Analogové integrované obvody v průmyslovém řetězci signálů

I. Proč určují analogové integrované obvody přesnost dat

V jakémkoli průmyslovém nebo chytrém systému definuje cesta signálu senzor → analogové vstupní rozhraní → MCU / ADC integritu dat.
Je-li signál zkreslen ještě před tím, než dosáhne MCU, žádné množství digitálního zpracování nemůže obnovit přesnost.

Operační zesilovače a komparátory patří mezi nejvíce podceňované – avšak nejdůležitější – integrované obvody z hlediska průmyslové spolehlivosti.

II. Základní kategorie a technické aspekty

Inženýři obvykle vyhodnocují analogové integrované obvody na základě: Hustota šumu Vstupní posun a derivační chyba, Rozsah napájecího napětí. Teplotní stabilita, Dlouhodobá dostupnost.

III. Operační zesilovače v průmyslových vstupních obvodech

Operační zesilovače se široce používají pro:

Zesílení signálu ze senzorů

Aktivní filtrování

Vstupní vyrovnávací obvod A/D převodníku

TI LM358DR: Dvojnásobné operační zesilovače, široký rozsah napájecího napětí, univerzální model pro průmyslové a spotřebitelské aplikace.

TI TLV9002IDR: Nízká spotřeba energie, nízký šum, běžně používané v průmyslových modulech pro sběr dat.

ADI AD8606ARZ: Přesný operační zesilovač s nízkou posunutou nulou, běžně používaný v lékařských a průmyslových měřicích aplikacích.

ST TSX321ILT: Operační zesilovač s nízkou spotřebou energie pro jedno kanálové zapojení, vhodný pro systémy napájené z baterií.

Tyto operační zesilovače jsou široce nasazovány v Německu, Itálii a jihovýchodní Asii, zejména v senzorových modulech a průmyslových vstupně-výstupních deskách.

IV. Komparátory (IC): První rozhodovací vrstva

Komparátory rozhodují:

Kdy je aktivována ochrana

Když se spustí poplachy

Zda je systému povoleno spustit se

TI LM393DR: Dvojnásobný komparátor, velmi často používaný v průmyslových a napájecích systémech

ADI LTC1440CMS8: Komparátor s extrémně nízkou spotřebou energie, běžně používaný v přenosných zařízeních a systémech napájených z baterií

ON Semiconductor LMV358: Nízké napětí, nízká spotřeba energie, vhodné pro kompaktní návrhy

V. Případová studie: Průmyslový modul pro získávání teploty

Průmyslový modul pro získávání teploty musí: zesilovat slabé signály termočlánků, potlačovat průmyslový šum a spouštět ochranu při abnormálních teplotách.

Architektura řešení: AD8606 pro přesné zesílení signálů, LM393 pro porovnání při přehřátí a mikrořadič (MCU) přijímá pouze „zpracované“ stabilní signály.

Výsledky: Přesnost měření byla výrazně zlepšena, míra falešných poplachů klesla a systém úspěšně absolvoval průmyslové EMC testování.

VI. Realita dodávek analogových integrovaných obvodů

Trh s analogovými integrovanými obvody je charakterizován velmi jasnými rysy: dlouhá životnost (10–20 let), nízké kolísání cen a v průmyslových projektech se vzácně vyžadují časté změny modelů.

Na trzích jako jsou Německo, Indie a Vietnam klade zákazníci větší důraz na konzistenci dávek, kanály výrobků původního výrobce (OEM) a schopnost dlouhodobého zásobování.

VII. Závěr: Analogové integrované obvody určují základní výkon systému

Digitální integrované obvody určují složitost systému. Analogové integrované obvody určují stabilitu, přesnost a výrobní proveditelnost.