现场仪器仪表

ADuCM362/ADuCM363是完全集成的3.9 kSPS、24位数据采集系统，在单芯片上集成双核高性能多通道Σ-Δ型模数转换器(ADC)、32位ARM Cortex™-M3处理器和Flash/EE存储器。在有线和电池供电应用中，ADuCM362/ADuCM363设计为与外部精密传感器直接连接。ADuCM363集成了ADuCM362的全部功能，不过它仅有一个24位Σ-Δ ADC (ADC1)。

ADuCM362/ADuCM363自带一个片内32 kHz振荡器和一个内部16 MHz高频振荡器。高频振荡器通过一个可编程时钟分频器进行路由，并在其中产生处理器内核时钟工作频率。最大内核时钟速度为16 MHz；该速度不受工作电压或温度限制。

微控制器内核为低功耗ARM Cortex-M3处理器，它是一个32位RISC机器，峰值性能最高可达20 MIPS。Cortex-M3处理器集成了灵活的11通道DMA控制器，支持全部有线通信外设（两个SPI、两个UART和I2C）。片内还集成高达256 kB的非易失性Flash/EE存储器和24 kB SRAM。

模拟子系统由双通道ADC组成，每个ADC均连接到一个灵活的输入多路复用器。两个ADC都可在全差分和单端模式下工作。其他的片内ADC功能包括：双通道可编程激励电流源、诊断电流源和偏置电压产生器AVDD_REG/2(900 mV)，可设置输入通道的共模电压。低端内部接地开关可在两次转换之间关断外部电路（例如桥电路）。模拟输入和外部基准输入提供可选的输入缓冲器。这些缓冲器可针对所有PGA增益设置使能。

ADC内置两个并联滤波器：一个sinc3或sinc4滤波器与一个sinc2滤波器并联。Sinc3或Sinc4滤波器用于精密测量。sinc2滤波器用于快速测量和输入信号的步进变化检测。

该器件集成一个低噪声、低漂移内部带隙基准电压源，但在采用比例式测量配置时可配置成接受一或两个外部基准电压源。片内集成了可缓存外部基准电压输入的选项。片内还有一个单通道缓冲电压输出DAC。

ADuCM362/ADuCM363集成了一系列片内外设，可以根据应用需要通过微控制器软件控制进行配置。这些外设包括2个UART、I2C和双通道SPI串行I/O通信控制器。1个19引脚GPIO端口；2个通用定时器；1个唤醒定时器；和1个系统看门狗定时器。同时提供了一个带6个输出通道的16位PWM控制器。

ADuCM362/ADuCM363专为要求低功耗工作的电池供电应用而设计。微控制器内核可配置为普通工作模式，功耗290 μA/MHz（包括flash/SRAM IDD）。在两个ADC均打开（输入缓冲器关闭）、PGA增益为4、一个SPI端口打开和所有定时器均打开时，系统总电流消耗可以达到1 mA。

ADuCM362/ADuCM363通过直接编程控制可配置为许多低功耗工作模式，包括休眠模式（内部唤醒定时器有效），此时能耗仅为4 μA。在休眠模式下，诸如外部中断或内部唤醒定时器等外设可以唤醒这些器件。该模式可让这些器件在功耗极低的情况下运行，同时仍然响应外部异步或周期事件。

片内出厂固件支持通过串行线接口（2引脚JTAG系统）和UART进行串行在线下载；还支持通过串行线接口进行非介入式仿真。这些特性都集成在一个支持精密模拟微控制器系列的低成本QuickStart™开发系统中。

这些器件采用外部1.8 V至3.6 V电源供电，额定温度范围为−40°C至+125°C工业温度范围。

应用

• 工业自动化和过程控制
• 智能精密检测系统
• 4 mA至20 mA环路供电智能传感器系统
• 医疗设备、病人监护

AD5700/AD5700-1是一种单芯片解决方案，设计用作HART^® FSK半双工调制解调器，符合HART物理层要求。该器件集成所有必要的滤波、信号检测、调制、解调和信号生成功能，因此所需外部元件极少。该器件最大电源功耗为115 μA并采用小型4mm x 4mm外壳设计，因此是低功耗环路供电型应用的优质选择。发射波形为相位连续1200 Hz和2200 Hz正弦波。 AD5700/AD5700-1包含精密载波检测电路并采用标准UART接口。

