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

設計注意事項

可編程邏輯控制器 （PLC） 和可編程自動控制器 （PAC） 的處理和控制實施包含從測試實驗室和制造工廠到軍事與醫療電子產品以及基本數據采集的所有范圍。它們利用各種傳感器和反饋機制通過收集、存儲和分析數據來監視和控制本地環境和系統/機器交互。從傳感器獲得的數據包含精密測量和對模擬電壓/電流中超低值或細微更改的處理。

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 數字信號控制器 （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、可編程電源電壓監控器和內部基準 ADC。32 位數字信號控制器（如 F28235/28335）提供了高度集成和嵌入式閃存（高達 512kB）、超快 ADC、通信端口和 PWM 控制端口。Hercules 安全 MCU 設計為簡化開發和認證的安全關鍵型系統。Hercules MCU 12 位 ADC、靈活的 HET 協處理器和通信外設（例如，啟用 MCU 用作可同時執行安全電機控制的安全聯網控制器的 USB、以太網和 CAN）。

數模轉換器：具有 12 至 18 位分辨率的低功耗、輸出電壓 DAC，采樣速率《10kSps，而建立時間介于 50 和 100μS 之間最為理想。INL《4.0 LSB 最為準確。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

模數轉換器：SAR ADC 應當具有：單電源、250kSPS、串行接口、12 至 16 位分辨率、INL《1 LSB。Σ-Δ ADC 應當具有：16 至 24 位分辨率、內置 PGA/緩沖器、簡易的比例式測量方法、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的一至四通道器件，完美滿足安全認證 （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鍵所在。對于電壓的特殊用途，還應具有寬的共模，正如 INA146/148 中一樣。對于電流用途，建議低漂移和增益 》1，正如 INA128 中一樣。

輸出驅動器：XTR300 是完整的輸出驅動器，它不僅滿足 12V 的電壓電源要求，還滿足 ±20mA 的電流輸出要求。通用驅動器要求有：偏移 《 1mV、漂移介于 1 和 2μV/oC 之間、最低轉換率為 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。有關其它電壓驅動器，請參見 OPA2XX。

電壓基準：如果未被集成至轉換器，應當為 2.5V 或 5V 并具有低靜態電流與漂移。許多 REF31XX、REF32XX 和 REF50XX 器件滿足甚至超過這些要求。

連接：傳統模擬 （4 - 20mA） 和 RS-232/RS-485 接口一直是工業控制和傳感器應用的常見選擇。展望未來，設計人員將在其產品中集成主流有線接口，如以太網、USB 和 CAN。此外，ZigBee、藍牙和其他低功耗無線協議等無線選項也越來越流行。TI 致力于同時為傳統和新興工業接口提供解決方案。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計靈活性。LDO（如 TL317）是簡單、廉價的電源調節，而具有集成電源 MOSFET 的 DC/DC 轉換器（如 TPS5410）則提供高度集成的降壓調節。為了能實現最快速度上市，請考慮將 DCH0105XXX 系列作為插入式模塊使用。