Jste zde

Návrh PLC očima vývojáře – 5. část (Analogové výstupy – příklady)

Jan Robenek, 25. Srpen 2010 - 8:21
05.jpg

S programovatelnými automaty se můžeme setkat prakticky na každém „průmyslovém“ kroku. Aby je však mohli jedni zapojit a obsluhovat, musí je druzí nejdříve vymyslet, navrhnout a odladit. A právě takovému tvůrčímu přístupu se nyní budeme věnovat. Zároveň také představíme celou řadu doporučených polovodičových řešení.

Nahraďte 31 D/A převodníků jediným obvodem a jeho 32násobnou zesilovací strukturou sample / hold

MAX5167

Blokový diagram obvodu MAX5167

Integrovaný obvod MAX5167 se skládá z 32 zesilovačů typu sample / hold s vestavěnými hold kapacitami a také oddělovacími stupni (Buffer). Interní kapacity vhodným způsobem minimalizují

  • parazitní proudy,
  • dielektrické absorpce,
  • vnější propojení a také
  • nezbytný prostor na desce plošného spoje.

Použité kondenzátory rovněž zajišťují rychlé odezvy (Acquisition Time, typ. 2.5 μs), zatímco si udržují poměrně nízkou rychlost poklesu výstupního napětí v režimu hold (tzv. Droop Rate), typicky 1 mV/s. S takovými vlastnostmi zesilovacích struktur sample / hold se obvod MAX5167 směle řadí mezi vhodné kandidáty na vysokorychlostní vzorkování (Sampling). S čipem se „domluvíme“ prostřednictvím 5linkové sběrnice, na které demultiplexeru definujeme příslušnou adresu, odpovídající jednomu ze 32 výstupů. Propojení analogového vstupu se sample / hold zesilovači je tedy podmíněno příslušnou řídicí logikou.

Základní výhody sample / hold struktury MAX5167:

  • Vysoká míra integrace, jednoduchý návrh
    • 32 kanálů sample / hold
    • Výstupní ochrany pro každý kanál
    • Široký rozsah výstupního napětí od +7 V až do -4 V
    • Spojením dvou čipů MAX5167 do kaskády pokryjeme 64 výstupních kanálů
  • Jedinečná přesnost spolu s linearitou, podpora precizních systémů
    • Přesnost zpracovaného signálu 0.01 %
    • Chyba linearity 0.01 %
    • Rychlá odezva 2.5 μs (Acquisition Time)
    • Nízká rychlost poklesu výstupního napětí v režimu hold 1 mV/s
    • Malý krok 0.25 mV (Hold Step)

Vícekanálové D/A převodníky – vysoká flexibilita spolu s nízkou cenou

MAX5134 / MAX5135 / MAX5136 / MAX5137

Blokový diagram D/A převodníků MAX5134 / MAX5135 / MAX5136 / MAX5137

Pod označením MAX5134 – MAX5137 nalezneme pinově a také softwarově kompatibilní 16 a 12bitové D/A převodníky (DAC), nabízející

  • malou vlastní spotřebu,
  • oddělený napěťový výstup (Buffery) a také
  • vysokou linearitu.

V rámci svého rail-to-rail provozu využívají služeb buď přesné vnitřní nebo také vnější reference. Aby se mohly převodníky MAX5134 – MAX5137 přizpůsobit většině nízkopříkonových i nízkonapěťových aplikací, pracují s napájecím napětím od 2.7 V až do 5.25 V.

Základní výhody D/A převodníků MAX5134 / MAX5135 / MAX5136 / MAX5137:

  • Možnost flexibilního upgrade
    • 2, resp. 4 kanály
    • 16 / 12 bitů
    • Pinová i softwarová kompatibilita
  • Úspora nákladů včetně místa na plošném spoji
    • Sériové rozhraní, kompatibilní s SPI / QSPI™ / MICROWIRE™ / DSP
    • Rozměry pouzdra 4 mm x 4 mm
    • Výstup READY podporuje jednoduché propojení několika čipů MAX5134–MAX5137 i dalších, kompatibilních součástek (Daisy Chaining)
    • Zdvojený buffering (asynchronní pin /LDAC), souběžné (simultánní) aktualizace všech výstupů
  • Vyšší míra zabezpečení
    • Hardwarový vstup pro resetování výstupů DAC na nulu nebo střed (Midscale) v případě náběhu napájecího napětí nebo také resetu

Zvětšete spolehlivost a také bezpečnost celého systému se speciálními výstupními obvody

MAX15500 / MAX15501

Blokový diagram MAX15500 / MAX15501

Analogové výstupní struktury MAX15500 / MAX15501 zajišťují nastavitelnou velikost proudu až do

  • ±24 mA,

resp. napětí až do

  • ±12 V

a to úměrně k řídicímu napěťovému signálu. Řídicí napětí bude v typickém zapojení generovat vnější D/A převodník s výstupním napěťovým rozsahem

  • 0 až 4.096 V (MAX15500), resp.
  • 0 až 2.5 V (MAX15501).

V případě výstupního proudu nebo také napětí můžeme volit mezi unipolární a bipolární reprezentací. Programovatelnost obvodů MAX15500 / MAX15501 zajišťuje rozhraní SPI, umocněné přístupem, zvaným Daisy-chain.