应用

• 现场发射机
• HART多路复用器
• PLC和DCS模拟I/O模块
• HART网络连接

ADuM1440/ADuM1441/ADuM1442/ADuM1445/ADuM1446/ADuM1447是采用ADI公司iCoupler^®技术的微功耗、4通道数字隔离器。这些隔离器件将高速互补金属氧化物半导体(CMOS)与单芯片空芯变压器技术融为一体，具有优于光耦合器等替代器件的出色性能特征。如数据手册中的图3所示，在标准工作模式下，当EN_x = 0（内部刷新使能）时，每通道电流低于10 µA。当EN_x = 1（内部刷新禁用）时，每通道电流降至1 µA以下。

ADuM1440/ADuM1441/ADuM1442/ADuM1445/ADuM1446/ADuM1447系列四通道2.5 kV数字隔离器件采用16引脚小型QSOP封装和20引脚SSOP封装，与采用宽体SOIC封装的隔离器相比，节省将近70%的电路板空间。

这些器件耐受高隔离电压，满足法定要求，如UL和CSA标准。除了节省空间外，ADuM1440/ADuM1441/ADuM1442/ADuM1445/ADuM1446/ADuM1447还可采用低至2.25 V的电源供电。

除了低功耗，ADuM1440/ADuM1441/ADuM1442/ADuM1445/ADuM1446/ADuM1447的所有型号都具有很低的脉宽失真（小于8 ns）。此外，每款型号均提供输入毛刺滤波器，以防外来噪声干扰。

应用

• 通用低功耗多通道隔离
• 1 MHz、低功耗外设接口(SPI)
• 4 mA至20 mA环路过程控制

AD7124-4是一款适合高精度测量应用的低功耗、低噪声、完整模拟前端。该器件内置一个低噪声24位Σ-Δ型模数转换器(ADC)，可配置来提供4个差分输入或7个单端或伪差分输入。片内低噪声级确保ADC中可直接输入小信号。

AD7124-4的主要优势之一是用户可灵活使用三种集成功率模式。当前的功耗、输出数据速率范围和均方根噪声均可通过所选功率模式进行定制。该器件还提供多个滤波器选项，确保为用户带来更大的灵活性。

当输出数据速率为25 SPS（单周期建立）时，AD7124-4可实现50 Hz和60 Hz同时抑制，且在较低输出数据速率下，可实现超过80 dB的抑制性能。

AD7124-4提供高的信号链集成度。该器件内置一个精密低噪声、低漂移内部带隙基准电压源，也可采用内部缓冲的外部差分基准电压。其他主要集成特性包括可编程低漂移激励电流源、开路测试电流控制和偏置电压发生器，后者可将某一通道的共模电压设置为AV_DD/2。低端功率开关支持用户在两次转换之间关断桥式传感器，确保系统功耗较低。该器件还允许用户采用内部时钟或外部时钟工作。

内置通道序列器可以同时使能多个通道，AD7124-4按顺序在各使能通道上执行转换，简化了与器件的通信。多达16个通道可随时使能；这些通道具有模拟输入或诊断功能（比如电源检查或基准电压源检查）。这一独特的特性允许诊断和转换交替进行。缓冲和基准电压源。 用户可在各通道上分配任何设置。

AD7124-4还支持按通道配置。该器件支持8种配置或设置。每种配置包括增益、滤波器类型、输出数据速率、缓冲和基准电压源。用户可在各通道上分配任何设置。

AD7124-4还集成了丰富的诊断功能，作为全面特性组合的一部分。这些诊断功能包括循环冗余校验(CRC)、信号链检查和串行接口检查，从而提供更强大的解决方案。这些诊断功能可减少执行诊断功能所需的外部元件，从而减少对电路板空间的需求，缩短设计时间并节省成本。根据IEC 61508，典型应用的失效模式影响和诊断分析(FMEDA)表明安全失效比率(SFF)大于90%。

该器件采用2.7 V至3.6 V单模拟电源或1.8 V双电源工作。数字电源范围为1.65 V至3.6 V。器件的额定温度范围为−40°C至+105°C。AD7124-4采用32引脚LFCSP封装或24引脚TSSOP封装。

应用

• 温度测量
• 压力测量
• 工业过程控制
• 仪器仪表
• 智能变送器

AD7124-8是一款适合高精度测量应用的低功耗、低噪声、全集成式模拟前端。AD7124-8 W级通过汽车应用AEC-Q100认证。该器件内置一个低噪声24位Σ-Δ型模数转换器(ADC)，可配置来提供8个差分输入或15个单端或伪差分输入。片内低噪声级确保ADC中可直接输入小信号。

AD7124-8的主要优势之一是用户可灵活使用三种集成功率模式。当前的功耗、输出数据速率范围和有效值噪声均可通过所选功率模式进行定制。该器件还提供多个滤波器选项，确保为用户带来最大的灵活性。

当输出数据速率为25 SPS（单周期建立）时，AD7124-8可实现50 Hz和60 Hz同时抑制，且在较低输出数据速率下，可实现超过80 dB的抑制性能。

AD7124-8提供最高的信号链集成度。该器件内置一个精密低噪声、低漂移内部带隙基准电压源，并接受外部差分基准电压，后者可进行内部缓冲。其他主要集成特性包括可编程低漂移激励电流源、开路测试电流控制和偏置电压发生器，后者可将某一通道的共模电压设置为AV_DD/2。低端功率开关支持用户在两次转换之间关断桥式传感器，确保系统功耗绝对最低。该器件还允许用户采用内部时钟或外部时钟工作。

内置通道序列器可以同时使能多个通道，AD7124-8按顺序在各使能通道上执行转换，简化了与器件的通信。多达16个通道可随时使能，这些通道具有模拟输入或诊断功能（比如电源检查或基准电压源检查）。这一独特的特性允许诊断和转换交替进行。AD7124-8还支持各通道配置。该器件支持8种配置或设置。每种配置包括增益、滤波器类型、输出数据速率、缓冲和基准电压源。用户可在各通道上分配任何设置。

AD7124-8还集成了丰富的诊断功能，作为全面特性组合的一部分。这些诊断功能包括循环冗余校验(CRC)、信号链检查和串行接口检查，从而提供更强大的解决方案。这些诊断功能可减少执行诊断功能所需的外部元件，从而减少对电路板空间的需求，缩短设计时间并节省成本。根据IEC 61508，典型应用的失效模式影响和诊断分析(FMEDA)表明安全失效比率(SFF)大于90%。

该器件采用2.7 V至3.6 V单模拟电源或1.8 V双电源工作。数字电源范围为1.65 V至3.6 V。器件的额定温度范围为−40°C至+125°C。AD7124-8采用32引脚LFCSP封装。

应用

• 温度测量
• 压力测量
• 工业过程控制
• 仪器仪表
• 智能发射器

ADP2360是一款高效率、高输入电压、断续导通模式(DCM)同步降压型DC-DC开关稳压器。它可在宽输入电压范围内（4.5 V至60 V）工作，其源连续输出电流最高可达50 mA，是调整空间受限应用中多种电压源功率的理想选择。ADP2360提供可调输出（0.8 V至VIN）或3.3 V和5.0 V工厂可编程的固定输出电压型号。

ADP2360采用具有可调I_PEAK 控制功能的单脉冲PFM架构，使输入和输出纹波降至最少。ADP2360具有可调IPEAK电流限值，可对应用工作条件的效率进行优化并实现最小的电感兼容型尺寸。

ADP2360还提供一个电源良好(PG)引脚来指示输出电压何时处于良好状态。其它主要特性包括100%占空比工作、精密使能控制、外部软启动控制、欠压闭锁和热关断。

ADP2360无需外部补偿，而针对固定输出电压选项的解决方案至少需要三个外部元件。ADP2360采用3 mm × 3 mm、8引脚LFCSP封装，工作结温范围为−40°C至+125℃。

