可编程逻辑控制器 (PLC) 和分布式控制系统 (DCS)

AD5758是一款单通道、电压和电流输出数模转换器(DAC)，采用AVSS −33 V（最小值）至AV_DD1 +33 V（最大值）电源供电，两个供电轨之间的最大工作电压为60 V。片内动态功率控制(DPC)利用一个针对最小片内功耗而优化的降压型DC-DC转换器，在5 V至27 V范围内将输出驱动器电路的电源电压(V_DPC+)调节至VI_OUT，使封装功耗较小。CHART引脚可将HART^®信号耦合到电流输出上。

该器件采用多功能四线式串行外设接口(SPI)，能够以最高50 MHz的时钟速率工作，并与标准SPI、QSPI™、MICROWIRE™、DSP和微控制器接口标准兼容。该接口还具有可选SPI循环冗余校验(CRC)和看门狗定时器(WDT)。与前款产品相比，AD5758改善了诊断功能，如输出电流监控和集成12位诊断模数转换器(ADC)。通过在VI_OUT、+V_SENSE和−V_SENSE引脚上集成故障保护开关，提供额外的鲁棒性。

产品聚焦

1. DPC，使用集成降压DC-DC转换器进行热管理，在更小尺寸的模块外壳中实现更高的通道数。
2. 一系列诊断功能，包括集成 ADC。
3. 高度稳健，具有针对接线错误事件的输出保护 (±38 V)。
4. HART兼容性。

应用

• 过程控制
• 执行器控制
• 通道隔离模拟输出
• 可编程逻辑控制器(PLC)和分布式控制系统(DCS)应用
• HART 网络连接

ADP1031 是一款高性能隔离式微功耗管理单元 (PMU)，它将隔离式反激直流/直流稳压器、反相直流/直流稳压器和降压直流/直流稳压器结合在一起，提供三个隔离的电源轨。此外，ADP1031 包含四个高速串行外设接口 (SPI) 隔离通道和三个通用隔离器，适用于需要低功耗和小解决方案尺寸的通道对通道隔离应用。

ADP1031 适合在 +4.5 V 至 +60 V 的输入电压范围内运行，它可为 V_OUT1 生成 +6 V 至 +28 V（可调版本）或 +21 V 和 +24 V（固定版本）的隔离输出电压，为 V_OUT2 生成 +5.15 V、+5.0 V 或 +3.3 V 的工厂可编程电压，并可为 V_OUT3 生成 −24 V 至 −5 V 的可调输出电压。

默认情况下，ADP1031 反激稳压器在 250 kHz 的开关频率下运行，而降压和反相稳压器在 125 kHz 的频率下运行。所有三个稳压器均相互相移以降低电磁干扰 (EMI)。ADP1031 可以在 350 kHz 至 750 kHz 的频率范围内由外部振荡器驱动以便于在敏感应用中进行噪声过滤。

ADP1031 中集成的数字隔离器使用 ADI 公司的 iCoupler^® 芯片级变压器技术，已针对低功耗和低辐射发射进行优化。

ADP1031 采用 9 mm × 7 mm 41 引脚 LFCSP 封装，适合在 −40°C 至 +125°C 的结温范围内运行。

应用

• 工业自动化和过程控制
• 仪器仪表和数据采集系统
• 数据和电源隔离

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

fido5100和fido5200（REM交换机芯片）是可编程IEEE 802.3 10 Mbps/100 Mbps以太网互联网协议第6版(IPv6)和互联网协议第4版(IPv4)交换机芯片，支持几乎任何第2层或第3层协议。交换机芯片通过从主机处理器下载的固件进行定制，以支持所需的协议。

固件包含在实时以太网多协议(REM)交换机芯片驱动程序中，并在上电时下载。REM交换机芯片可以在不到4 ms的时间内为网络数据操作准备就绪，支持快速启动和快速连接类型的网络功能。REM交换器件具有与本数据手册中定义的相同的信号分配。

fido5100支持以下协议：PROFINET实时(RT)和等时实时(IRT)、有和无器件级环(DLR)的EtherNet/IP、Modbus TCP及POWERLINK。

fido5200支持以下协议：EtherCAT和fido5100支持的所有协议。

REM交换机芯片旨在配合主机处理器使用。网络操作通过REM交换机芯片驱动程序中提供的功能和服务处理。主机处理器可以实现任何协议栈，只需将其与REM交换机芯片驱动程序集成。应用实例如数据手册中的图11所示。

REM交换机芯片采用144引脚芯片级球栅阵列(CSP_BGA)封装。

应用

• 工业自动化
  • 过程控制
  • 托管以太网交换机芯片

fido5100和fido5200（REM交换机芯片）是可编程IEEE 802.3 10 Mbps/100 Mbps以太网互联网协议第6版(IPv6)和互联网协议第4版(IPv4)交换机芯片，支持几乎任何第2层或第3层协议。交换机芯片通过从主机处理器下载的固件进行定制，以支持所需的协议

固件包含在实时以太网多协议(REM)交换机芯片驱动程序中，并在上电时下载。REM交换机芯片可以在不到4 ms的时间内为网络数据操作准备就绪，支持快速启动和快速连接类型的网络功能。REM交换器件具有与本数据手册中定义的相同的信号分配。

fido5100支持以下协议：PROFINET实时(RT)和等时实时(IRT)、有和无器件级环(DLR)的EtherNet/IP、Modbus TCP及POWERLINK。

fido5200支持以下协议：EtherCAT和fido5100支持的所有协议。

REM交换机芯片旨在配合主机处理器使用。网络操作通过REM交换机芯片驱动程序中提供的功能和服务处理。主机处理器可以实现任何协议栈，只需将其与REM交换机芯片驱动程序集成。应用实例如数据手册中的图11所示。

REM交换机芯片采用144引脚芯片级球栅阵列(CSP_BGA)封装。

应用

• 工业自动化
  • 过程控制
  • 托管以太网交换机芯片

图1所示电路是一种仅使用两个模拟器件的全功能、灵活、可编程的模拟输出解决方案，它满足可编程逻辑控制器(PLC)和分布式控制系统(DCS)应用的大部分要求。 AD5660-1 是一款低功耗(2.8 mW @ 5 V)、轨到轨输出、16位nanoDAC^®， AD5750-1是一款工业用电流/电压输出驱动器，二者相结合可提供所有典型的电流和电压输出范围、16位分辨率且无失码、0.05%的线性度以及小于0.1%的输出误差。该电路还具有一些支持工业应用的重要特性，如片内输出故障检测、用于防止分组错误(PEC)的CRC校验以及灵活的上电选项等，非常适合构建鲁棒的工业控制系统。在大批量生产中，它无需外部精密电阻或校准程序就能保持一致的性能，因而是PLC或DCS模块的理想选择。

