智能运动控制

fido5100 和 fido5200 (REM 交换芯片) 是可编程的 IEEE 802.3 10 Mbps/100 Mbps 以太网互联网协议版本 6 (IPv6) 和互联网协议版本 4 (IPv4) 交换机，可虚拟支持任意 2 层或 3 层协议。这两种交换机经个性化设置，可通过从主机处理器下载的固件支持所需的协议。

该固件包含在实时以太网多协议 (REM) 交换机驱动程序中，可在上电时下载。REM 交换机在不到 4 ms 的时间内就能做好执行网络数据操作的准备工作，从而可以支持快速启动和快速连接类型网络功能。REM 交换机的信号赋值与此数据手册中所定义的信号赋值相同。

fido5100 支持以下协议：PROFINET 实时 (RT) 和等时实时 (IRT)、具有和没有设备级环 (DLR) 的 EtherNet/IP、Modbus TCP 和 POWERLINK。

fido5200 支持以下协议：EtherCAT 以及为 fido5100 定义的所有协议。

REM 交换机需要与主机处理器配合使用。网络操作使用 REM 交换机驱动程序中提供的功能和服务进行处理。主机处理器可以实施任何协栈，只需将该协议堆栈与 REM 交换芯片驱动程序集成即可。示例应用请见图 11。

REM 交换机采用 144 球芯片级球栅阵列 (CSP_BGA) 封装。

请注意，在本数据手册全文中，多功能引脚（例如 A02/ALE）可能使用引脚全称或引脚的单一功能指代，例如 ALE（如果仅与该功能相关时）。

应用

• 工业自动化
  
  • 过程控制
  • 受管以太网交换机

ADuM7701 是一款高性能二阶 Σ-Δ 调制器，具有基于 ADI 公司 iCoupleri 技术的片内数字隔离功能，可将模拟输入信号转换为高速一位数据流。该套件可使用 5 V (V_DD1) 电源运行，并可接受 ±250 mV（±320 mV 满量程）的伪差分输入信号。伪差分输入适合在需要电气隔离的高电压应用中进行并联电压监控。

模拟输入由高性能模拟调制器持续取样，并转换为数据速率高达 21 MHz 的 1 密度数字输出流。可以使用适当的数字滤波器重构原始信息以在 78. l kSPS 时实现 86 dB 的信噪比 (SNR)，使 ADuM7701 具有 20 MHz 的 MCLK。串行输入/输出使用 5 V 或 3.3 V 电源 (V_DD2) 运行。

串行接口采用数字隔离。高速互补金属氧化物半导体 (CMOS) 技术与整体式变压器技术相结合，意味着片内隔离能够提供比光耦合器套件等替代方案更出色的性能特点。ADuM7701 套件可采用 16 引脚和 8 引脚宽体 SOIC 封装，工作温度范围为 -40°C 至 +125° C。

应用

• 分流器电流监控
• AC 电机控制
• 电源和太阳能逆变器
• 风轮机逆变器
• 模数和光隔离器替换

AD7380/AD7381分别为16位和14位引脚兼容系列双通道同步采样、高速、低功耗、逐次逼近寄存器(SAR)型模数转换器(ADC)，采用3.0 V至3.6 V电源供电，最高吞吐速率达4 MSPS。模拟输入类型为差分，接受宽共模输入电压，在CS下降沿进行采样和转换。

集成片内过采样模块可改善动态范围并在更低带宽下降低噪声。器件内置2.5 V缓冲基准电压源。或者，也可以使用最高3.3 V的外部基准电压源。

转换过程和数据采集过程均采用标准控制输入，可与微处理器或数字信号处理器(DSP)轻松接口。使用独立逻辑电源时，该器件兼容1.8V、2.5V和3.3 V接口。

AD7380/AD7381采用16引脚引线框芯片级封装(LFCSP)，额定工作温度范围为-40°C至+125°C。

产品聚焦

1. 具有两个完整的ADC功能，支持双通道同步采样和转换。
2. 引脚兼容产品系列。
3. 4 MSPS高吞吐速率。
4. 节省空间的3 mm × 3 mm LFCSP封装。
5. 集成过采样模块可提高动态范围，减少噪声，并降低SCLK速度要求。
6. 具有宽共模范围的差分模拟输入。
7. 小采样电容可降低放大器驱动负担。

应用

• 电机控制位置反馈
• 电机控制电流检测
• 声纳
• 电能质量
• 数据采集系统
• EDFA应用
• I/Q解调

ADA4570 是一款各向异性磁阻 (AMR) 传感器，具有集成信号调理放大器和模数转换器 (ADC) 驱动器。ADA4570 产生两个差分模拟输出，指示周围磁场的角位置。