应用

• 4 mA至20 mA环路供电型系统
• HART调制解调器
• 楼宇自动化
• 分布式电源系统
• 工业控制电源
• 其它高V_IN、低I_OUT 系统

图1所示电路是一款完整的智能工业环路供电现场仪器，提供 4 mA至20 mA模拟输出和可寻址远程传感器高速通道(HART^®) 接口。HART是一种数字双向通信，可在4 mA至20 mA模拟 电流信号之上调制一个1 mA峰峰值频移键控(FSK)信号。它可实现众多功能，例如远程校准、故障查询和过程变量传 输；这些功能在诸如温度和压力控制等应用中是必须的。

该电路已通过兼容性测试和验证，并通过了HART通信基 金会(HCF)的注册。这一成功注册可让电路设计人员极其 放心地使用电路中的一个或全部元件。

该电路使用了超低功耗精密模拟微控制器 ADuCM360、4mA 至20 mA 16位环路供电数模转换器(DAC) AD5421，以及业界 功耗最低、尺寸最小的HART兼容型IC调制解调器 AD5700。

该电路提供一款完整的、完全隔离、模拟输出通道，适合需要标准4mA至20 mA HART^®1-兼容型电流输出和单极性/双极性输出电压范围的可编程逻辑控制器(PLC)和分布式控制系统(DCS)模块。它为通道间隔离PLC/DCS输出模块或其他所有需要完全隔离式模拟输出的工业应用提供了灵活的构建块。电路在模拟输出端还提供了外部保护功能。

AD5422 16位数模转换器(DAC)可通过软件配置，提供全部必须的电流和电压输出。

AD5700-1是业界功耗最低、尺寸最小的HART兼容型IC调制解调器，与AD5422配合使用，组成完整的HART兼容型4 mA至20 mA解决方案。AD5700-1集成内部精密振荡器，可额外节省空间，尤其在通道间隔离应用中。PLC/DCS解决方案必须与本地系统控制器隔离，使之免受接地环路影响，同时确保不受外部事件影响。传统解决方案利用分立IC提供电源和数字隔离。当需要多通道隔离时，分立电源解决方案的成本和空间会变成一个大大的缺点。基于光隔离器的解决方案通常具有合理的输出调节，但需要额外的外部元件，因而会使电路板面积增大。电源模块常常体积庞大，而且输出调节可能不佳。图1中的电路使用ADuM347x 系列隔离器和电源调节电路，以及相应的反馈隔离。使用外部变压器将功率传输到隔离栅的另一端。

ADuM3482为 AD5700-1提供UART信号隔离。

ADP2441, 是36 V降压DC-DC稳压器，采用工业标准24 V电源，具有宽输入电压容差。它可将电压降为5 V，为所有控制器侧电路供电。该电路还在24 V电源端集成了标准外部保护，同时还可提供+36 V至−28 V的直流过压保护。

¹ HART is a registered trademark of the HART Communication Foundation.

图1所示电路将AD5755-1 (四通道电压和电流输出DAC，带动态功率控制)和 AD5700-1 HART调制解调器结合了起来，结果打造出一种完全隔离式多路复用HART^®1模拟输出解决方案。电源既可由板载变压器隔离电路提供(±13 V和+5.2 V输出，依负载电流而定)，也可由连接到端子板的外部电源提供。该电路适合可编程逻辑控制器(PLC)和分布式控制系统(DCS)模块，这些模块要求多个HART兼容型4 mA至20 mA电流输出及单极性或双极性电压输出。同时还包括外部瞬变保护电路，这对恶劣工业环境中的应用极其重要。

AD5755-1 DAC可通过软件配置，允许用户轻松编程输出范围及用于动态电源控制所需要的DC-DC转换器设置。通过该DAC可以访问所有内部控制寄存器，包括压摆率控制寄存器，该寄存器对采用HART通信协议的应用至关重要。