图1所示电路是一个完整的模拟前端，它利用一个16位差分输入PulSAR^® ADC对±10 V工业级信号进行数字转换。该电路仅利用两个模拟器件，来提供一路具有高共模抑制(CMR)性能的高阻抗仪表放大器输入、电平转换、衰减和差分转换功能。由于具有高集成度，该电路可节省印刷电路板空间，为常见的工业应用提供高性价比解决方案。

在过程控制和工业自动化系统中，典型的信号电平最高可达±10 V。而来自热电偶和称重传感器等传感器的信号输入则较小，因此常常会遇到大共模电压摆幅，这就需要灵活的模拟输入，它能以高共模抑制性能处理大小差分信号，同时具有高阻抗输入。

用现代低压ADC处理工业级信号时，必须进行衰减和电平转换。此外，全差分输入ADC具有以下优势：良好的共模抑制性能，更少的二阶失真产物，以及简化的直流调整算法。因此，工业信号需要经过进一步调理才能与差分输入ADC正确接口。

图1所示电路是一个完整且具有高集成度的模拟前端工业级信号调理器，仅使用两个有源器件来驱动差分输入16位PulSAR ADC AD7687 ：精密仪表放大器（片内集成两个辅助运算放大器）AD8295 和电平转换器/ADC驱动器AD8275 。低噪声2.5V XFET^®基准电压源 ADR431 为ADC提供基准电压。

AD8295是一款精密仪表放大器，片内集成两个非专用信号处理放大器和两个精密匹配的20 kΩ电阻，采用4 mm × 4 mm封装。

AD8275是一款G = 0.2差动放大器，可以用来衰减±10 V工业信号，衰减后的信号可以与单电源低压ADC轻松接口。AD8275在该电路中执行衰减和电平转换功能，可以保持良好的CMR，无需任何外部元件。

AD7687是一款16位逐次逼近型ADC，采用2.3 V至5.5 V的单电源供电。它采用差分输入，具有良好的CMR，并且能够简化SAR ADC的使用。

图1所示电路是只采用了三个有源器件的完全隔离式12位、300 kSPS RTD温度测量系统。该系统可处理Pt100 RTD输出，集成创新电路，通过标准三线式连接实现引线补偿。该电路采用3.3 V单电源供电。室温校准后，在±10°C温度变化范围内的总误差不超过±0.24% FSR，是各种工业温度测量应用的理想之选。

对于精度、成本和尺寸极为关键的温度测量应用，该电路的小巧尺寸使得该组合成为业界较领先的温度测量解决方案。数据和电源相互隔离，因而该电路具有出色的高电压耐受性，同时还能有效避免恶劣工业环境下常见的接地环路干扰问题。

这款实现三线式RTD引线补偿的创新电路，由保加利亚瓦尔纳技术大学电子工程和微电子系副教授Hristo Ivanov Gigov博士以及工程师和博士生Stanimir Krasimirov Stankov开发。

图1中的电路可为基于数模转换器的4 mA至20 mA输出电路提供独特的节能解决方案。为了能对10 Ω和1000 Ω之间的典型阻性负载提供足够的裕量，传统的4 mA至20 mA输出驱动器级必须至少能在20 V(加上一些额外裕量)的电压下工作，以便提供足够的电压，驱动高数值的阻性负载。然而，对于低数值的阻性负载，固定的高电源电压值会导致极高的内部功耗，不仅影响DAC精度，更需采用额外的散热手段。

四通道、16位DAC AD5755集成4个独立的高效内部DC-DC转换器，能够根据4 mA至20 mA驱动器的实际输出电压检测值，以动态可调节的升压驱动4个输出级。无论负载电阻多大，升压电路都可在输出级保持数伏的裕量；对于输入10 Omega;负载的24 mA输出电流而言，可降低大约4倍的最大内部功耗。

内部DC-DC转换器需要一个外部5 V电源供电，当DAC以满量程压摆率输出时，转换器将消耗大量电流。基于ADP2300的高效率外部DC-DC转换器电路采用15 V电源驱动，并提供5V电压输出。ADP2300具有针对高达800 mA大电流阶跃的出色瞬态响应性能，可确保升压转换器的正常工作，而无需使用5 V独立电源。

整个电路采用±15 V电源供电，允许DAC提供范围涵盖工业信号电平的最高±10 V电压输出以及4 mA至20 mA的电流输出。本器件组合是一款低成本、高能效解决方案，较大程度减少了所需的外部器件数目，并保证各种负载条件下的16位性能。

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所示电路提供16位全隔离±10 V和4 mA至20 mA输出，适合可编程逻辑控制器(PLC)和分布式控制系统(DCS)。

该电路采用数字隔离、PWM控制型电源调节电路和相关的反馈隔离。外部变压器能使电能跨越隔离栅传输，同时整个电路采用初级端的+5 V单电源工作。该解决方案优于隔离式电源模块——电源模块通常体积庞大，而且输出调节可能不佳。

数字隔离器比光隔离器性能更佳，尤其是需要多通道隔离的场合。集成式设计将电路与本地系统控制器相隔离，以防形成接地环路，同时确保不受恶劣的工业环境经常会遇到的外部事件影响。

图1所示电路使用 AD5700 (业界功耗较低、尺寸较小的HART¹兼容型IC调制解调器) 以及AD5420 (一款16位电流输出DAC)，形成完整的HART兼容型4 mA至20 mA解决方案，这在环路供电变送器的应用中非常常见。

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。

该电路符合由HART通信基金会定义的HART物理层规范，例如模拟变化率和静默期间噪声规格。

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系统，其在4 mA至20 mA模拟电流信号之上调制一个1 mA p-p频移键控(FSK)信号。

图1所示电路是一种仅使用两个模拟器件的多通道、灵活的模拟输出解决方案，它满足多通道I/O卡、可编程逻辑控制器(PLC)和分布式控制系统(DCS)应用的大部分要求。具有轨到轨缓冲输出的四通道、16位nanoDAC+ AD5686R 配合四个工业电流/电压输出驱动器 AD5750-2 使用，可提供所有典型的电流和电压范围的输出，其具有16位分辨率且无失码、0.05%的线性度以及小于0.1%的输出误差。

AD5686R集成了一个具有高驱动能力（最高±5 mA）、超低漂移（2 ppm/°C，典型值）的2.5 V基准电压源，能够同时为AD5686R和AD5750-2提供基准电压，确保电路的低噪声、高精度、低温漂。