ADA4570 由一个封装内的两个裸片、一个 AMR 传感器和一个固定增益仪器仪表放大器组成。当磁场在 x 轴和 y 轴 (x-y) 平面上旋转时，ADA4570 提供与角度相关的放大差分余弦和正弦输出信号。输出电压范围与电源电压成比例。

传感器包含两个惠斯通电桥，彼此成 45 度角。偶极磁铁的完整旋转会在正弦输出上产生两个周期。因此，根据 SIN 和 COS 差分输出计算出的磁角 (α) 代表了在 0° 至 180° 测量范围内，磁体相对于 ADA4570 的物理方向。在 x-y 平面的均匀场内，ADA4570 的输出信号与 z 方向（气隙）的物理位置无关。

ADA4570 采用 8 引脚 SOIC 封装。

应用

• 绝对位置测量（线性和角度）
• 无刷直流电机控制和定位
• 执行器控制和定位
• 非接触式角度测量和检测
• 磁性角位置检测

ADA4571是一款各向异性磁阻(AMR)传感器，集成了信号调理放大器和ADC驱动器。 ADA4571产生两路模拟输出，指示周围磁场的角位置。

ADA4571在一个封装内集成两个芯片，即一个AMR传感器和一个固定增益（标称值G = 40）仪表放大器。 ADA4571可提供有关旋转磁场角度的干净且经过放大的余弦和正弦输出信号。 输出电压范围与电源电压成比例。

传感器含有两个互成45°角的惠斯登电桥。 x-y传感器平面的旋转磁场提供两路正弦输出去信号，且传感器与磁场方向的角度(α)频率翻倍。 在x-y平面的均质场内，输出信号与z方向（气隙）的物理位置无关。

ADA4571采用8引脚SOIC封装。

产品特色

1. 非接触式角度测量。
2. 测量磁场方向而非场密度。
3. 对气隙变化的敏感度非常小。
4. 工作距离远。
5. 即使是微弱的饱和场也有极佳精度。
6. 热漂移与寿命漂移极小。
7. 迟滞可忽略。
8. 单芯片解决方案。

应用

• 绝对位置测量（线性和角度）
• 无刷直流电机控制与定位
• 执行器控制与定位
• 非接触式角度测量与检测
• 磁性角位置检测

ADuM4221 是 4 A 隔离式半桥式栅极驱动器，采用 ADI公司的 iCoupler® 技术食先独立且隔离的高端和低端输出。ADuM4221 增加爬电距离d的宽体 16 引脚 SOIC_IC 封装可提供 5700 kV rms 的隔离。这些隔离元件集高速 CMOS 和单片变压器技术于一身，性能比其他选择更优，的如兼备脉冲变压器和栅极驱动器特点。

隔离器采用 2.5 V 到 6.5 V 的逻辑输入电压范围，兼容较低的电压系统。与采用高压电平转换方法的栅极驱动器相比， ADuM4221 能在输入和输出之间提供真正的电气隔离。

ADuM4221 内置重叠保护，并允许调整死区时间。死区时间引脚 (DT) 和 GND₁ 引脚之间的单电阻设置了高侧和低侧输出的次级侧死区时间。

如果 ADuM4221 的内部温度超过热关断温度 (TSD)，则内部热关断会将输出设置为低电平。因此，ADuM4121 能够在正或负开关电压下的开关电压范围内，可靠控制绝缘栅极双极晶体管 (IGBT) /金属氧化物半导体场效应晶体管 (MOSFET) 配置，从而实现简单的压摆率控制。

应用

• 开关式电源
• 隔离式 IGBT/MOSFET 栅极驱动器
• 工业反相器
• 氮化镓 (GaN)/碳化硅 (SiC) 兼容

ADuM4135是一款单通道栅极驱动器，专门针对驱动IGBT进行了优化。 ADI的iCoupler^® 技术支持在输入信号与输出栅极驱动器之间实现隔离。

ADuM4135提供米勒箝位，以便栅极电压低于2 V时实现稳健的IGBT单轨电源关断。可采用带有或不带有米勒箝位的单极性或双极性副电源工作。

ADI芯片级变压器还提供芯片高压域与低压域之间的控制信息隔离通信。 芯片状态信息可从专用输出回读。 当器件原边出现副电源故障后，对器件复位进行控制。

去饱和检测电路集成在ADuM4135上，提供高压短路IGBT工作保护。 去饱和保护包含降噪特性，比如因初始启动切换事件以屏蔽电压尖峰后，屏蔽时间为300 ns。 内部500 µA电流源可确保很少的器件数量，但如需提高抗噪水平，内部消隐开关也支持增加外部电流源。