AD5700-1是业内功耗低、尺寸小的HART兼容型IC调制解调器。它充当一款HART频移键控(FSK)半双工调制解调器，集成所有必要的信号检测、调制、解调和信号发生功能。内置一个精度为0.5%的内部振荡器，从而降低了电路板空间要求和成本。AD5700-1采用标准的UART接口。

数字隔离以基于ADI公司iCoupler^®技术的四通道和双通道ADuM3481/ADuM3210 数字隔离器元件实现。iCoupler技术的使用降低了基于光隔离器的解决方案通中额外外部元件的需求。外部变压器用于将功率传输到隔离栅的另一端。

ADG759 在四个模拟输出通道上提供了多路复用功能，由此可实现HART通信。它根据2位二进制地址线A0和A1所确定的地址，将4路差分输入之一切换至公共差分输出。禁用时，所有通道均关断。提供旁路链路，以便能灵活地绕开多路复用器。

¹ HART是HART通信基金会的注册商标。

图1所示电路是一种隔离式智能工业现场仪表，可与许多类型的模拟传感器，如温度传感器(Pt100、Pt1000、热电偶)或桥式压力传感器等接口。该仪表通过4 mA至20 mA模拟输出和可寻址远程传感器高速通道(HART^®)接口进行通信。HART是一种数字双向通信，可在标准4 mA至20 mA模拟电流信号之上调制一个1 mA峰峰值频移键控(FSK)信号。HART接口可实现众多功能，例如远程校准、故障查询和过程变量传输；这些功能在诸如温度和压力控制等应用中是必须的。

该电路采用超低功耗、精密、24位-型模数转换器(ADC)AD7124-4，其包括温度和压力系统所需的全部特性。该电 路还包括16位4 mA至20 mA环路供电数模转换器(DAC)AD5421， 业界功耗较低且尺寸较小的HART兼容型IC调制解调器AD5700，提供超低功耗串行外设接口(SPI)隔离的 ADuM1441，CMOS开关ADG5433以及位于隔离功率电路中的低功耗3.3 V稳压器ADP162。

图1所示电路使用业界功耗较低且尺寸的HART^®1兼容型IC调制解调器AD5700和16位电流输出和电压输出DAC AD5422，构成完整的HART兼容型4 mA至20 mA解决方案。该电路中采用OP184，使得I_OUT和V_OUT引脚能够短接在一起，从而减少可编程逻辑控制(PLC)模块应用中所需的螺丝连接数量。为了进一步节省空间，AD5700-1提供了精度为0.5%的内部振荡器。

应用笔记 AN-1065 描述了为符合HART通信标准而对AD5420 I_OUT DAC进行配置的方式。AN-1065概述了AD5700HART调制解调器输出如何进行衰减并通过CAP2引脚交流耦合至AD5420。AD5422也是如此。然而，如果应用中涉及特别恶劣的环境，则可采用一种电源抑制特性更加的替代电路配置。这种替代电路要求使用外部R_SET电阻，并涉及到将HART信号耦合至AD5420或AD5422的R_SET引脚。CN-0270描述了AD5420的这种解决方案，通常是在线路供电的发射器应用中。目前的电路笔记与AD5422相关；与AD5420不同，该器件提供电压和电流输出引脚，因此特别适合PLC/分布式控制系统(DCS)应用。AD5422提供40引脚LFCS和24引脚TSSOP封装，这点与电路特性的相关性将在“电路描述”部分加以介绍。

该电路符合由HART通信基金会定义的HART物理层规范，例如静默期间输出噪声和模拟变化率规格。

多年来，过程控制仪器仪表中一直使用4 mA至20 mA通信。此通信方式稳定可靠，对长距离通信中的环境干扰具有高抗扰度。不过，其限制是每次只能进行一个过程变量的单向通信。

可寻址远程传感器高速通道(HART)标准的开发实现了高性能的双向数字通信，同时支持传统仪器仪表设备所使用的4 mA至20 mA模拟信号。它衍生出各种特性，例如远程校准、故障查询和额外过程变量的传输。简言之，HART是一种数字双向通信，可在4 mA至20 mA模拟电流信号之上调制一个1 mA峰峰值频移键控(FSK)信号。