ADuM1301 和 ADuM5400 对电源和模拟信号链与主控制器之间的所有必要信号提供2500 V rms隔离。

对于需要4个以上通道的多通道I/O卡应用，多个AD5686R可以菊花链形式连接，且不需要额外的外部数字I/O电路。这样使成本降到较低限度，特别是对于高通道数隔离应用。

该电路还具有一些针对工业应用的关键特性，如片内输出故障检测、通过CRC执行分组差错检验(PEC)、灵活的上电选项和ESD保护（AD5686R为4 kV，人体模型，AD5750-2为3 kV，人体模型），非常适合构建鲁棒工业控制系统。在大批量生产中，它无需外部精密电阻或校准程序就能保持一致的性能，因而是PLC或DCS模块的理想选择。

图1所示电路是一款灵活的电流发送器，可将压力传感器 的差分电压输出转换为4 mA至20 mA电流输出。

该电路针对各种桥式电压或电流驱动型压力传感器而优 化，仅使用了5个有源器件，总不可调整误差低于1%。电 源范围为7 V至36 V，具体取决于元件和传感器驱动器配置。

该电路的输入具有ESD保护功能，并且可提供高于供电轨 的电压保护，是工业应用的理想选择。

图1所示电路是一款完整的隔离式4通道温度测量电路，针 对性能、输入灵活性、稳定性以及低成本而优化。它支持 所有类型的热电偶(带冷结补偿)，以及电阻高达4 kΩ 的任意 类型RTD(电阻温度检测器，双线式、三线式或四线式连接 配置)。

RTD激励电流可针对最佳噪声和线性度性能编程。

RTD测量精度达到0.1°C(典型值)，K类热电偶测量精度达 0.05°C(典型值)，这是因为将16位数字温度传感器ADT7310用于冷结补偿。该电路采用4通道、24位、∑-△型ADCAD7193，该器件片内集成PGA，具有高精度和低噪声特性。

由低漏电瞬变电压抑制器(TVS)和肖特基二极管提供输入 瞬变和过压保护。SPI兼容型数字输入和输出均隔离(2500 V rms)，且电路采用全隔离式电源供电。

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。

图1所示电路是只采用了三个有源器件的完全隔离式12位、300 kSPS数据采集系统。

该系统采用3.3 V单电源供电，可处理±10 V输入信号。室温校准后，在±10°C温度变化范围内的总误差不超过±0.1% FSR，是各种工业测量应用的理想之选。

该电路的小巧尺寸使得该组合成为业界较领先的数据采集系统解决方案，在这种系统中精度、速度、成本和尺寸极为关键。数据和电源相互隔离，因而该电路具有出色的高电压耐受性，同时还能有效避免恶劣工业环境下常见的接地环路干扰问题。

图1所示电路是一款完整的单电源16位缓冲电压输出DAC，它利用一个CMOS DAC和一个无交越失真的创新放大器将积分和微分非线性误差保持在±1 LSB。

大多数轨到轨运算放大器都有交越非线性误差，其在16位系统中可能高达4到5个LSB，而本电路消除了这一误差。

这款业界较领先的解决方案非常适合需要紧凑型、单电源、低成本、高线性度16位缓冲电压源的工业过程控制和仪器仪表应用。

采用6 V单电源供电时，三个有源器件的总功耗典型值小于25 mW。

图1所示电路是只采用了三个有源器件的完全隔离式12位、300 kSPS数据采集系统。

该系统采用3.3 V单电源供电，可处理4 mA至20 mA的输入信号。室温校准后在±10°C温度变化范围内的总误差为±0.06% FSR，是各种工业测量应用的理想之选。

该电路尺寸小巧使得该组合成为4 mA至20 mA数据采集系统解决方案，在这种系统中精度、速度、成本和尺寸极为关键。数据和电源相互隔离，因而该电路具有出色的高电压耐受性，同时还能有效免疫恶劣工业环境下常见的接地环路干扰问题.

图1所示电路提供了一个完整的全隔离、高灵活性的四通道模拟输入系统，适用于需要多电压输入、HART兼容、4 mA至20 mA电流输入等要求的可编程逻辑控制器(PLCs)和分布式控制系统(DCS)。

此模拟输入电路是为分组隔离的工业模拟输入而设计，可支持的电压和电流输入范围包括±5 V、±10 V、0 V至+5 V、0 V至+10 V、+4 mA至20 mA和0 mA至+20 mA。

该电路由标准的24 V总线供电，并产生一个隔离的5 V系统供电电压。

在电力线路测量和保护系统中，需要对多相输配电网络的大量电流和电压通道进行同步采样。这些应用中，通道数量从6个到64个以上不等。AD7606 8通道数据采集系统(DAS)集成16位双极性同步采样SAR ADC和片内过压保护功能，可大大简化信号调理电路，并减少器件数量、电路板面积和测量保护板的成本。高集成度使得每个AD7606只需9个低值陶瓷去耦电容就能工作。

在测量和保护系统中，为了保持多相电力线网络的电流和电压通道之间的相位信息，必须具备同步采样能力。AD7606具有宽动态范围，是捕获欠压/欠流和过压/过流状况的理想器件。输入电压范围可以通过引脚编程设置为±5 V或±10 V。

此电路笔记详细介绍针对采用多个AD7606器件应用而推荐的印刷电路板(PCB)布局。该布局在通道间匹配和器件间匹配方面进行了优化，有助于简化高通道数系统的校准程序。当通道间匹配非常重要时，此电路可以使用2.5 V内部基准电压源AD7606；而对于要求出色绝对精度的高通道数应用，此电路可以使用外部精密基准电压源ADR421，它具有高精度（B级：最大值±1 mV）、低漂移（B级：最大值3 ppm/°C）、低噪声（典型值1.75 μV p-p，0.1 Hz至10 Hz）等特性。低噪声及出色的稳定性和精度特性使得ADR421非常适合高精度转换应用。这两个器件相结合，能够实现业界罕有的集成度、通道密度和精度。

具有宽动态范围的数据采集系统常常需要某种方法来调整模数转换器(ADC)的输入信号电平。为使ADC发挥优质性能，最大输入信号应与其满量程电压匹配。这可以通过一个可编程增益放大器电路来实现。

本电路利用一个四通道单刀单掷开关(ADG1611)和一个电阻可编程仪表放大器(AD620)提供可编程增益功能。

四个单刀单掷开关与四个精密电阻相连，利用这些开关便可控制外部增益设置电阻值 R_G，从而设置增益值。

在本应用中，低开关导通电阻至关重要，ADG1611具有业界最低的导通电阻 R_ON （典型值1 Ω），并且提供最小的16引脚、4 mm × 4 mm LFCSP封装。

