德州儀器 （TI） 的可編程邏輯和自動(dòng)化控制器 （PLC/PAC） 解決方案

設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

可編程邏輯控制器 （PLC） 和可編程自動(dòng)控制器 （PAC） 的處理和控制實(shí)施包含從測(cè)試實(shí)驗(yàn)室和制造工廠到軍事與醫(yī)療電子產(chǎn)品以及基本數(shù)據(jù)采集的所有范圍。它們利用各種傳感器和反饋機(jī)制通過(guò)收集、存儲(chǔ)和分析數(shù)據(jù)來(lái)監(jiān)視和控制本地環(huán)境和系統(tǒng)/機(jī)器交互。從傳感器獲得的數(shù)據(jù)包含精密測(cè)量和對(duì)模擬電壓/電流中超低值或細(xì)微更改的處理。

下列一般要求可能適用：

微處理器：包含通用串行接口（例如 I2C 和 SPI）、通用 I/O、定時(shí)器和閃存。TI 可提供用于控制處理器的各種解決方案；從超低功耗 MSP430 微處理器到 ARM? 基于 Hercules? 的Cortex?-R4F 安全 MCU 和 C2000 數(shù)字信號(hào)控制器 （DSC） 及 Sitara 以及 Integra 微處理器。MSP430F24X 系列可提供低功耗、寬電源電壓范圍、可編程電源電壓監(jiān)控器和內(nèi)部基準(zhǔn) ADC。32 位數(shù)字信號(hào)控制器（如 F28235/28335）提供了高度集成和嵌入式閃存（高達(dá) 512kB）、超快 ADC、通信端口和 PWM 控制端口。Hercules 安全 MCU 設(shè)計(jì)為簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)和認(rèn)證的安全關(guān)鍵型系統(tǒng)。Hercules MCU 12 位 ADC、靈活的 HET 協(xié)處理器和通信外設(shè)（例如，啟用 MCU 用作可同時(shí)執(zhí)行安全電機(jī)控制的安全聯(lián)網(wǎng)控制器的 USB、以太網(wǎng)和 CAN）。

數(shù)模轉(zhuǎn)換器：具有 12 至 18 位分辨率的低功耗、輸出電壓 DAC，采樣速率《10kSps，而建立時(shí)間介于 50 和 100μS 之間最為理想。INL《4.0 LSB 最為準(zhǔn)確。DAC8164/855X/856X/883X 系列和最新的 TI DAC（即 DAC9881）適用于此。

觀看視頻：DAC9881 視頻播客

模數(shù)轉(zhuǎn)換器：SAR ADC 應(yīng)當(dāng)具有：?jiǎn)坞娫础?50kSPS、串行接口、12 至 16 位分辨率、INL《1 LSB。Σ-Δ ADC 應(yīng)當(dāng)具有：16 至 24 位分辨率、內(nèi)置 PGA/緩沖器、簡(jiǎn)易的比例式測(cè)量方法、50Hz 和 60Hz 抑制和低噪聲（高 ENOB）。

隔離器：ISO72XX 系列包含具有不同配置和速度等級(jí)的一至四通道器件，完美滿足安全認(rèn)證 （UL1557， VDE0884） 所要求的 4kV（峰值）、3kV （rms）。最高工作電壓為 560V（峰值）。所有輸入電壓應(yīng)為 5V 容限。

輸入放大器：雙極性電源、高阻抗和低偏移是所有輸入放大器的關(guān)鍵所在。對(duì)于電壓的特殊用途，還應(yīng)具有寬的共模，正如 INA146/148 中一樣。對(duì)于電流用途，建議低漂移和增益 》1，正如 INA128 中一樣。

輸出驅(qū)動(dòng)器：XTR300 是完整的輸出驅(qū)動(dòng)器，它不僅滿足 12V 的電壓電源要求，還滿足 ±20mA 的電流輸出要求。通用驅(qū)動(dòng)器要求有：偏移 《 1mV、漂移介于 1 和 2μV/oC 之間、最低轉(zhuǎn)換率為 1V/μs 和增益 BW 》 2MHZ。XTR1XX 系列中的器件，一部分支持電壓，而其它則僅支持電流。有關(guān)其它電壓驅(qū)動(dòng)器，請(qǐng)參見(jiàn) OPA2XX。

電壓基準(zhǔn)：如果未被集成至轉(zhuǎn)換器，應(yīng)當(dāng)為 2.5V 或 5V 并具有低靜態(tài)電流與漂移。許多 REF31XX、REF32XX 和 REF50XX 器件滿足甚至超過(guò)這些要求。

連接：傳統(tǒng)模擬 （4 - 20mA） 和 RS-232/RS-485 接口一直是工業(yè)控制和傳感器應(yīng)用的常見(jiàn)選擇。展望未來(lái)，設(shè)計(jì)人員將在其產(chǎn)品中集成主流有線接口，如以太網(wǎng)、USB 和 CAN。此外，ZigBee、藍(lán)牙和其他低功耗無(wú)線協(xié)議等無(wú)線選項(xiàng)也越來(lái)越流行。TI 致力于同時(shí)為傳統(tǒng)和新興工業(yè)接口提供解決方案。例如，TI 最近推出了全世界首款隔離式 CAN 收發(fā)器 ISO1050。

電源：DC/DC 控制器（如 TPS40210）采用外部電源 MOSFET，以最大程度地提高設(shè)計(jì)靈活性。LDO（如 TL317）是簡(jiǎn)單、廉價(jià)的電源調(diào)節(jié)，而具有集成電源 MOSFET 的 DC/DC 轉(zhuǎn)換器（如 TPS5410）則提供高度集成的降壓調(diào)節(jié)。為了能實(shí)現(xiàn)最快速度上市，請(qǐng)考慮將 DCH0105XXX 系列作為插入式模塊使用。