和从机之间传输的数据与主机产生的时钟同步。同I2C接口相比,SPI器件支持更高的时钟频率。用户应查阅产品数据手册以了解SPI接口的时钟频率规格。SPI接口只能有一个主机,但可以有一个或多个从机。图1显示了主机和从机之间的SPI连接。

来自主机的片选信号用于选择从机。这通常是一个低电平有效信号,拉高时从机与SPI总线断开连接。当使用多个从机时,主机需要为每个从机提供单独的片选信号。本文中的片选信号始终是低电平有效信号。

MOSI和MISO是数据线。MOSI将数据从主机发送到从机,MISO将数据从从机发送到主机。

详文请阅:SPI接口简介

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您应该知道这句古老的格言“要先学会走路才能跑”吧。

物联网( IoT )有一句新格言:“在进入边缘计算之前,您需要边缘管理。”

过去几年里,边缘计算一直占据物联网趋势的榜首,这当然有充分理由。边缘计算让边缘设备更智能、更独立——即,不需要将所有物联网数据发送到云端进行处理——非常有吸引力。边缘计算可以降低云服务成本、功耗和延迟,同时提高可靠性和隐私控制。

但问题在于:在商业或消费者实施中,物联网边缘计算不是您需要解决的最大挑战。边缘计算是一个闪亮的新概念,具有很酷的人工智能分析功能,可将物联网数据转化为真正的商业价值。但是,有一个不可告人的小秘密:不投资边缘管理,而直接跳到边缘计算,有可能会导致整个物联网项目失败。

循序渐进

物联网的基本挑战是,互联网不是为咖啡机、冰箱和暖通空调系统以及它现在需要支持的所有其他产品而设计的。

电子产品都有嵌入式芯片来控制产品的功能,如冲泡咖啡或保持食物冷藏,以及将产品与其他类似产品区分开来的功能。增加物联网智能需要一个能够处理物联网功能的独立嵌入式芯片。

每种嵌入式芯片都需要完全不同的知识体系。一组嵌入式开发人员需要具备相关产品特性的专家;另一组嵌入式开发人员需要精通网络连接、云通信和安全等方面的专家。

但是,用户期望的不是产品 “功能”和“网络连接”各自独立运行。正如您希望您的连网咖啡机“知道”在安装固件升级时不要中断酿造咖啡;您也希望您的智能门锁“知道”如何锁定和解锁您的门,并且您的灯会根据需要打开和关闭,即使在网络发生故障时。

整合这些并行需求集非常困难,这种集成是边缘设备管理的全部内容,必须先解决,然后才能跳到物联网数据的边缘计算。

物联网边缘管理应该是什么样

以下是物联网设备边缘管理的一些理想情况:

▲端到端安全性,从设备本身到云端以及您的移动或web控制应用程序——特别是因为黑客通常通过边缘而不是云来实现。

▲极其可靠的连接,即使在测试实验室中可能不会出现的各种环境和网络条件下,您的设备也能保持连接。

▲端到端用户体验,因为即使是一次糟糕的连接体验也会变成负面的客户评论,并危及您的五星级评论目标。

▲高级固件管理流程,用于无缝升级、调度和规则处理,因此边缘可以做出本地决策,以确保软件升级过程中断影响最小。

▲出色的离线体验,即使关闭网络,设备也可以在本地控制和管理。

▲面向未来考验的配置,结合新兴技术和协议,如新的无线标准。

▲经过全面测试,包括多次迭代,场景和条件以及数百万台设备。

▲在现场强化,因此在扩展时无需定制或编码。

▲随时准备安装,作为认证产品,而不是需要拼凑和测试的原始工具。

▲通过持续控制和升级,可以方便用户设置和安排其连接产品。

有效的边缘管理是提供最佳智能产品用户体验的必要步骤,可能很容易直接跳到最新的AI工具来处理边缘的物联网数据,但是,如果您的智能产品不善于处理物联网运营中固有的细微差别——包括可能只影响一小部分已部署产品的情况——那么您将面临巨大的失败风险。

在成功之前不要失败,从一开始就投资您能找到的最佳边缘管理解决方案。

本文转自:在转向边缘计算之前,请关注物联网边缘管理

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