本电路采用业界标准低成本AD620和四通道开关ADG1611组合，可实现无与伦比的性能，并提供可编程增益特性以及精密仪表放大器的所有优势。

利用电压输出DAC实现真正的16位性能不仅要求选择适当的DAC，而且要求选择适当的配套支持器件。针对精密16数模转换应用，本电路使用AD5542A/AD5541A电压输出DAC、ADR421基准电压源以及用作基准电压缓冲的AD8675 超低失调运算放大器，提供了一款低风险解决方案。

基准电压缓冲对于设计至关重要，因为DAC基准输入的输入阻抗与码高度相关，如果DAC基准电压源未经充分缓冲，将导致线性误差。开环增益高达120 dB的AD8675已经过验证和测试，符合本电路应用关于建立时间、失调电压和低阻抗驱动能力的要求。

需要时，精密、低失调OP1177 可以用作可选的输出缓冲器。

这一器件组合可以提供业界较领先的16位分辨率、±1 LSB积分非线性(INL)和±1 LSB微分非线性(DNL)，可以确保单调性，并且具有低功耗、小PCB和高性价比等特性。

图1所示电路是一个基于24位Σ-Δ型ADC AD7793 的完整热电偶系统。AD7793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，内置PGA、基准电压源、时钟和激励电流，从而大大简化了热电偶系统设计。系统峰峰值噪声约为0.02°C。

AD7793的最大功耗仅500 μA，因而适合低功耗应用，例如整个发送器的功耗必须低于4 mA的智能发送器等。AD7793还具有关断选项。在这种模式下，整个ADC及其辅助功能均关断，器件的最大功耗降至1 μA。

AD7793提供一种集成式热电偶解决方案，可以直接与热电偶接口。冷结补偿由一个热敏电阻和一个精密电阻提供。该电路只需要这些外部元件来执行冷结测量，以及一些简单的R-C滤波器来满足电磁兼容性(EMC)要求。

大多数系统中，需要在性能与低功耗之间进行权衡。本电路设计的重点是考察部分权衡因素，同时在16位、100 kSPS数据采集系统中实现低功耗（8 mW，典型值）和高性能。

本电路使用 AD7988-1低功耗(350 μA) PulSAR^®模数转换器(ADC)，该器件直接从ADA4841-1 高性能、低电压、低功耗运算放大器驱动。选择该放大器是因为它具有极佳的动态性能，可采用单电源电压供电且提供轨到轨输出。此外，输入共模电压范围包括负供电轨。

AD7988-1 ADC需要2.4 V至5.1 V间的外部基准电压。本应用中，选择的基准电压是ADR4525 精密2.5 V基准电压源。

图1所示电路是一种灵活的信号调理电路，用于处理宽动态范围(从几mV p-p到20 V p-p)的信号。该电路利用高分辨率模数转换器(ADC)的内部可编程增益放大器(PGA)来提供必要的调理和电平转换并实现动态范围。

在过程控制和工业自动化应用中，±10 V满量程信号非常常见；然而，有些情况下，信号可能小到只有几mV。用现代低压ADC处理±10 V信号时，必须进行衰减和电平转换。但是，对小信号而言，需要放大才能利用ADC的动态范围。因此，在输入信号的变化范围较大时，需要使用带可编程增益功能的电路。

此外，小信号可能具有较大的共模电压摆幅；因此需要较高的共模抑制(CMR)性能。在某些源阻抗较大的应用中，模拟前端输入电路也需要具有高阻抗。

图1所示电路解决了所有这些难题，并提供了可编程增益、高CMR和高输入阻抗。输入信号经过4通道ADG1409 多路复用器进入 AD8226低成本、宽输入范围仪表放大器。AD8226低成本、宽输入范围仪表放大器。AD8226提供高达80dB的高共模抑制(CMR)和非常高的输入阻抗(差模800ΩM和共模400ΩM)。宽输入范围和轨到轨输出使得AD8226可以充分利用供电轨。

AD8475是一款全差分衰减放大器，集成精密增益电阻，可提供精密衰减(G=0.4或G=0.8)、共模电平转换及单端差分转换功能。AD8475是一种易于使用、完全集成的精密增益模块，采用单电源供电时，最高可处理±10 V的信号电平。因此，AD8475适用于衰减来自AD8226且最高20Vp-p的信号，同时维持高CMR性能并提供差分输出来驱动差分输入ADC。

AD7192是一款内置PGA的24位Σ-Δ型ADC。片内低噪声增益级(G = 1、8、16、32、64或128)意味着可直接向该ADC输入小信号。

结合上述器件，对幅度会变化的信号而言，该电路可以提供非常好的性能且易于配置。该电路适合工业自动化、过程控制、仪器仪表和医疗设备应用。

图1所示电路提供精密、16位、±2.5 V低漂移双极性电压输出，采用+10 V至+15 V单电源供电。 AD5668 8通道denseDAC的单极性电压输出由AD8638 自稳零型运算放大器放大并进行电平转换。AD8638的最大漂移贡献仅为0.06 ppm/°C。外部基准电压源REF192确保最大漂移为5 ppm/°C(E级)，并为AD8638电平增益和转换电路提供低阻抗伪地电压。

该电路针对采用单个+12 V供电轨的系统中经常出现的一个问题提供了高效解决方案。合适的印刷电路板(PCB)布局和接地技术可确保ADP2300 开关稳压器不会降低电路的整体性能。

图1所示电路是一个4 mA至20 mA电流环路发送器，用于过程控制系统与其执行器之间的通信。除具有高性价比外，此电路还是业界功耗较低的解决方案。4 mA至20 mA电流环路广泛用于采用数字或模拟输入输出的可编程逻辑控制器(PLC)和分布式控制系统(DCS)。电流环路接口之所以颇受青睐，是因为它能以高性价比方式进行长距离抗扰数据传输。低功耗双通道运算放大器AD8657 、DAC AD5621和基准电压源ADR125 的组合，可以为微控制器和数字隔离器等更高功耗器件提供更多功耗预算。此电路输出电流为0 mA至20 mA。4 mA至20 mA范围一般对应表示DAC或微控制器的输入控制范围，0 mA至4 mA的输出电流范围则常用于诊断故障条件。