Základní výhody výstupních struktur MAX15500 / MAX15501:

  • Zvýšená spolehlivost
    • Výstupy s nadproudovou ochranou
    • Ochrana výstupů před zkratem na zem nebo napájecí napětí až do ±35 V
  • Jednoduché zapracování do projektu, diagnostika
    • Možnost volby mezi unipolárním a bipolárním výstupním proudem a napětím
    • Monitorování limitních teplot a také brownoutů, nastavitelné prahové úrovně
    • Rozsáhlá chybová hlášení (rozhraní SPI), přídavný výstup přerušení typu open-drain
    • Analogový výstup pro monitorování podmínek na zátěži
  • Popis MAX15500 / MAX15501 na stránkách hw.cz 

Bude – li součástí 16bitového D/A převodníku napěťový a také proudový výstup, zmenšíme zastavěnou plochu a také snížíme počet vnějších součástek

MAX5661

Zjednodušený blokový diagram MAX5661

D/A převodníky MAX5661 nabídnou programovatelný napěťový i proudový výstup včetně případného nastavení zisku. Vývojáři tudíž mají při návrhu modulů s analogovými a také smíšenými signály zase o něco jednodušší život. Tak pravil Maxim [1].

Základní výhody D/A převodníků MAX5661:

  • Jednoduchý návrh
    • Softwarově volitelný napěťový / proudový výstup
  • Snížení počtu vnějších součástek
    • Integrovaný výstupní buffer
    • Nevyžaduje žádné přídavné diskrétní prvky pro přepínání mezi výstupními režimy
  • Vysoká spolehlivost celého systému
    • Podpora rozkmitů až do 37.5 V

S vysoce precizními výstupními strukturami za ještě větší přesnost „vysokonapěťových“ aplikací, určených do drsného prostředí

MAX9943 / MAX9944

MAX9944 a možnosti, které nabízí pro přesné buzení zátěže

Pod označením MAX9943 / MAX9944 nacházíme zesilovací struktury, pracující s vyšším napájecím napětím v rozsahu od 6 V až do 38 V. Jejich dalšími přednostmi jsou

  • přesnost (100 μVos),
  • malý drift (0.4 μV/°C) a také
  • malá spotřeba (550 μA).

Cílovou skupinu aplikací tvoří snímače a jejich signálové trasy, průmyslová přístrojová technika a smyčkou „poháněné“ systémy (např. 4 mA – 20 mA transmittery).

Základní výhody zesilovačů MAX9943 / MAX9944:

  • Jednoduché buzení 24 V (4 – 20 mA) linek v celém provozu
    • Vyšší napájecí napětí spolu s posíleným výstupním buzením překračuje požadavky, kladené na komunikaci v proudovém režimu

Přesný odporový dělič jako integrovaný obvod – proč ne?

MAX5490 / MAX5491 / MAX5492

Příklad výroby přesného a také odolného analogového výstupu s děličem MAX5491

Rodina přesných odporových děličů MAX549x se skládá ze dvou přesně spárovaných rezistorů s přístupem k oběma koncům a také středu (společnému vývodu). Jednoduché struktury nabídnou vynikající shodu (Initial Resistor Ratio Error), reprezentovanou třemi úrovněmi

  • ±0.035 % (A grade),
  • ±0.05 % (B grade) a
  • ±0.1 % (C grade).

Zároveň zde hovoříme o extrémně nízkém teplotním koeficientu odporového poměru 2 ppm/°C v rozsahu od -40 °C až do +85 °C (Resistance-Ratio Temperature Coefficient, MAX5491). Celkový odpor, tvořený součtem R1 + R2 činí u prostředního obvodu 30 kΩ - k dispozici zde máme rovněž deset různých odporových poměrů od 1:1 až do 30:1.

Základní výhody integrovaných odporových děličů MAX5490 / MAX5491 / MAX5492:

  • Jednoduché a také levné
    • Pracovní napětí na sériové kombinaci obou rezistorů až 80 V
    • Odporové poměry od 1:1 až do 100:1
    • Vysoká přesnost výchozího poměru
    • Tři skupiny: 0.035 %, 0.05 % a 0.1 %
    • Nízký drift odporového poměru již od 1 ppm/°C
  • Minimální prostorové nároky
    • Miniaturní, 3vývodové pouzdro SOT23

Ušetřete místo v nízkopříkonových řídicích modulech s jednočipovým modemem HART

DS8500

Blokový diagram modemu DS8500

Obvodem DS8500 rozumíme jednočipový modem, splňující požadavky, kladené na fyzickou vrstvu HART. Součástka, pracující v režimu polovičního duplexu, integruje potřebné prvky pro modulaci a demodulaci

  • 1200 Hz / 2200 Hz FSK signálu,

přičemž zároveň spotřebuje velmi malé množství energie. Kvůli vestavěnému zpracování digitálního signálu vystačí jen s několika externími součástkami.

Základní výhody modemu DS8500:

  • Vyšší hustota, menší spotřeba
    • Maximální proudová spotřeba 285 μA
  • Úspora místa
    • Nejméně vnějších součástek z titulu zabudované filtrace (Digital Filter, Rx)
    • 20pinové provedení pouzdra TQFN o rozměrech 5 mm x 5 mm x 0.8 mm
  • Snadno dostupný krystal
    • Standardní hodinový vstup 3.6864 MHz
  • Robustní signalizace díky nejnižšímu harmonickému zkreslení
    • Sinusový výstupní signál

V dalším pokračování na nás již čekají průmyslové sběrnice...

Použitá literatura:

Download a odkazy:

 

 

Hodnocení článku: