Управление движением механизмов

The fido5100 and fido5200 (REM switch) are programmable IEEE 802.3 10 Mbps/100 Mbps Ethernet Internet Protocol Version 6 (IPv6) and Internet Protocol Version 4 (IPv4) switches that support virtually any Layer 2 or Layer 3 protocol. The switches are personalized to support the desired protocol by firmware that is downloaded from a host processor.

The firmware is contained in the real-time Ethernet multiprotocol (REM) switch driver and is downloaded at power-up. The REM switch can be ready for network data operation in less than 4 ms to support fast startup and quick connect type network functionality. The REM switch devices have the same signal assignments as defined in this data sheet.

The fido5100 supports the following protocols: PROFINET real time (RT) and isochronous real time (IRT), EtherNet/IP with and without device level ring (DLR), Modbus TCP, and POWERLINK.

The fido5200 supports the following protocols: EtherCAT and all protocols defined for the fido5100.

The REM switch is intended for use with a host processor. Network operation is handled using the functions and services provided in the REM switch driver. The host processor can implement any protocol stack by integrating it with the REM switch driver. An example application is shown in Figure 11.

The REM switches are available in a 144-ball chip scale package ball grid array (CSP_BGA) package.

Note that throughout this data sheet, multifunction pins, such as A02/ALE, are referred to either by the entire pin name or by a single function of the pin, for example, ALE, when only that function is relevant.

Applications

• Industrial automation
  
  • Process control
  • Managed Ethernet switch

The ADuM7701 is a high performance, second-order, Σ-Δ modulator that converts an analog input signal into a high speed, single-bit data stream, with on-chip digital isolation based on Analog Devices, Inc., iCoupler technology. The devices operate from a 5 V (V_DD1) power supply and accept a pseudo-differential input signal of ±250 mV (±320 mV full scale). The pseudo-differential input is ideally suited to shunt voltage monitoring in high voltage applications where galvanic isolation is required.

The analog input is continuously sampled by a high performance analog modulator, and converted to a ones density digital output stream with a data rate of up to 21 MHz. The original information can be reconstructed with an appropriate digital filter to achieve 86 dB signal to noise ratio (SNR) at 78. l kSPS with a 20 MHz MCLK for the ADuM7701. The serial input/output operates from a 5 V or a 3.3 V supply (V_DD2).

The serial interface is digitally isolated. High speed complementary metal oxide semiconductor (CMOS) technology, combined with monolithic transformer technology, means the on-chip isolation provides outstanding performance characteristics, superior to alternatives such as optocoupler devices. The ADuM7701 device is offered in both 16-lead and 8-lead wide-body SOIC packages and have an operating temperature range of -40°C to +125° C.

Applications

• Shunt curent monitoring
• AC motor controls
• Power and solar inverters
• Wind turbine inverters
• Analog-to-digital and optoisolator replacement

AD7380 и AD7381 — это совместимые по выводам быстродействующие, малопотребляющие, двухканальные аналого-цифровые преобразователи (АЦП) последовательного приближения с одновременной выборкой, имеющие разрядность 16 и 14 бит, соответственно, которые работают от напряжения питания 3.3 В и обеспечивают быстродействие до 4 MSPS. Аналоговый входной каскад является дифференциальным и и имеет широкий диапазон входных синфазных напряжений Выборка и преобразование сигнала осуществляется по заднему фронту сигнала CS.

Интегрированная функция избыточной дискретизации позволяет расширять динамический диапазон и уменьшать шум при работе с сигналами, имеющими меньшую по сравнению с пропускной способностью ширину полосы. Компонент содержит внутренний буферизированный источник опорного напряжения 2.5 В. Также поддерживается работа с внешним опорным напряжением до 3.3 В.

Для управления процессом преобразования и захвата данных используются стандартные входные сигналы управления, что упрощает подключение компонента к микропроцессорам или цифровым сигнальным процессорам. Благодаря использованию отдельного напряжения питания логический интерфейс совместим с логикой 1.8 В, 2.5 В и 3.3 В.

