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德州仪器:工业4.0的基础从模拟芯片开始

时间:2015-08-10 11:57来源:COMPOTECHChina 作者:徐俊毅 点击:
工业4.0的话题越来越火热,无论在工业自动化、过程控制化以及电力自动化等传统工业领域,还是现在新兴的机器人产业,甚至到物联网、智能家居,大家听到“智能化”这个词的第一个反应就是后端的MCU很强大,软件很强大,HMI界面很炫,App很炫,这些都属于智能化潮流的发展趋势。而在我们看得到、摸得着的上述智能化趋势背后,隐藏着模拟芯片及模拟电路的新趋势,它很可能是我们工业4.0以及智能化的基础。
 
模拟芯片应对工业4.0新挑战
首先,模拟芯片需要更高的精度:无论是从产品质量还是人身安全的角度,工厂自动化以及控制自动化应用中,对精度的要求越来越高;同时,模拟芯片需要具备高速采集能力:通过模拟芯片为后端系统提供足够丰富数据,以满足生产制造的各种要求。
 
最后,是小型化需求:回顾十几年前,传统的PLC(可编程数字逻辑控制)PLC产品,体积看上去有投影机大小,但是功能只是简单的时点输入和输出。这样庞大的体积无疑无法匹配工业4.0大规模使用PLC类产品的需求。
 
德州仪器中国区模拟业务拓展经理朱文斌表示“过去,工厂自动化很多情况下是是只监视不控制,数据采后需要人工或半人工方式去处理。但是,现在,制造也全面朝向机器人、非人工方向发展,在工厂里需要更多的数据采集点,总数可能是原来的10倍甚至100倍,所以工业4.0对模拟电路系统的体积、信号的采集精度和实时采集能力提出了更高要求

模拟芯片正在向提升实时采集能力、高速采集能力以及小型化、集成化的方向。
 

高精度ADC的工业应用场景
 
全新ADC为工业4.0提供高精度、低噪声和高集成度
日前,德州仪器 (TI) 推出了一对32位增量-累加模数转换器 (ADC),这两款器件将高分辨率、低噪声和集成故障检测组合在一起,这成功解决了过去在器件评估和选型时,所需的性能和特性无法兼得的问题。此外,ADS1262和ADS1263具备高集成度且传感器即时可用,还免除了那些会增加系统成本、降低噪声和漂移性能的外部组件。

目前,系统设计人员如果需要用到高分辨率ADC,则必须在其它所需的技术规格方面做出让步,诸如低噪声或低漂移,以及其它几个集成特性。ADS1262和ADS1263通过提供32位分辨率,连同集成、故障检测特性,以及快速数据速率和宽温度范围,最终解决了这些问题,从而帮助设计人员可以最大限度地提升可编程逻辑控制器 (PLC)、工业自动化设备以及传感器测量应用的性能。

除PLC应用,在石油、高精度工业天平以及恶劣工业环境中,德州仪器正在不断改进其相关模拟产品的性能,已适应市场的需求。朱文斌还表示,如此类工业市场需要,德州仪器将MCU与模拟前端整合推出亦未可知。


 
ADS1262和ADS1263的主要特点和优势
• 准确测量小信号:32位的高分辨率和2.5 SPS数据速率下的7 nVRMS可测量小信号,这一点对于典型满量程信号为10mV或者更小的电桥应用是必不可少的。偏移误差漂移也比同类解决方案低80%,从而确保了整个温度范围内的测量稳定性。
• 降低组件数量来减少系统成本、电路板面积和设计时间:ADS1262集成了一个可编程增益放大器 (PGA)、2.5V基准、振荡器、电平移位器、温度传感器、双激励电流源 (IDAC) 以及8个通用输入/输出 (GPIO) 引脚。ADS1263在需要并行主通道转换、传感器温度补偿或传感器诊断的系统中增加了一个辅助24位增量-累加ADC。
• 集成监视和诊断:所集成的内部信号链监视、数据误差检测、传感器过载检测等特性以及一个测试数模转换器 (DAC),可为高可靠性系统提供必须的故障检测和诊断。阅读TI全新的白皮书,了解如何使用ADS1262和ADS1263的集成诊断功能来帮助提高系统可靠性。
• 快速数据速率:38 kSPS的最大输出数据速率使得ADC可被用在高数据吞吐量工业应用中。
• 可在恶劣工业环境中使用:-40°C至+125°C的工作温度范围比竞争产品的温度范围要高20°C
(责任编辑:jane)
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