Convertitori AD compatti per monitoraggio e controllo industriali

Pubblicato il 12 settembre 2014

Texas Instruments ha presentato dei nuovi convertitori analogico-digitali (ADC) appositamente ideati per consentire ai progettisti di ridurre le dimensioni delle loro applicazioni di monitoraggio e controllo industriali. I nuovi ADC, con registro ad approssimazioni successive (Sar), sono dispositivi con dimensioni e dissipazione di potenza estremamente ridotte, che li collocano al vertice della loro categoria. I nuovi convertitori comprendono il modello ADS7042, che è un ADC SAR a 12 bit, e la famiglia ADS8354 che conta ADC Sar con campionamento simultaneo a 14 e 16 bit.

Il convertitore ADS7042 a 1 MS/s consuma solo 690 µW di potenza ed è capace di ridurre i consumi proporzionalmente alla frequenza di campionamento, raggiungendo, per esempio, 1 µW a 1 kS/s, proponendosi come soluzione per applicazioni di monitoraggio remoto ed energy harvesting. Può essere utilizzato in applicazioni di controllo motori, contatori e apparecchiature medicali portatili, oltre a tutte le applicazioni consumer con spazi ridotti, come hard disk, periferiche per computer, dispositivi indossabili per il fitness e smartphone.

Il convertitore ADS7042 di TI consente di progettare sensori più piccoli, grazie al package di soli 1,5×1,5 mm. L’interfaccia seriale per il collegamento alle periferiche è semplice e trasmette 1 MS/s con un solo clock da 16 MHz, consentendo una connessione diretta alla maggior parte dei processori a bassa potenza, inclusi i microcontrollori MSP430 di TI.

La famiglia ADS8354 a 2 canali comprende degli ADC Sar a 14 e 16 bit estremamente compatti, con campionamento simultaneo. Con data rate da 600 kS/s a 2 MS/s per canale, nessuna latenza e doppio riferimento di tensione interno, controllabile in maniera indipendente, la famiglia è ottimizzata per il mercato industriale, in particolare per controllo di motori, controllo di carico CC, reti ottiche, alimentazione di qualità, automazione industriale e controllori a logica programmabile (PLC).

Tra i vantaggi principali della serie ADS8354, c’è la riduzione dell’ingombro su scheda: misura solo 3×3 mm con due riferimenti di tensione programmabili indipendentemente e intervalli di scala completi separati per ogni canale. Questa configurazione riduce la necessità di circuiti esterni per il condizionamento del segnale e gli ingombri su scheda, per realizzare progetti industriali sempre più compatti.

Inoltre, la serie ADS8354 presenta un’ampia gamma di dispositivi, adatti a realizzare progetti flessibili: la famiglia a 12, 14 e 16 bit comprende 11 dispositivi con data rate da 600 kS/s a 2 MS/s e con uscite a terminazione singola o differenziali che agevolano i progettisti nella personalizzazione della catena di segnale analogico, rispondendo alle loro esigenze di sviluppo di sistemi industriali.

L’interfaccia flessibile di cui è dotata la serie ADS8354 consente dei tempi di risposta veloci: controllo motore rapido, senza latenze, con un semplice clock configurabile a 18 o 32 MHz.

Per questi nuovi dispositivi, TI si propone come ausilio per progettare più velocemente. Infatti, per il dispositivo ADS7042 e la famiglia ADS8354, TI fornisce assistenza e offre una serie di strumenti di supporto per accelerare il time-to-market, con kit di dimostrazione hardware, progetti di riferimento e modelli di simulazione.

I progettisti di sistemi possono valutare le prestazioni dell’ADS7042 e della famiglia ADS8354 in tempi rapidi grazie a dei kit dimostrativi (PDK) installabili con un clic. Questi kit ADC, comprendono un modulo di valutazione (EVM) e una semplice scheda di acquisizione plug-and-play, senza alcuna installazione software online. L’interfaccia grafica (Gui) del kit consente di valutare velocemente le prestazioni dell’ADC in specifiche apparecchiature.

Per tutti i nuovi dispositivi sono disponibili modelli Sar ADC Spice per semplificare la progettazione a livello di sistema della circuiteria di riferimento di ingresso e tensione, e modelli Ibis per effettuare analisi di temporizzazione.

Per semplificare e velocizzare la progettazione, TI mette a disposizione dei progetti di riferimento, denominati TI Designs, che offrono teoria, simulazione, calcoli, metodologie di progettazione e altro ancora per progettare con i nuovi ADC di precisione. I TI Designs comprendono dei sistemi di acquisizione dati per applicazioni a bassa potenza, con fattore di forma ultracompatto a 12 bit e con tre livelli di velocità opzionali (TIPD168): data rate di 1 MS/s per hard disk, controllo motori, encoder motori, encoder ottici e moduli ottici; data rate di 500 kS/s per monitoraggio corrente, monitoraggio batterie, elettromiografia (EMG), impedenza cutanea e dispositivi indossabili per il fitness; data rate di 1 kS/s per misurazioni con sensori giroscopici, di inclinazione, pressione, temperatura, gas, sostanze chimiche e glucosio nel sangue. Inoltre, tra i dei progetti di riferimento TI Designs è presente anche un sistema di acquisizione dati per encoder ottici a 12 bit, 1 MS/s, doppio canale (TIPD117).

TI fornisce assistenza agli utilizzatori di questi suoi prodotti anche attraverso il Precision Data Converters Forum della TI E2E Community, dove gli ingegneri possono cercare soluzioni, ricevere assistenza, condividere conoscenze e risolvere problemi con altri colleghi e con gli esperti di TI.

Il componente ADS7042 è già disponibile in formato QFN da 1,5xq,5 mm a un prezzo, consigliato da TI, di 2,10 dollari per quantitativi da 1.000 pezzi. Il kit demo ADS7042EVM-PDK per velocizzare la valutazione del dispositivo è in vendita al prezzo di 300 dollari.

Tutta la serie ADS8354 è già disponibile con le opzioni riportate nella tabella, che mostra anche i prezzi consigliati da TI, riferiti a quantitativi da 1.000 pezzi, e i codici dei kit demo (EVM-PDK) che, anche per questi modelli, sono in vendita al prezzo consigliato di 300 dollari.

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