AD7380/AD7381 выпускаются в 16-выводном корпусе LFCSP. Гарантированный рабочий температурный диапазон составляет от −40°C до +125°C.

Ключевые особенности продукта

1. Два полнофункциональных канала АЦП с одновременными выборкой и преобразованием
2. Совместимы по выводам
3. Высокое быстродействие — 4 MSPS
4. Компактный корпус LFCSP, 3 мм x 3 мм
5. Интегрированный блок избыточной дискретизации для расширения динамического диапазона, уменьшения шума и снижения требований к частоте SCLK.
6. Дифференциальные аналоговые входы с широким диапазоном синфазных напряжений
7. Применение небольшого конденсатора выборки смягчает требования к усилителю-драйверу

Области применения

• Считывание положения в контуре обратной связи схем управления электродвигателями
• Измерение тока в схемах управления электродвигателями
• Системы сбора данных
• Оптические усилители EDFA
• Квадратурная демодуляция

The ADA4570 is an anisotropic magnetoresistive (AMR) sensor with integrated signal conditioning amplifiers and analog-to-digital converter (ADC) drivers. The ADA4570 produces two differential analog outputs that indicate the angular position of the surrounding magnetic field.

The ADA4570 consists of two die within one package, an AMR sensor, and a fixed gain instrumentation amplifier. The ADA4570 delivers amplified differential cosine and sine output signals, with respect to the angle, when the magnetic field is rotating in the x-axis and the y-axis (x-y) plane. The output voltage range is ratiometric to the supply voltage.

The sensor contains two Wheatstone bridges, at a relative angle of 45° to one another. A complete rotation of a dipole magnet produces two periods on the sinusoidal outputs. Therefore, the magnetic angle (α) calculated from the SIN and COS differential outputs represents the physical orientation of the magnet with respect to the ADA4570 in the 0° to 180° measurement range. Within a homogeneous field in the x-y plane, the output signals of the ADA4570 are independent of the physical placement in the z direction (air gap).

The ADA4570 is available in an 8-lead SOIC package.

APPLICATIONS

• Absolute position measurement (linear and angle)
• Brushless dc motor control and positioning
• Actuator control and positioning
• Contactless angular measurement and detection
• Magnetic angular position sensing

ADA4571 - это анизотропический магниторезистивный (АМР) датчик с интегрированными усилителями сигнала и драйверами АЦП. Компонент формирует два аналоговых выходных сигнала, содержащих в себе информацию об угловом положении окружающего магнитного поля.

ADA4571 состоит из двух кристаллов, помещенных в один корпус - АМР датчика и инструментального усилителя с фиксированным коэффициентом усиления (номинальное значение G = 40). Обладающие низким уровнем шума выходные гармонические сигналы (синус и косинус) ADA4571 несут в себе информацию об угле вращающегося магнитного поля. Диапазон выходных напряжений компонента определяется приложенным напряжением питания.

Датчик представляет собой два моста Уитстона, работающие со смещением на 45°. Вращающееся магнитное поле в плоскости x-y датчика порождает два гармонических выходных сигнала, фазы которых пропорциональны удвоенному углу (α) между датчиком и направлением магнитного поля. При гомогенном поле в плоскости x-y выходные сигналы не зависят от  физической ориентации в направлении z (воздушный зазор).

ADA4571 выпускается в 8-выводном корпусе SOIC.

Ключевые особенности продукта

1. Бесконтактное измерение угла.
2. Измеряет направление магнитного поля, а не его интенсивность.
3. Минимальная чувствительность к изменению воздушного зазора.
4. Большое рабочее расстояние.
5. Превосходная точность, даже при слабых полях насыщения.
6. Минимальный дрейф при изменениях температуры и во времени.
7. Пренебрежимо малый гистерезис.
8. Однокорпусное решение.