12位、5 V AD5621需要75 μA的电源电流（典型值）。AD8657是一款轨到轨输入/输出双通道运算放大器，而且是目前业界功耗较低的放大器之一（在整个电源电压和输入共模范围内，其耗电流为22 μA），工作电压最高可达18 V。ADR125是精密微功耗5 V带隙基准电压源，仅需要95 μA电源电流。这三个器件总共消耗192 μA的电源电流（典型值）。

对于要求宽动态范围的低成本、高通道数应用，片内集成14位SAR ADC的8通道集成数据采集系统(DAS) AD7607 可以用来有效实现超过80 dB的动态范围。

DAS的典型应用是电力线测量和保护设备，其中必须对多相输配电网络的大量电流和电压通道进行同时采样。

许多低压电力线测量和保护系统不需要全部的16位ADC分辨率（例如AD7606 DAS所提供的分辨率），但仍然需要80 dB以上的动态范围，以便捕捉欠压/欠流和过压/过流条件。此外还需要同步采样能力，以便保持多相电力线的电流和电压通道之间的相位信息。

AD7607是集成14位、双极性输入、同步采样SAR ADC的8通道DAS，具有84 dB的信噪比(SNR)，可满足这类低压保护和测量系统的要求。图1所示电路还使用一个外部精密、低温漂、低噪声基准电压源ADR421 ，支持要求绝对精度性能的高通道数应用。

图1所示电路提供18位可编程电压，其输出范围为−10 V至+10 V ，同时积分非线性为±0.5 LSB、微分非线性为±0.5 LSB，并且具有低噪声特性。

该电路的数字输入采用串行输入，并与标准SPI、QSPI、MICROWIRE^®和DSP接口标准兼容。对于高精度应用，通过结合使用AD5781、ADR445 和 AD8676 等精密器件，该电路可以提供高精度和低噪声性能。

基准电压缓冲对于设计至关重要，因为DAC基准输入的输入阻抗与码高度相关，如果DAC基准电压源未经充分缓冲，将导致线性误差。AD8676开环增益高达120 dB，经过验证和测试，符合本电路应用关于建立时间、失调电压和低阻抗驱动能力的要求。而AD5781经过表征和工厂校准，可使用双通道运算放大器AD8676对其电压基准输入进行缓冲，从而进一步增强配套器件的可靠性。

这一器件组合可以提供业界较领先的18位分辨率、±0.5 LSB积分非线性(INL)和±0.5 LSB微分非线性(DNL)，可以确保单调性，并且具有低功耗、小尺寸PCB和高性价比等特性。

图1所示电路是一个灵活的信号调理模块，具有低噪声、相对较高的增益以及在不影响性能的前提下根据输入电平变化动态改变增益的能力，同时仍维持宽动态范围。现有Σ-Δ技术可以提供许多应用所需的动态范围，但代价是低更新速率。本电路提供了一种替代方法，将16位、2.5 MSPS PulSAR^®逐次逼近型ADC AD7985与自动调节量程 iCMOS^®可编程增益仪表放大器(PGA) AD8253前端结合使用。由于增益根据模拟输入值自动变化，该器件使用过采样和数字处理将系统动态范围增加至125 dB以上。

图1所示电路使用ADM3485E 收发器，是经过验证并测试的 电磁兼容性(EMC)解决方案，可为使用广泛的RS-485通信端口提供三重保护。每个解决方案都经过测试和特性表 征，确保收发器和保护电路元件之间的动态交互能够协同 工作，保护它们免遭静电放电(ESD)、电快速瞬变脉冲群 (EFT)和电涌的破坏——分别由IEC 61000-4-2、IEC 61000-4-4 和IEC 61000-4-5标准定义。本电路使用ADM3485E提供经过 验证的RS-485接口ESD、EFT和电涌(常见于恶劣工作环境) 保护。

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。

图1所示电路是一个16位、超稳定、低噪声、精密、双极 性、±10 V电压源，仅需搭配最少数量的精密外部元件。

AD5760电压输出DAC(B级)的积分非线性(INL)最大值为 ±0.5 LSB，差分非线性(DNL)最大值为±0.5 LSB。

完整系统具有低于0.1 LSB的峰峰值噪声和漂移，以100秒时 间间隔进行测量。该电路适用于医疗仪器、测试和测量， 以及需要精密低漂移电压源的工业控制应用中。

图1所示电路提供两个16位全隔离式通用模拟输入通道，适用于可编程逻辑控制器(PLC)和分布式控制系统(DCS)模块。两个通道均支持软件编程，以及多种电压、电流范围和热电耦、RTD类型，具体如图1所示。输入通道提供±30 V直流过压条件保护。

演示板含有两个不同的全隔离式通用输入通道，一个带4引脚端子板(CH2)，一个带6引脚端子板(CH1)。对于4引脚端子板(CH2)，电压、电流、热电偶和RTD输入全部共用相同的4个端子，从而更大限度地减少了所需端子引脚的数量。对于6引脚端子板通道(CH1)，电压和电流输入共用一组3个端子，热电偶和RTD输入共用另一组3个端子；这需要更多端子，但其器件数量较少，元件成本也较低。图2所示为PCB照片，图3所示为电路的详细原理图。

图1中的电路是超低功耗数据采集系统，使用了AD7091R 12位、1 MSPS SAR ADC和 AD8031 运算放大器驱动器，电路的总功耗低于5 mW，采用3 V单电源供电。

所选器件的低功耗和小封装尺寸使得这种组合成为业界较领先的便携式电池供电系统解决方案，在这种系统中功耗、成本和尺寸极为关键。

当V_DD引脚为3 V时，AD7091R的电源电流典型值仅为350μA，远低于目前市场上的任何ADC竞争产品。这意味着典型功耗约为1 mW。

AD8031仅需800μA的电源电流，电源电压为3 V时的典型功耗为2.4 mW，在10 kHz模拟输入信号下以1 MSPS的速率进行采样时，系统总功耗低于5 mW。

图1所示电路提供20位可编程电压，其输出范围为−10 V至+10 V ，同时积分非线性为±1 LSB、微分非线性为±1LSB，并且具有低噪声特性。

该电路的数字输入采用串行输入，并与标准SPI、QSPI™、MICROWIRE^®和DSP接口标准兼容。对于高精度应用，通过结合使用AD5791、AD8675和AD8676等精密器件，该电路可以提供高精度和低噪声性能。

基准电压缓冲对于设计至关重要，因为DAC基准输入的输入阻抗与码高度相关，如果DAC基准电压源未经充分缓冲，将导致线性误差。AD8676开环增益高达120 dB，已经过验证和测试，符合本电路应用关于建立时间、失调电压和低阻抗驱动能力的要求。而AD5791经过表征和工厂校准，可使用双通道运算放大器AD8676对其基准电压输入进行缓冲，从而进一步增强配套器件的可靠性。

