一、为什么咱们需求高功能AO技能？跟着自动化行业的发展，工业操控体系正不断向着更强的功能、更高的可靠性、更智能的适用性的方向晋级。作为操控体系与工业设备之间的接口，IO体系也需求不断晋级功能，以满足操控体系和工业设备的更高的运行要求。工业操控体系中的AO（Analog Output）设备是IO体系中的重要组成部件。作为操控体系操作工业设备的“手”，AO设备经过输出电压、电流信号，决议现场设备的运行状况。因而，AO设备的功能决议了操控体系的操控结果在工业设备上的履行水平。目前市场上干流的AO设备支撑电流、电压信号，信号精度大致在0.2%~0.5%之间，信号改写速度在十几毫秒到几十毫秒之间。AO设备的驱动目标不只包含各种阀门类履行机构，还包括了电机设备、电磁设备、光照设备等等。某些高端运用场合对操控精度、速度的要求现已超出了市场上的干流AO功能。在某些运用场合，AO设备和履行器之间需求额外的信号阻隔或转化设备，这就导致了AO输出功能的下降。为了适配高精度、高速的履行器，或下降信号阻隔或转化设备对体系功能的影响，AO设备的输出功能需求进一步提高。二、咱们需求什么样的AO技能？从表面上看，咱们需求提高AO设备的信号精度、改写速度，但深入分析后，这是个极端杂乱的问题。AO设备的信号类型常见电压信号和电流信号。规范的工业电压信号为0V~5V、1V~5V，规范的工业电流信号为0mA~10mA、4mA~20mA，除此外也有一些非规范的信号范围。从端口特性上讲，电压信号输出要求端口的输出低阻抗，电流信号输出要求端口的输出高阻抗。而在实际运用中，由于驱动才能的要求和反馈结构的约束，端口输出阻抗的规划必须要统筹电压和电流，这带来了一定的规划杂乱度。工业现场运用的操控体系常常需求面对杂乱的环境条件，尤其是安装空间、通风条件、环境温度。AO设备的外形规划需求尽可能紧凑，就要求AO电路的体积尽量小。小体积、宽温度的条件下仍然坚持较高的精度，就需求电路元件具有较低的温漂，或许尽可能下降AO电路的温升。图1是一个常见的电压转电流的AO输出计划。为了使负载电流可调，需求输出级三极管的管压降大范围改变。在某些的负载条件下，该三极管的发热量会十分高，若AO设备的散热才能不足以抵消该发热，DAC、运放等部件就会因较大的温漂产生较大的精度差错。 

图1

PLC、DCS设备中的AO组件往往不止有1路AO输出。单个AO组件包容多路AO输出时，所面对的电路规划杂乱度、电路规划与空间矛盾、发热等问题会更严重。这就导致了AO设备功能的提高，与AO设备的可靠性、易用性难以兼得。总之，高功能AO技能需求在提高信号精度和改写速度的基础上， 电子元器件采购网 进一步优化端口兼容性，提高电路集成度，下降发热以及发热带来的影响。传统的，根据分立器件规划的信号链电路计划难以统筹各项需求。三、AD5755方案ADI公司推出的AD5755较完美的处理了以上问题。这款DAC内部封装了4路独立的电压、电流输出电路，每路能够独立地输出电压型信号或电流型信号。AD5755支撑最大±10V和0mA~24mA的信号范围，基本涵盖了工业设备运用场合的全部信号类型。AD5755为每路AO单元规划了一个BOOST操控器，它的作用是根据当前通道的信号输出和负载条件，自动调节AO信号供电电源的输出电压。从上面图1所举的比方能够看出，当AO输出供电的电压值能够根据输出反馈调节时，输出级的驱动管的管压降就能够被约束在一个预设的值邻近，比方2.4V左右，这时，驱动管的热功率就会变得很低，整个AO电路中最大的热源被大大约束了。从发热源头处理问题，整个AO组件的发热、散热状况都会大大改善。

图2

AD5755计划将4套DAC、运算放大级、功率放大级等传统信号链结构，以及自调节电源操控器集成在一个芯片内部，替代了以往选用分立元件规划时，巨大的电路规划和规划工作量。芯片面积仅9mm*9mm，大大减小了电路面积和AO设备的体积。一起，自调节电源操控器配合AO单元运用，有效地处理了电路发热带来的温漂、老化问题。进一步提高了信号精度的环境适应性和电路的可靠性。根据ADI的官方手册，AD5755能够实现0.05%的基本精度，其动态响应时刻低至十几到几十微秒，在精度和速度指标上远远高于现有市场的干流产品。是下一代高功能AO体系的抱负处理计划。除了精度、速度等重要指标外，面向智能化外表需求，AD5755还具有HART信号调制输入功能。咱们只需求添加独立的HART Modem，将HART信号输入AD5755的CHART管脚，就能够在Iout端直接输出带HART通讯的电流信号。在运用AD5755规划AO设备时，只需求将工作重点放在对该芯片的防护上。咱们能够在端口上添加RC、LC、磁珠、TVS、自复位保险丝等必要的保护电路，就能够大大提高体系的耐受才能。下图给出了一个较为通用的保护计划，仅供读者参考。

图3

经过传统计划和AD5755计划的对比，咱们不难发现，传统的根据电子元器件+PCB的工艺方法有其本身的瓶颈。在传统工艺框架下很难突破的瓶颈，在先进工艺（如MEMS或Chip等）计划面前方便的解决。咱们等待未来市场上能够涌现出更多的高集成化的芯片处理计划或模块处理计划，以提供给咱们更强的功能、更高的可靠性、更智能的适用性的产品规划资源。   

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