Области применения

• Измерение абсолютного положения (линейного и углового)
• Позиционирование и управление бесщеточными электродвигателями постоянного тока
• Позиционирование и управление приводами
• Бесконтактное детектирование и измерение угла
• Измерение углового положения магнитного поля

The ADuM4221/ADuM4221-1/ADuM4221-2 are 4 A isolated, half bridge gate drivers that employ the Analog Devices, Inc., iCoupler^® technology to provide independent and isolated high-side and low-side outputs. The ADuM4221/ADuM4221-1/ADuM4221-2 provide 5700 V rms isolation in an increased creepage wide body, 16-lead SOIC_IC. Combining high speed CMOS and monolithic transformer technology, these isolation components provide outstanding performance characteristics superior to the alternatives, such as the combination of pulse transformers and gate drivers.

The isolators operate with a logic input voltage ranging from 2.5 V to 6.5 V, providing compatibility with lower voltage systems. In comparison to gate drivers employing high voltage level translation methodologies, the ADuM4221/ADuM4221-1/ADuM4221-2 offer the benefit of true, galvanic isolation between the input and each output.

The ADuM4221/ADuM4221-1/ADuM4221-2 each have built in overlap protection and allow dead time adjustment. A single resistor between the dead time pin (DT) and the GND¹ pin sets the dead time on the secondary side between the high-side and the low-side outputs.

An internal thermal shutdown (TSD) sets outputs low if the internal temperature on the ADuM4221/ADuM4221-1/ADuM4221-2 exceeds the TSD temperature. As a result, the ADuM4221/ADuM4221-1/ADuM4221-2 provide reliable control over the switching characteristics of the insulated gate bipolar transistor (IGBT)/metal-oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET) configurations over a wide range of positive or negative switching voltages.

Applications

• Switching power supplies
• Isolated IGBT/MOSFET gate drives
• Industrial inverters
• Gallium nitride (GaN)/silicon carbide (SiC) compatible

¹ Protected by U.S. Patents 5,952,849; 6,873,065; 7,075,239. Other patents pending.

The ADuM4135 is a single-channel gate driver specifically optimized for driving insulated gate bipolar transistors (IGBTs). Analog Devices, Inc., iCoupler^® technology provides isolation between the input signal and the output gate drive.

The ADuM4135 includes a Miller clamp to provide robust IGBT turn-off with a single-rail supply when the gate voltage drops below 2 V (typical). Operation with unipolar or bipolar secondary supplies is possible, with or without the Miller clamp operation.

The Analog Devices chip scale transformers also provide isolated communication of control information between the high voltage and low voltage domains of the chip. Information on the status of the chip can be read back from dedicated outputs. Control of resetting the device after a fault on the secondary is performed on the primary side of the device.

Integrated onto the ADuM4135 is a desaturation detection circuit that provides protection against high voltage short-circuit IGBT operation. The desaturation protection contains noise reducing features such as a 370 ns (typical) masking time after a switching event to mask voltage spikes due to initial turn-on. An internal 537 μA (typical) current source allows low device count and the internal blanking switch allows the addition of an external current source if more noise immunity is needed.

The secondary UVLO is set to 11.67 V (typical) with common IGBT threshold levels taken into consideration.

Applications

• MOSFET/IGBT gate drivers
• PV inverters
• Motor drives
• Power supplies

ADuM6020 — это интегрированный изолированный преобразователь постоянного напряжения семейства isoPower^®. Этот преобразователь, построенный на базе технологии iCoupler^® компании Analog Devices, обеспечивает стабилизированное напряжение питания с гальванической развязкой и уровнем побочным излучений, не превышающем предельных значений CISPR22 Class B при полной нагрузке на двухслойной печатной плате с ферритами.

ADuM6020 позволяет отказаться от проектирования отдельного изолированного преобразователя постоянного напряжения в схемах с потребляемой мощностью до 500 мВт. Для создания магнитных элементов преобразователя используется технология микроминиатюрных трансформаторов iCoupler. Результатом является решение с полной гальванической развязкой в малом форм-факторе. 

Изолированный преобразователь постоянного напряжения ADuM6020 выпускается в 16-выводном широком корпусе SOIC_IC.

Области применения

• Питание приемопередатчиков RS-485/RS-422/CAN
• Управление запуском источников питания и затворами транзисторов
• Гальваническая развязка интерфейсов датчиков
• Промышленные ПЛК

ADIN1300 представляет собой малопотребляющий однопортовый приемопередатчик сети Ethernet, обладающий малой задержкой и предназначенный главным образом для применения в сетях промышленного Ethernet.

В это устройство встроено ядро физического уровня (PHY) энергоэффективного Ethernet (EEE) наряду со всеми необходимыми стандартными аналоговыми цепями, схемами буферизации входных и выходных сигналов синхронизации, интерфейсами управления и регистрами подсистемы, а также MAC-интерфейсом и управляющей логикой для управления сбросом и синхронизацией, а также настройки выводов.

ADIN1300 выпускается в 40-выводном корпусе LFCSP размером 6 мм x 6 мм. Для работы устройства требуется минимум два источника питания – 0,9 В и 3,3 В, при этом предполагается использование линии питания 3,3 В для интерфейса MAC. Для повышения универсальности работы устройства на системном уровне отдельная линия питания VDDIO позволяет изменять уровни напряжения питания интерфейсов MDIO и MAC независимо от других схем ADIN1300, обеспечивая при этом работу при 1,8 В, 2,5 В или 3,3 В. При включении питания ADIN1300 удерживается в режиме аппаратного сброса до тех пор, пока напряжение на каждой из линий питания не достигнет своего минимального порогового значения. Защита от пониженного напряжения питания обеспечивается с помощью мониторинга уровней питания, что позволяет определить, не падает ли напряжение одного или нескольких источников ниже минимально допустимого уровня (см. таблицу 17 в документации), и устройство будет удерживаться в режиме аппаратного сброса до тех пор, пока уровни напряжения источников питания не нормализуются до уровней, определенных схемой сброса по включению питания.

Интерфейс управления MII (также известный как интерфейс MDIO) обеспечивает двухстороннюю последовательную связь между хост-процессором или MAC (также известным как станция управления или STA) и ADIN1300, предоставляя доступ к информации управления и состояния, содержащейся в регистрах управления ядра физического уровня. Данный интерфейс совместим со структурами кадра пунктов 22 и 45 стандарта IEEE 802.3.

ADIN1300 поддерживает передачу данных на расстояние до 150 метров при гигабитной скорости и на расстояние до 180 метров при скорости 100 Мбит/с или 10 Мбит/с.

Области применения

• Промышленная автоматизация
• Системы управления процессами
• Автоматизация производства
• Робототехника / управление движением механизмов
• Автоматизация зданий
• Контрольно-измерительное оборудование
• Промышленный интернет вещей

ADIN1200 представляет собой малопотребляющий однопортовый приемопередатчик сети Ethernet, обладающий малой задержкой и предназначенный для применения в сетях промышленного Ethernet.

В это устройство встроено ядро физического уровня (PHY) энергоэффективного Ethernet (EEE) наряду со всеми необходимыми стандартными аналоговыми цепями, схемами буферизации входных и выходных сигналов синхронизации, интерфейсами управления и регистрами подсистемы, а также интерфейсом управления доступом к среде (MAC) и управляющей логикой для управления сбросом и синхронизацией, а также настройки выводов.

ADIN1200 выпускается в 32-выводном корпусе LFCSP размером 5 мм x 5 мм и может работать от одного источника питания 3,3 В, при этом предполагается использование линии питания 3,3 В для интерфейса MAC. Для повышения универсальности работы устройства на системном уровне отдельная линия питания VDDIO позволяет изменять уровни напряжения питания интерфейсов MDIO и MAC независимо от других схем ADIN1200, обеспечивая при этом работу при 1,8 В, 2,5 В или 3,3 В. При включении питания ADIN1200 удерживается в режиме аппаратного сброса до тех пор, пока напряжение на каждой из линий питания не достигнет своего минимального порогового значения, и пока питание микросхемы не будет считаться нормализованным. Защита от пониженного напряжения питания обеспечивается с помощью мониторинга уровней питания, что позволяет определить, не падает ли напряжение одного или нескольких источников ниже минимально допустимого уровня, и устройство будет удерживаться в режиме аппаратного сброса до тех пор, пока уровни напряжения источников питания не нормализуются до уровней, определенных схемой сброса по включению питания.

Интерфейс управления MII (также известный как интерфейс MDIO) обеспечивает двухстороннюю последовательную связь между хост-процессором или MAC и ADIN1200, предоставляя доступ к информации управления и состояния, содержащейся в регистрах управления ядра физического уровня. Данный интерфейс совместим со структурами кадра пунктов 22 и 45 стандарта IEEE^® 802.3™.

ADIN1200 поддерживает передачу данных на расстояние до 180 метров.

Обратите внимание, что в документации на компонент многофункциональные выводы, такие как XTAL_I/CLK_IN/REF_CLK, упоминаются либо с указанием полного наименования вывода, либо с указанием одной из функций вывода, например, XTAL_I, когда важна только эта функция.

Области применения

• Промышленная автоматизация
• Системы управления процессами
• Автоматизация производства
• Робототехника / управление движением механизмов
• Автоматизация зданий
• Контрольно-измерительное оборудование
• Промышленный интернет вещей

The ADuM3150 is a 6-channel SPIsolator^™ digital isolator optimized for isolated serial peripheral interfaces (SPIs). Based on the Analog Devices, Inc., iCoupler^® chip scale transformer technology, the low propagation delay in the CLK, MO/SI, MI/SO, and SS SPI bus signals supports SPI clock rates of up to 17 MHz. These channels operate with 14 ns propagation delay and 1 ns jitter to optimize timing for SPI.

The ADuM3150 isolator also provides two additional independent low data rate isolation channels, one channel in each direction. Data in the slow channels is sampled and serialized for a 250 kbps data rate with 2.5 μs of jitter.

The ADuM3150 supports a delay clock output on the master side of the device. This output can be used with an additional clocked port on the master to support 40 MHz clock performance. See the Delay Clock section for more information.

Applications

• Industrial programmable logic controllers (PLC)
• Sensor isolation

The ADuM3190 is an isolated error amplifier based on Analog Devices, Inc., iCoupler^® technology. The ADuM3190 is ideal for linear feedback power supplies. The primary side controllers of the ADuM3190 enable improvements in transient response, power density, and stability as compared to commonly used optocoupler and shunt regulator solutions.

Unlike optocoupler-based solutions, which have an uncertain current transfer ratio over lifetime and at high temperatures, the ADuM3190 transfer function does not change over its lifetime, and it is stable over a wide temperature range of −40°C to +125°C.

Included in the ADuM3190 is a wideband operational amplifier for a variety of commonly used power supply loop compensation techniques. The ADuM3190 is fast enough to allow a feedback loop to react to fast transient conditions and overcurrent conditions. Also included is a high accuracy 1.225 V reference to compare with the supply output setpoint.

The ADuM3190 is packaged in a small 16-lead QSOP package for a 2.5 kV rms isolation voltage rating.

Applications

• Linear power supplies
• Inverters
• Uninterruptible Power Supply (UPS)
• DOSA-compatible modules
• Voltage monitors
• Automotive systems

The compact two-chip circuit shown in Figure 1 provides a contactless anisotropic magnetoresistive (AMR) measurement solution ideal for either angle or linear position measurements. The two-chip system is capable of providing better than 0.2° angular accuracy over 180°, and linear accuracy of 2 mil (0.002 inch) over a 0.5 inch range, depending on the size of the magnet used.