这一器件组合可以提供业界较领先的20位分辨率、±1 LSB积分非线性(INL)和±1 LSB微分非线性(DNL)，可以确保单调性，并且具有低功耗、小尺寸PCB和高性价比等特性。

标准单端工业信号电平（±5 V、±10 V或0 V至+10 V）与现代高性能16位或18位单电源SAR型ADC的差分输入范围并不直接兼容，需要使用适当的接口驱动电路对工业信号进行衰减、电平转换和差分转换，使其具有与ADC输入要求相匹配的正确幅度和共模电压。

虽然可以利用电阻网络和双通道运放来设计适当的接口电路，但电阻的比率匹配误差和放大器之间的误差会形成最终输出端的误差。特别是在低功耗水平上，实现所需的输出相位匹配和建立时间可能非常困难。

图1所示电路采用差分放大器 AD8475 执行衰减、电平转换和差分转换，无需任何外部元件。其交流和直流性能兼容18位、1 MSPSAD7982 PulSAR^® ADC以及该系列的其它16/18位产品，采样速率可高达4 MSPS。

AD8475是一款全差分衰减放大器，集成精密薄膜增益设置电阻，可提供精密衰减（0.4×或0.8×）、共模电平转换、单端差分转换及输入过压保护等功能。采用5 V单电源供电时，其功耗仅为15 mW。18位、1 MSPS AD7982的功耗仅为7 mW，比竞争产品低30倍。该组合的总功耗仅为22 mW。

图1所示电路是一种全功能、灵活、可编程的模拟输出解决方案，它满足可编程逻辑控制器(PLC)和分布式控制系统(DCS)应用的大部分要求。AD5662 低功耗（0.75 mW @ 5 V）、轨到轨输出、16位nanoDAC^® 转换器和 AD5750工业电流/电压输出驱动器的基准电压要求和输入输出电压完全匹配。ADR444 低漂移（B级最大为3 ppm/°C）、高初始精度（B级最大为0.04%）和低噪声（1.8 μV p-p典型值，0.1 Hz至10 Hz）特性，能够同时为AD5750和AD5662提供基准电压，确保超低噪声、高精度、低温漂。这种电路具有16位分辨率、无失码、0.05%线性度和低于0.2%的总输出误差，提供所有典型电压和电流输出范围。

该电路还具有一些支持工业应用的重要特性，如片内输出故障检测和保护（短路、欠压输出、开路电流输出和过温）、用于防止分组错误(PEC)的CRC校验以及灵活的上电选项等，非常适合构建鲁棒的工业控制系统。在大批量生产中，它无需外部精密电阻或校准程序就能保持一致的性能，因而是PLC或DCS模块的理想选择。

图1所示电路是一种全功能、高压（最高44 V）、灵活、可编程的模拟输出解决方案，它满足可编程逻辑控制器(PLC)和分布式控制系统(DCS)应用的大部分要求。

AD5662 是一款低功耗(0.75 mW @ 5 V)、轨到轨输出、16位nanoDAC^®器件，AD5751 是一款工业电流/电压输出驱动器，二者的输入和输出电压范围以及基准电压要求完全一致。

ADR444是一款低漂移（B级最大值为3 ppm/°C）、高初始精度（B级最大值为0.04%）、低噪声（典型值1.8 μV p-p，0.1 Hz至10 Hz）基准电压源，为AD5751和AD5662提供基准电压，保证电路具有超低噪声、高精度、低温漂特性。该电路提供所有典型的电流和电压输出范围、16位分辨率且无失码、0.05%的线性度以及小于0.2%的总输出误差。

ADuM1301 和ADuM5401在微控制器与模拟信号链之间提供所需的全部信号隔离。ADuM5401 还提供5 V隔离电源。该电路还具有一些支持工业应用的重要特性，如片内输出故障检测、用于防止分组错误(PEC)的CRC校验以及灵活的上电选项等，非常适合构建鲁棒的工业控制系统。在大批量生产中，它无需外部精密电阻或校准程序就能保持一致的性能，因而是PLC或DCS模块的理想选择。

图1所示电路是一款适合过程控制应用的完全可编程通用模拟前端(AFE)。它支持下列输入：2/3/4线RTD配置、带冷结补偿的热电偶输入、单极性和双极性输入电压、4 mA至20 mA输入。

如今，许多模拟输入模块使用线链路（跳线）来配置客户输入要求，配置和重新配置输入需要时间、知识和手动干预。本电路提供一个用来配置工作模式的软件可控开关以及用来激励RTD的恒流源。本电路也可以重新配置，以便设置热电偶配置的共模电压。一个差分放大器用来调理Σ-Δ ADC的模拟输入范围。本电路以较低的成本提供业界较领先的性能。

由于AD8676 和 AD8275 提供电压增益，因此该设计特别适合小信号输入、所有类型的RTD或热电偶。

AD7193 是一款24位Σ-Δ型ADC，可配置为四路差分输入或八路伪差分输入。ADuM1400 和 ADuM1401在微控制器与ADC之间提供所需的全部信号隔离。本电路还含有标准外部保护功能，符合IEC 61000标准。 

工业过程控制系统中的信号电平通常为以下几类之一：单端电流（4 mA至20 mA）、单端差分电压（0 V至5V、0 V至10 V、±5 V、±10 V）或者来自热电偶或称重传感器等传感器的小信号输入。大共模电压摆幅也非常典型，尤其是小信号差分输入；因此，良好的共模抑制性能是模拟信号处理系统的一项重要特性。

图1所示的模拟前端电路经过优化，可在处理这些类型的工业级信号时提供高精度和高共模抑制比(CMRR)。

该电路会对信号进行电平转换和衰减，从而使信号可以与大多数现代单电源SAR ADC的输入范围要求兼容，如高性能、16位250 kSPS PulSAR^® ADC AD7685。

对于18 V p-p的输入信号，该电路的共模抑制(CMR)性能约为105 dB（100 Hz时）和80 dB（5 kHz时）。

高精度、高输入阻抗和高CMR由仪表放大器AD8226 提供。对于高精度应用，需要具有高输入阻抗，以便较大程度地减小系统增益误差并实现出色的CMR。AD8226增益可以用电阻在1至1000范围内进行编程设置。

若直接在输入端连接阻性电平转换器/衰减器级，会因电阻之间出现失配，导致CMR性能下降。AD8226可以提供小信号和大信号输入所需的出色CMR性能。无需任何外部元件，电平转换器/衰减器/驱动器AD8275即可在该电路中执行衰减和电平转换功能。

