Analoginiai integruotieji grandynai pramoniniame signalų grandinyje

I. Kodėl analoginiai IC nulemia duomenų tikslumą

Bet kurioje pramoninėje ar protingoje sistemoje signalo kelias – jutiklis → analoginis priekinis blokas → mikrovaldiklis / A/D keitiklis – nulemia duomenų vientisumą.
Jei signalas išsiskrečia prieš pasiekdamas mikrovaldiklį, jokia skaitmeninė apdorojimo priemonė negali atkurti tikslumo.

Operaciniai stiprintuvai ir palyginimo įtaisai yra vieni dažniausiai nepakankamai vertinamų, tačiau labiausiai kritinių IC pramoninės patikimumo užtikrinime.

II. Pagrindinės kategorijos ir inžineriniai aspektai

Inžinieriai paprastai vertina analoginius IC pagal: Triukšmo tankis, Įėjimo nuostolis ir drebulys, Maitinimo įtampos diapazonas. Temperatūros stabilumas, Ilgalaikė prieinamybė.

III. Operaciniai stiprintuvai pramoniniuose priekiniuose blokuose

Operaciniai stiprintuvai plačiai naudojami:

Jutiklių signalų stiprinimui

Aktyvus filtras

ADC įėjimo buferizavimui

TI LM358DR: Dvigubie operaciniai stiprintuvai, plačios maitinimo įtampos ribos, universalus modelis pramoninėms ir vartotojų programoms.

TI TLV9002IDR: Žema energijos sąnaudų, žemo triukšmo operacinis stiprintuvas, dažnai naudojamas pramoninėse duomenų rinkimo moduliuose.

ADI AD8606ARZ: Tikslus, mažo nuostumo operacinis stiprintuvas, dažnai naudojamas medicinos ir pramonės matavimų programose.

ST TSX321ILT: Žemos galios vieno kanalo operacinis stiprintuvas, tinkamas baterijomis maitinamoms sistemoms.

Šie operaciniai stiprintuvai plačiai naudojami Vokietijoje, Italijoje ir Pietryčių Azijoje, ypač jutiklių moduliuose ir pramoninėse įvesties/išvesties plokštėse.

IV. Palyginimo integrinės schemos: Pirmasis sprendimų priėmimo sluoksnis

Palyginimo schemos nusprendžia:

Kai aktyvuojama apsauga

Kai aktyvuojami signalai

Ar sistemai leidžiama paleisti

TI LM393DR: Dvigubas palyginimo įrenginys, labai dažnai naudojamas pramonės ir energijos sistemose

ADI LTC1440CMS8: Ekstremaliai žemo energijos suvartojimo palyginimo įrenginys, dažnai naudojamas nešiojamųjų ir baterijomis maitinamų sistemų

ON Semiconductor LMV358: Žemo įtampos, žemo energijos suvartojimo, tinkamas kompaktiškoms konstrukcijoms

V. Atvejo tyrimas: Pramoninis temperatūros matavimo modulis

Pramoninės temperatūros matavimo modulis turi: pagalbinti silpnus termoporų signalus, slopinti pramoninį triukšmą ir aktyvuoti apsaugą esant netipinėms temperatūroms.

Sprendimo architektūra: Tiksliajam signalų stiprinimui – AD8606, perkarščio signalų palyginimui – LM393, o mikrovaldiklis gauna tik „apdorotus“ stabilius signalus.

Rezultatai: Matavimų tikslumas žymiai pagerėjo, klaidingų įspėjimų dažnis sumažėjo, o sistema išlaikė pramoninį elektromagnetinio suderinamumo (EMC) bandymą.

VI. Analoginių IC tiekimo realybė

Analoginių IC rinka pasižymi labai aiškiais bruožais: ilgais gyvavimo ciklais (10–20 metų), mažomis kainų svyravimais ir pramoninėse projektuose retai reikalaujama dažnai keisti modelius.

Vokietijoje, Indijoje ir Vietnamo rinkose klientai didesnį dėmesį skiria partijų vientisumui, originalios įrangos gamintojų (OEM) tiekimo kanalams ir ilgalaikiams tiekimo gebėjimams.

VII. Išvada: analoginiai IC nustato sistemos bazinę našumą

Skaitmeniniai IC apibrėžia sistemos sudėtingumą. Analoginiai IC apibrėžia stabilumą, tikslumą ir gamybos galimybę.