The circuit is ideal for applications where high speed, accurate, noncontact angle and length measurements are critical, such as machine tool speed control, crane angle control, brushless dc motors, and other industrial or automotive applications.

The circuits shown in Figure 1 demonstrate proven and tested electromagnetic compatibility (EMC) compliant solutions for three protection levels for popular RS-485 communication ports using the ADM3485E transceiver. Each solution was tested and characterized to ensure that the dynamic interaction between the transceiver and the protection circuit components functions correctly together to protect against the electrostatic discharge (ESD), electrical fast transients (EFT), and surge immunity specified in IEC 61000-4-2, IEC 61000-4-4, and IEC 61000-4-5, respectively. The circuits offer proven protection for RS-485 interfaces using the ADM3485E to the ESD, EFT, and surge levels often encountered in harsh environments.

The circuit shown in Figure 1 monitors current in systems with high positive common-mode dc voltages of up to +500 V with less than 0.2% error. The load current passes through a shunt resistor, which is external to the circuit. The shunt resistor value is chosen so that the shunt voltage is approximately 500 mV at maximum load current.

The AD8212 accurately amplifies a small differential input voltage in the presence of large positive common-mode voltages greater than 500 V when used in conjunction with an external PNP transistor.

Galvanic isolation is provided by the ADuM5402 quad channel isolator. This is not only for protection but to isolate the downstream circuitry from the high common-mode voltage. In addition to isolating the output data, the ADuM5402 digital isolator can also supply isolated +3.3 V for the circuit.

The measurement result from the AD7171 is provided as a digital code utilizing a simple 2-wire, SPI-compatible serial interface.

This combination of parts provides an accurate high voltage positive rail current sense solution with a small component count, low cost, and low power.

The circuit shown in Figure 1 is a complete low cost implementation of an analog-to-analog isolator. The circuit provides isolation of 2500 V rms (1 minute per UL 1577).

The circuit is based on the AD7400A, a second-order, sigma-delta (Σ-Δ) modulator with a digitally isolated 1-bit data stream output. The isolated analog signal is recovered with a fourth-order active filter based on the dual, low noise, rail-to-rail AD8646 op amp. With the ADuM5000 as the power supply for the isolated side, the two sides are completely isolated and use only one power supply for the system. The circuit has 0.05% linearity and benefits from the noise shaping provided by the modulator of the AD7400A and the analog filter. The applications of the circuit include motor control and shunt current monitoring, and the circuit is also a good alternative to isolation systems based on optoisolators.

The circuit shown in Figure 1 is a complete adjustment-free linear variable differential transformer (LVDT) signal conditioning circuit. This circuit can accurately measure linear displacement (position).

The LVDT is a highly reliable sensor because the magnetic core can move without friction and does not touch the inside of the tube. Therefore, LVDTs are suitable for flight control feedback systems, position feedback in servomechanisms, automated measurement in machine tools, and many other industrial and scientific electromechanical applications where long term reliability is important.

This circuit uses the AD698 LVDT signal conditioner that contains a sine wave oscillator and a power amplifier to generate the excitation signals that drive the primary side of the LVDT. The AD698 also converts the secondary output into a dc voltage. The AD8615 rail-to-rail amplifier buffers the output of the AD698 and drives a low power 12-bit successive approximation analog-to-digital converter (ADC). The system has a dynamic range of 82 dB and a system bandwidth of 250 Hz, making it ideal for precision industrial position and gauging applications.

The signal conditioning circuitry of the system consumes only 15 mA of current from the ±15 V supply and 3 mA from the +5 V supply.

This circuit note discusses basic LVDT theory of operation and the design steps used to optimize the circuit shown in Figure 1 for a chosen bandwidth, including noise analysis and component selection considerations.