由于信号带宽相对较低，Σ-Δ型ADC通常用于高分辨率测量系统，而且Σ-Δ架构可以在低更新速率条件下提供出色的噪声性能。不过，在越来越多的设计中，尤其是多通道系统，更新速率不断提高，以便更快地更新各通道或增加通道密度。这种情况下，高性能SAR ADC是不错的替代之选。图1所示电路采用250 kSPS 16位ADC AD7685、高性能仪表放大器AD8226和衰减器/电平转换器/放大器AD8275并配置为完整的系统解决方案，无需任何外部元件。

图1所示电路是一个20位线性、低噪声、精密单极性(+10 V)电压源，所需外部元件的数量极少。 AD5790 是一款20位、无缓冲电压输出DAC，采用最高33 V的双极性电源供电。正基准电压输入范围为5 V至VDD – 2.5V，负基准电压输入范围为VSS + 2.5 V至0V。两路基准电压输入均在片内缓冲，无需外部缓冲。相对精度最大值为±2 LSB，保证工作单调性，微分非线性(DNL)最大值为−1 LSB至+2 LSB。

精密运算放大器AD8675 具有低失调电压（最大值75 μV）和低噪声（典型值2.8 nV/√Hz）特性，是AD5790的最佳输出缓冲器。AD5790具有两个内部匹配的6.8 kΩ前馈和反馈电阻，它们既可以连接到运算放大器AD8675以提供10 V偏移电压，从而实现±10 V输出摆幅，也可以并行连接以提供偏置电流消除功能。本例演示的单极性+10 V输出，电阻用于偏置电流消除功能。内部电阻连接通过设置AD5790控制寄存器中的相关位来控制（参见AD5790数据手册）。

该电路的数字输入采用串行输入，并与标准SPI、QSPI、MICROWIRE^®和DSP接口标准兼容。对于高精度应用，通过结合使用AD5790和AD8675等精密器件，这个紧凑的电路可以提供高精度和低噪声性能。

图1所示电路是一个18位线性、低噪声、精密双极性(±10 V)电压源，所需外部元件的数量极少。 AD5780 是一款18位、无缓冲电压输出DAC，采用最高33 V的双极性电源供电。正基准电压输入范围为5 V至VDD – 2.5V，负基准电压输入范围为VSS + 2.5 V至0V。两路基准电压输入均在片内缓冲，无需外部缓冲。相对精度最大值为±1 LSB，保证工作单调性，微分非线性(DNL)最大值为±1 LSB。

精密运算放大器AD8675 具有低失调电压（最大值75 μV）和低噪声（典型值2.8 nV/√Hz）特性，是AD5780的最佳输出缓冲器。AD5780具有两个内部匹配的前馈和反馈电阻，这些电阻连接到运算放大器AD8675，并提供10 V偏移电压。因此，采用单个10 V外部基准电压源时，输出电压摆幅可以达到±10 V。

该电路的数字输入采用串行输入，并与标准SPI、QSPI、MICROWIRE^®和DSP接口标准兼容。对于高精度应用，通过结合使用AD5780、ADR445 和AD8675等精密器件，这个紧凑的电路可以提供高精度和低噪声性能。

这一器件组合可以提供业界较领先的18位分辨率、±1 LSB积分非线性(INL)和±0.75 LSB微分非线性(DNL)，可以确保单调性，并且具有低功耗、小尺寸PCB、高性价比等特性，采用LFCSP封装。

本电路为高速、高精度、同步采样模数转换应用提供电流隔离，如图1所示。16位PulSAR ADC AD7685 是一款多功能器件，支持通过菊花链监控多个通道。基于运算放大器AD8615的输入电路对±10 V工业信号进行电平转换、衰减和缓冲，以满足ADC的输入要求。这个灵活的电路包括一个精密基准电压源ADR391和两个四通道数字隔离器ADuM1402 ，以便为常见的工业数据采集应用提供紧凑且具成本效益的解决方案。

图1所示电路是高性价比、高度集成的16位、250 kSPS、8通道数据采集系统，可对±10 V工业级信号进行数字化转换。该电路还可在测量电路与主机控制器之间提供2500 V rms隔离，整个电路采用隔离式PWM控制5 V单电源供电。

图1所示电路是高性价比、低功耗、多通道数据采集系统，兼容标准工业级信号。元件针对两次采样之间的最佳建立时间而选择，能以高达约750 kHz的通道切换速率提供18位性能

该电路可以处理八个增益独立的通道，兼容单端和差分输入信号。

模拟前端包括一个多路复用器、可编程增益仪表放大器(PGIA)、用于执行单端转差分任务的精密模数转换器(ADC)驱动器，以及一个用于采样有效通道信号的18位、1 MSPS PulSAR^® ADC。提供0.4、0.8、1.6和3.2增益配置。

系统最大采样速率为1 MSPS。通道切换逻辑与ADC转换同步，最大通道切换速率为1 MHz。单通道采样速率高达1 MSPS，分辨率为18位。通道切换速率高达750 kHz时依然具有18位性能。系统还具有低功耗特性，在1 MSPS最大ADC吞吐速率下的功耗仅为240 mW。

对工业电平信号进行采样时，必须提供快速高分辨率转换 信息。通常，当采样速率达到500 kSPS时，模数转换器(ADC) 的分辨率可为14位至18位。图1所示电路是一款针对工业 电平信号采样进行优化的单电源系统，采用一个24位、 250 kSPS∑-△型ADC。两个差分通道或四个伪差分通道中的 每一个都能够在采样率为50kSPS时提供17.2位的无噪声代 码分辨率。

本电路利用内置激光微调电阻的创新型差分放大器实现衰 减和电平转换，利用低电源电压的精密ADC可以解决获取 ±5 V、±10 V和0 V至10 V的标准工业电平信号并进行数字 化处理的问题。本电路可应用于过程控制(PLC/DCS模 块)、医疗以及科学多通道仪器和色谱仪。

图1显示的是高性能工业信号电平多通道数据采集电路，已针对快速通道间切换进行了优化。该电路能以最高18位分辨率处理16通道单端输入或8通道差分输入。

单通道采样速率高达1.33 MSPS，分辨率为18位。所有输入通道的通道间切换速率为250 kHz，具有16位性能。

信号处理电路与简单的4位增/减二进制计数器结合，提供无需FPGA、CPLD或高速处理器即可实现通道间切换的简单、高性价比方案。可编程设置计数器，使其递增或递减计数，实现顺序采样多个通道；也可加载固定的二进制字，用于单通道采样。