副边UVLO设置为11V，并注意公共IGBT阈值电平。

• MOSFET/IGBT栅极驱动器
• 光伏逆变器
• 电机驱动
• 电源

ADuM6020 是一款 isoPower^® 集成隔离式直流/直流转换器。该直流/直流转换器基于 Analog Devices, Inc. 的 iCoupler^® 技术，提供稳压隔离电源，该电源封装在 2 层印刷电路板 (PCB) 上，配备铁氧体，在全载下低于 CISPR22 B 级限制。

ADuM6020 不再需要在 500 mW 应用中设计和构建隔离式直流/直流转换器。对该直流/直流转换器的磁性元件使用了 iCoupler 芯片级变压器技术。结果得到了外形尺寸小巧的隔离式解决方案。

ADuM6020 隔离式直流/直流转换器采用宽体 16 引脚 SOIC_IC 封装。

应用

• RS-485/RS-422/CAN 收发器电源
• 电源启动偏置和栅极驱动
• 隔离式传感器接口
• 工业 PLC

ADIN1300是一款具有低延迟特性的低功耗、单端口、千兆以太网收发器，主要设计用于工业以太网应用。

此设计集成了高能效以太网(EEE)物理层器件(PHY)内核以及相关的通用模拟电路、输入和输出时钟缓冲、管理接口和子系统寄存器以及MAC接口和控制逻辑，以便管理复位和时钟控制以及引脚配置。

ADIN1300采用紧凑型6 mm × 6 mm、40引脚架构芯片级(LFCSP)封装。如果使用3.3 V MAC接口电源，该器件至少可使用2个电源（0.9 V和3.3 V）供电。为实现最大的系统级设计灵活性，可通过单独的VDDIO电源配置数据输入/输出(MDIO)管理和MAC接口电源电压，不用考虑ADIN1300上的另一个电路，允许在1.8 V、2.5 V或3.3 V下工作。上电时，ADIN1300保持在硬件复位状态，直至每个电源已超过其最小上升阈值。通过监视电源以检测一个或多个电源电压是否低于最小下降阈值（参见数据手册中的表17），并将器件保持在硬件复位状态直到电源恢复并满足上电复位(POR)电路要求，从而提供掉电保护。

MII管理接口（也称为MDIO接口）在主机处理器或MAC（也称为管理站(STA)）和ADIN1300之间提供双线式串行接口，以便访问PHY内核管理寄存器中的控制和状态信息。该接口兼容IEEE 802.3标准第22条和第45条管理框架结构。

ADIN1300在千兆速度下支持150米电缆，在100 Mbps或10 Mbps速率下工作时支持180米电缆。

• 工业自动化
• 过程控制
• 工厂自动化
• 机器人/运动控制
• 楼宇自动化
• 测试与测量
• 工业物联网

ADIN1200是一款具有低延迟特性的低功耗、单端口、10 Mbps和100 Mbps以太网收发器，设计用于工业以太网应用

此设计集成了高能效以太网(EEE)物理层器件(PHY)内核以及相关的通用模拟电路、输入和输出时钟缓冲、管理接口和子系统寄存器以及媒介访问控制(MAC)接口和控制逻辑，以便管理复位、时钟控制以及引脚配置。

ADIN1200采用5 mm × 5 mm、32引脚引脚架构芯片级封装(LFCSP)，且假设使用3.3 V MAC接口电源，可采用3.3 V单电源供电。为实现最大的系统级设计灵活性，通过单独的VDDIO电源可以对管理数据输入/输出(MDIO)和MAC接口电源电压进行配置，而不考虑ADIN1200上的另一个电路并在1.8 V、2.5 V或3.3 V下工作。上电时，ADIN1200保持在硬件复位状态，直至每个电源已超过其最小上升阈值且电源良好为止。通过监视电源以检测一个或多个电源电压是否低于最小下降阈值，并将器件保持在硬件复位状态直到电源恢复并满足上电复位(POR)电路要求，才能提供掉电保护。

MII管理接口（也称为MDIO接口）在主机处理器或MAC和ADIN1200之间提供双线式串行接口，以便访问PHY内核管理寄存器中的控制和状态信息。该接口与IEEE^® 802.3^™标准第22和45条管理帧结构兼容。

ADIN1200可支持最长180米电缆。

请注意，在整篇数据手册中，多功能引脚（如XTAL_I/CLK_IN/REF_CLK）由整个引脚名称或引脚的单个功能表示，例如XTAL_I即表示仅与此功能相关。

应用

• 工业自动化
• 过程控制
• 工厂自动化
• 机器人和运动控制
• 楼宇自动化
• 测试与测量
• 工业物联网(IoT)

ADuM3150是一款3.75kV rms、6通道SPIsolator^™数字隔离器，针对隔离式串行外设接口(SPI)进行了优化。 (提供5kV rms型号)。这款器件基于ADI公司的iCoupler^®芯片级变压器技术，在CLK、MO/SI、MI/SO和SS SPI总线信号中具有低传播延迟特性，可支持最高17 MHz的SPI时钟速率。 这些通道在工作时具有14 ns传播延迟和1 ns抖动，以针对SPI优化时序。

ADuM3150隔离器还额外提供两个独立的低数据速率隔离通道，每个方向一个通道。 器件以250 kbps数据速率对慢速通道中的数据进行采样和串行化，并伴有2.5 μs抖动。

ADuM3150支持器件主机侧的延迟输出时钟。 该输出可与主机上的额外时钟端口搭配，以支持最高40 MHz的时钟性能。 更多信息参见“延迟时钟”部分。

应用

• 工业可编程逻辑控制器(PLC)
• 传感器隔离

与在整个寿命周期中和高温下具有不确定电流传输比的基于光耦合器的解决方案不同，ADuM3190的传输功能不随寿命周期而改变，在宽温度范围-40°C至125°C内保持稳定。

它内置宽频运算放大器，可用于设置各种常用的电源环路补偿技术。ADuM3190速度足够快，允许反馈环路对快速瞬变调节和过流条件作出反应。该器件还内置一个高精度1.225V基准电压源，可与电源输出设定点进行比较。

ADuM3190采用小型QSOP-16封装（2.5kVrms）。

• 线性电源
• 逆变器
• 不间断电源(UPS)
• DOSA兼容模块
• 电压监控器
• 汽车系统

图1所示紧凑型双芯片电路提供非接触式各向异性磁阻 (AMR)测量解决方案，可用于角度或线性位置测量。该双 芯片系统在180°范围内具有优于0.2°的角精度，在0.5英寸范 围内具有2 mil(0.002英寸)线性精度，具体取决于所用磁体的 尺寸。

该电路适用于高速、高精度、非接触式角度和长度测量关 键型应用，比如机床速度控制、起重机角度控制、无刷直 流电机和其他工业或汽车应用。

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所示电路监控系统中的电流，可在高达+500 V的正高共模直流电压下工作，且误差小于0.2%。负载电流通过一个电路外部的分流电阻。分流电阻值应适当选择，使得在最大负载电流时分流电压约为500 mV。

与外部PNP晶体管配合使用时， AD8212 能在具有大于500 V的正高共模电压情况下，精确放大小差分输入电压。

电流隔离由四通道隔离器ADuM5402提供。这不仅是为了提供保护，而且还可将下游电路与高共模电压隔离开来。除了隔离输出数据以外，数字隔离器ADuM5402还为电路提供+3.3 V隔离电源。

AD7171 的测量结果通过一个简单的双线SPI兼容型串行接口，以数字码形式提供。

这一器件组合实现了一款精确的正高压供电轨电流检测解决方案，具有器件数量少、低成本、低功耗的特点。

图1所示电路是一种完整的低成本模拟/模拟隔离器解决方案，它提供2500 V rms的隔离值（1分钟，符合UL 1577标准）。

该电路基于 AD7400A——一款二阶Σ-Δ型调制器，提供数字隔离的1位数据流输出。隔离模拟信号利用一个基于双通道、低噪声、轨到轨运算放大器 AD8646 的四阶有源滤波器恢复。 ADuM5000 用作隔离端的电源，两端完全隔离，系统仅使用一个电源。该电路具有0.05%的线性度，并能获益于调制器AD7400A和模拟滤波器提供的噪声整形。该电路的应用包括电机控制和电流监控，同时它还能有效替代基于光隔离器的隔离系统。

图1所示电路是一款完整的无需调节线性可变差分变压器 (LVDT)信号调理电路。该电路可精确测量线性位移(位 置)。

LVDT是高度可靠的传感器，因为其磁芯能够无摩擦滑 动，并且与管内部无接触。因此，LVDT适合用于飞行控 制反馈系统、伺服系统中的位置反馈、机床中的自动测量 以及其他各种注重长期稳定性的工业和科研机电应用中。

本电路采用AD698LVDT信号调理器，包含一个正弦波振荡 器和一个功率放大器，用于产生驱动原边LVDT的激励信 号。AD698还可将副边输出转换为直流电压。AD8615轨到 轨放大器缓冲AD698的输出，并驱动低功耗12位逐次逼近型 模数转换器(ADC)。系统动态范围为82 dB，带宽为250 Hz， 非常适合精密工业位置和计量应用。

采用±15 V电源供电时，系统的信号调理电路功耗仅为15 mA； 采用+5 V电源供电时，功耗为3 mA。

本电路笔记讨论LVDT基本操作理论和设计步骤，用于优 化图1中带宽给定的电路，包括噪声分析和器件选型方面 的考虑。