本电路是多通道数据采集卡的理想解决方案，可用于多种工业应用，包括过程控制和电力线监控。

图1所示电路是一款高度集成、16位、1 MSPS、多路复用、8通道、灵活的数字采集系统(DAS)，集成可编程增益仪表放大器(PGIA)，能够处理全范围工业级信号。

+5 V单电源为电路供电，高效率、低纹波升压转换器产生±15 V电压，可处理最高±24.576 V的差分输入信号(±2 LSB INL最大值、±0.5 LSB DNL典型值)。对于高精度应用，这款紧凑、经济型电路可以提供高精度和低噪声性能。

基于逐次逼近寄存器(SAR)的数据采集系统集成真正的高阻抗差分输入缓冲器，因此无需额外缓冲；缓冲通常用来减少基于容性数模转换器(DAC)的SAR模数转换器(ADC)产生的反冲。此外，该电路具有高共模抑制，无需外部仪表放大器；而通常存在共模信号的应用中需要用到仪表放大器。

ADAS3022是完整的16位、1 MSPS数据采集系统，集成如下器件：一个8通道、低泄漏多路复用器；一个具有高共模抑制的可编程增益仪表放大器级；一个精密低漂移4.096 V基准电压源；一个基准电压缓冲器；以及一个高性能、无延迟、16位SAR ADC。ADAS3022在每个转换周期结束时降低功耗，因此，工作电流和功耗与吞吐率成线性比例关系，使其成为低采样速率电池供电应用的理想选择。

ADAS3022 集成8路输入和1路COM输入；该COM输入可配置为8路单端通道、参考同一基准电压的8路通道、4路差分通道或单端和差分通道的不同组合。

图1所示电路中，经ADR434运算放大器缓冲后的AD8031低噪声基准电压源提供参考电压。 AD8031 能够以快速恢复的方式驱动动态负载，因此非常适合用作参考缓冲器。

ADP1613是一款DC-DC升压转换器，集成电源开关，在不影响 ADAS3022 性能的情况下为ADAS3022提供片内输入多路复用器以及可编程增益仪表放大器所需的±15 V高压电源。

本电路采用 ADAS3022、 ADP1613、ADR434和AD8031精密器件的组合，可同时提供高精度和低噪声性能。

图1所示电路是一个集成的热电偶测量系统，基于AD7124-4/AD7124-8 低功耗、低噪声、24位Σ-Δ型模数转换器(ADC)，针对高精度测量应用而优化。 使用该系统的热电偶测量在−50℃至+200℃的测量温度范围内具有±1℃的整体系统精度。 系统的典型无噪声码分辨率约为15位。

AD7124-4可配置为4个差分或7个伪差分输入通道，而AD7124-8可配置为8个差分或15个伪差分输入通道。片内低噪声可编程增益阵列(PGA)确保ADC中可直接输入小信号。

AD7124-4/AD7124-8提供最高的信号链集成度，其中包括可编程低漂移激励电流源、偏置电压发生器和内部基准电压源。片内集成了系统需要的大部分构建模块，因而能够简化热电偶系统设计。

AD7124-4/AD7124-8允许用户灵活地使用三种集成功耗模式中的一种，电流消耗、输出数据速率范围和均方根噪声与所选的功耗模式相对应。低功耗模式下，AD7124-4/AD7124-8的功耗仅255 μA，全功率模式下为930 μA。 这些功耗选项使得该器件既适合功耗不重要的应用，如输入/输出模块，也适合低功耗应用，如环路供电智能变送器（整个变送器的功耗必须低于4 mA）。

该器件还具有关断选项。 在关断模式下，整个ADC及其辅助功能均关断，器件的典型功耗降至1 μA。AD7124-4/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。

图1所示电路是一个集成的2线、3线或4线电阻温度检测器(RTD)系统，基于 AD7124-4/AD7124-8 低功耗、低噪声、24位Σ-Δ型模数转换器(ADC)，针对高精度测量应用而优化。

本电路笔记使用B类Pt100 RTD传感器，其在0°C时的精度为±0.3°C，但它可以支持其他精度更高的RTD类型，如A类、AA类、1/3 DIN或1/10 DIN。此电路还支持低功率应用中使用的Pt1000 RTD。

AD7124-4/AD7124-8可以实现高分辨率、低非线性、低噪声性能及50 Hz/60 Hz高抑制性能，适合于工业RTD系统。在全功率模式、选择sinc4滤波器、输出数据速率为50 SPS的条件下，系统的典型峰峰值分辨率为0.0043°C（17.9位）；在低功耗模式、选择后置滤波器、输出数据速率为25 SPS的条件下，系统的典型峰峰值分辨率为0.0092°C（16.8位）。这些设置表明，系统精度明显优于传感器精度。

AD7124-4/AD7124-8集成了支持RTD测量所需的几个重要系统构建模块。包括可编程激励电流源和可编程增益放大器(PGA)在内的多种功能分别用于激励和放大RTD信号，从而支持其直接与传感器连接并简化设计，同时降低成本和功耗。

片内数字滤波的多个选项和三种集成功耗模式（其中电流消耗、输出数据速率范围、建立时间和均方根噪声均得到优化）为应用提供了灵活性。低功耗模式下消耗的电流仅为255 µA，全功率模式下消耗的电流为930 µA。在关断模式下，整个ADC及其辅助功能全被关断，此时AD7124-4/AD7124-8的典型功耗为1 µA。这些功耗选项使得AD7124-4/AD7124-8既适合功耗不重要的应用，如输入模块，也适合低功耗应用，如环路供电智能变送器（整个变送器的功耗必须低于4 mA）。

AD7124-4/AD7124-8还集成了丰富的诊断功能，作为其全面特性组合的一部分。此功能可用来检查模拟引脚上的电平是否在额定工作范围以内。这些器件还包括对串行外设接口(SPI)总线的循环冗余校验(CRC)和信号链检查，从而提供更鲁棒的解决方案。这些诊断功能可减少执行诊断功能所需的外部元件，从而减小解决方案尺寸、缩短设计时间并节省成本。

图1所示电路提供一个双通道、通道间隔离的热电偶或RTD输入，适用于可编程逻辑控制器(PLC)和分布式控制系统(DCS)。该高集成度设计采用低功耗、24位、Σ- 型模数转换器(ADC)，带有丰富的模拟和数字特性，无需额外的信号调理IC。

每个通道可接受热电偶或RTD输入。整个电路采用标准24 V总线电源供电。各通道的大小仅有27 mm × 50 mm。