下一代航天和国防以及测试和测量系统带宽从10s到100s MHz横跨到GHz的瞬时带宽。相控阵雷达、5G无线测试系统、电子战以及数字示波器的发展趋势正在推动业内向更高带宽发展，并且大幅增加系统中的通道数量。
这些趋势使包括数据转换器、时钟和电源等组件的信号链设计变得复杂化。选择合适的数据转换器、同步多个通道以及优化电源，对于在多个通道上实现必要的带宽至关重要。
选择适合的数据转换器
每个系统架构都是从对系统性能影响最大的器件开始；在宽带系统中，最先开始的就是数据转换器。选择哪一款数据转换器取决于您对以下问题的回答：
您是否会使用零中频(IF)/复数混频器架构（如图1所示）？
作者： TI 工程师 Jimmy Zhou & Frank Xiao
伺服控制系统广泛的应用在工业机器人、数控机床、电子制造、印刷机械、纺织机械等领域，在工业生产中发挥重要的作用。在工业机器人和数控机床等领域，响应速度快、转矩抖动小和精度高的伺服控制系统越来越关键。伺服控制系统的由位置环、速度环和电流环组成，电流环是内环，电流环的性能决定了整个控制系统的精度和响应速度。
一个影响电流环性能的因素是电流采样方式，目前主流的电流采样方式包括霍尔电流采样、隔离运放电流采样和隔离Δ-Σ 调制器电流采样。TI的隔离Δ-Σ 调制器 AMC1305的精度高、绝缘等级高和抗干扰性能强，广泛的应用在工业伺服、变频器和太阳能逆变器等领域。
AMC1305的电流采样方式如图1所示，AMC1305将电流信息转换为单线的数据流，该数据流通过DSP等控制芯片中的滤波器模块，还原得到电流信息。相比于前两种电流采样方式…
`软硬兼施`，TI超声波产品让燃气表更准确可靠
在国家清洁能源政策支持下，天燃气已经成为我们清洁能源体系的主体能源之一。随着天燃气在我国一次能源消费中的比例逐步攀升，燃气计量行业也在快速发展。目前市场上的主流燃气表包括传统的机械式膜式燃气表和电子式膜式燃气表。因为膜式燃气表的技术成熟、计量可靠、价格低廉等优点，这种方式一直在燃气计量行业占据主导地位。但是膜式燃气表由于结构复杂、易磨损、易受管道介质温度压力等因素影响，导致测量精度降低，小流量测量精度差。超声波技术作为一种新型的计量方式，在日本、欧洲、美国等国家开始采用。超声波气表具有非接触测量、无可动部件、无压力损失、极高测量精度、高测量动态范围等优势，在燃气表市场中崭露头角。结合燃气表智能化、网络化的趋势，中国超声波燃气表市场将迎来春天。
机遇与挑战并存。超声波虽然是工业应用中一种成熟技术，但是要在家用燃气表中普及…
可穿戴式患者监护仪市场发展迅速。远程患者监护仪帮助医生实时监护患者，由此可预见医疗保健领域物联网的未来。
远程患者监护系统为患者和医生节省了时间，可在门诊的基础上提供患者的关键信息。患者移动性也已成为趋势，通过与无线网络的安全连接，远程患者监护仪可缩短患者就诊时间并避免过多电缆的干扰。如今的可穿戴医疗产品不仅可以测量生命体征，而且还可用作个人应急系统。由于这是一种复杂的终端设备，致使患者监护仪将面临五大常见的主要设计挑战：功耗（或电池寿命）、便携性（或大小）、患者安全、数据安全传送和集成。
图1所示为可穿戴式患者监护仪的高级框图，重点介绍了电池管理、非隔离式DC/DC电源、隔离和无线接口等子系统。
图1：可穿戴式患者监护仪的高级框图
下文将为您讲述设计可穿戴式患者监护仪时面临的五大挑战及解决措施：
电池寿命
便携式和可穿戴式患者监护仪通常由电池供电。对于消费者而言…
对之前博文介绍的神奇技术不感兴趣？那么来看看这个吧：一直以来，我们持续研究穿透式玻璃触控应用，终于成功作出改进。通过采用MSP430™微控制器(MCU)和CapTIvate™技术(MSP430FR2633)，我们实现了对发光二极管(LED)和液晶显示器(LCD)的按钮点击控制，而不再是不仅仅局限在通过玻璃实现低功耗触控的参考设计(TIDA-00343)所描述的按钮感应功能。图1是带LCD的穿透式触控玻璃参考设计(TIDA-00494)的方框图。
图1：LCD参考设计方块图(TIDA-00494)
如果您回想我之前的博文就会了解过程设备操作人员每天都需要通过键盘实现编程功能。该键盘封装在带有厚玻璃窗的拧紧式防爆金属外壳内，本地读数通过LCD显示（见图2）。
图2：TIDA-00494穿透式玻璃触控参考设计
工厂自动化和过程控制设计师一直努力找寻能够让操作人员无需花时间打开外壳就能与防爆现场传送器实现交互的方法…
德州的奥斯汀市有很多吸引人的东西—音乐、技术和美食，数不胜数。但是对于夏天来到这里的访问者来说，有一点是绝对不容错过的。每天黄昏，超过3百万只蝙蝠从市内的一座桥下飞出来，飞过一个小湖泊，一直向东，要吃掉数吨的蚊子和飞虫。看着乌压压黑云一般的蝙蝠向远方飞去真是机会难得，不容错过。
蝙蝠用回声定位进行捕食的能力一直使我感到惊讶。令人惊讶的是，人类现在刚刚开始使用很相似的技术来改善我们的生活。而这篇博客将介绍我们如何使用超声波感测来更好地感知我们的世界。具体来说，我们将讨论在液体中使用超声波传感器来测量液面水平、密度和成分。
在推动我们的世界向前发展的技术领域，液体类型识别和水平面感测已经被使用了数十年。车辆可能是脑海中呈现的第一个示例，但是其它应用也不胜枚举。环境测试设备、采矿应用和大量的工业处理取决于对液体水平面、组成成分和密度的准确测量…
在之前的博文中，我介绍了建筑自动化无线传感器网络数个趋势中的第一个趋势：能源效率。我们回顾一下，建筑自动化系统中实现更多传感器的4个关键趋势包括：
本系列博客的第二篇文章中提及的传感器应用到建筑后可以帮助保护业主和业主的财产，发现任何安全问题后通知业主和调度中心或者检测到环境中的危险情况后通知业主。
安全与保障两个主题涉及到许多建筑自动化应用：从暖通空调（HVAC）到建筑安保和消防系统。
建筑安保系统不仅可以提供向主管机构通知非正常活动的警报系统，还可以向您提供住宅或建筑的最新安全状态。在今天，磁簧开关或数字霍尔效应传感器可以帮助检测门（或窗户）接触状态。如果使用二级磁铁对系统设置侵入检测，就可以使用占空比、模拟霍尔效应传感器创建更可靠的前端检测。
图 1：带侵入检测功能的模拟霍…
“我会回来的。”
这可能是机器人讲的最有名的句子。同时，它也可能并非推销机器人的最佳手段，因为“终结者”可做任何事情，但其行为类似于一个友好的人类。幸运的是，“终结者”只是科幻小说，Arnie在第二部电影中还拯救了人类。但是让我们从娱乐转向正题，看看人类如何从与工厂自动化中涉及的不同类型的机器人的交互中受益，并且在与他们合作时仍然感到安全。毕竟，根据国际机器人联合会的说法，到2018年，大约有130万个工业机器人将被引入世界各地的工厂，欧洲工厂的比例最高。
行业在以下五个领域考虑使用工业机器人：
工业机器人类别
介绍人机交互的示例之前，让我们看看今天在工厂自动化中使用的前三种机器人。
2015 TI 工业应用研讨会深入探讨了马达驱动、传感器技术、物联网、工业自动化、DLP、Flybuck变换器、时钟产品、智能电网、低噪声LDP、开关电容和背光方案等多项热门议题。
下载讲义：
实时控制是闭环系统在定义的时间窗口内收集数据、处理数据并更新系统的能力。作为文章“实时控制简介及其重要性”的续篇，本文将详细介绍实时控制系统的第一个功能块“检测（收集）数据”，并针对如何通过关注特定传感器参数来优化实时控制系统的数据捕获提供了三个技巧。
您可能需要监控电机的位置和转速、调节电动汽车(EV)充电站的输出功率，甚至需要测量车辆与其前方停车间的极近距离。无论什么应用，对于闭环系统的安全和性能而言，传感器速度、精度和可靠性等参数都至关重要。
技巧1：选择可在定义的时间窗口中收集数据并进行通信的传感器。
在瞬息万变的环境中，传感器响应、转换和通信速度对于实时控制系统至关重要。系统收集和处理数据的速度越快，更新输出的速度就越快，从而可以保持稳定性和效率…
在此博客系列的第二部分，我将探讨楼宇自动化的无线传感器网络的第二个趋势——安全和可靠性。回顾一下，驱动楼宇自动化系统中加装多个传感器的四个主要趋势包括：
第三篇博文中，我将重温用户舒适度的内容。当加装到建筑时，其创造一个舒适的氛围；与各种传感器节点进行交互时，其创造一个无缝和现代的用户体验。
本系列的第一篇博文讨论了独立的环境传感器，其可通过监测多个房间或区域的温度和湿度实现更智能的暖通空调（HVAC）控制。我也会讨论通过需求控制通风（DCV）不断增加的HVAC系统效率。此DCV基于一个房间的占有人数，而非房间的最大占有人数。图1所示为使用3D时间飞行（ToF）的示例DCV系统 （参考设计）。第二篇博文简要介绍了气体和粒子探测，它可帮助暖通空调系统基于房间空气质量为房间带来新鲜空气。正如您所看到的，传感器节点趋势可能彼此相交。一个舒适环境的智能控制可让建筑更节能…
工业以太网在工厂自动化和过程自动化、电网基础设施和楼宇自动化产品中对基于串行的现场总线扮演极其重要的角色。工业以太网将可编程逻辑控制器（PLC）与现场安装的传感器和执行器、输入输出模块和总线耦合器和驱动器相连。
不幸的是，产品制造商还未达成一致的通用的工业以太网标准；相反，所处领域也是零散的，工厂部署的标准超过30种。许多领先的制造商已经定义了一个特定的工业以太网标准，以满足他们的需求，往往来源于他们现有的其中一种基于串行的现场总线。
大多数工业以太网标准需要一个单独的设备解决方案。图1描述了一种解决方案，其中包括微控制器单元（MCU）或微处理器单元（MPU）和一个独立的工业以太网设备、媒体访问控制器（MAC）。该MAC支持实时以太网帧处理，这在技术上称为“即时”或“直通”帧处理。因此，大多数工业以太网标准需要应用专用的集成电路（ASIC…
合著者Miro Oljaca与Tattiana Davenport
固态继电器(SSR)是用于负荷通/断控制的半导体型装置。通常用于SSR的半导体包括两种类型的功率晶体管与两种类型的晶闸管。功率晶体管包括双极结型晶体管(BJT)与金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。晶闸管包括硅控整流器(SCR)与三极管交流开关 (TRIAC)。
用一个很小的外部电压或电流控制这些半导体。因此，半导体可以利用低输入功率控制高输出功率型负荷。负荷电流可以是交流(AC)或直流(DC)，这决定了用于执行切换功能的半导体类型。除负荷控制外，可取决于具体应用将SSR绝缘或半绝缘。
相比机电继电器(EMR)，SSR不具有可能磨损并限制末端设备使用寿命的机械触点。可以利用SSR的一些末端设备包括诸如暖通空调(HVAC)系统控制、恒温器、工厂自动化可编程逻辑控制器(PLC)与测试测量设备。
控制交流负荷
晶闸管与功率MOSFET通常控制交流负荷…
我想后面的情景一定在你身上发生过：一天早上，工程经理找到你并对你说，“我们需要将连通性添加到产品‘x’中，不过，为了使功能有所增加，我们不想改变产品‘x’中的电路。”若现有系统已具有到主机处理器的通用异步接收器/发射器 (UART) 的话，那么就可以很轻松地增加Wi-Fi了。
TI已经创造出一款针对24V AC供电的UART至Wi-Fi桥接 (TIDA-00375)的参考设计，旨在应用于楼宇自动化和HVAC系统。这款设计特有一个低功耗SimpleLink™ Wi-Fi CC3200无线MCU来实现互联网连通性。这个设计还包含一个电源部分，此电源可与HVAC应用和恒温器中常见的24 VAC系统一同使用。此设计可以与具有3.3V或5V逻辑电路的系统对接。
TIDA-00375参考设计的表现形式为一个无线桥接。（请见图1）包含在这个设计中的软件，使用一个由外部接入点提供的Wi…
摘要：在过去，许多人对于家居或楼宇自动化的认识也许仅仅是安防系统的应用，然而随着技术的进步和发展，短短几年间，智能家居已经成为了电子行业中最火热的话题之一，市面上针对不同应用的电子产品也纷呈迭出。TI Designs 参考设计可提供大量针对楼宇自动化的参考设计，帮助开发者可以轻松打造属于自己的定制化解决方案。
很难相信，就在短短的几年之前，安防系统是仅有的常见家居自动化应用，而此类系统往往是通过一根简易老式的电话服务 (POTS) 线路向警报公司传送信息。在过去，智能家居的现实几乎是不存在的，虽然部分家居自动化已经不止是局限于简单的安保系统，但是其安装的场所通常仅限于非常高端的住房，因而导致这项技术难以走进大多数家庭。
如今，随着技术的飞速发展，智能家居的总体应用情形已经看起来大为不同了。技术的进步使得那些就在几年前还负担不起或是需要专业安装的家居自动化应用变得可以承受，同时随着产品的简化，用户已经可以自行完成组装。如果我们去中意的家居装饰店里逛一逛…
越来越多的企业和个人都在寻找减少能源足迹和增加使用可再生资源的方法。为了产生显著的效果，我们应该把重点放在哪些方面？
全球超过 65% 的电力用于为工业环境、商业建筑和个人住宅中的电机和电源供电。据 Our World in Data 资料显示，60% 的电力来自燃烧煤炭和天然气，只有不到 10%的电力 来自可再生能源。智能变频数字电机控制则可降低 25% 以上的能耗。智能数字电源控制可以更大限度地提高太阳能和风能的生产效率，并更大限度地减少超高能耗设备的电源功耗。在本文中，我们将探讨智能控制应用的一些趋势，以及分享智能控制如何降低能耗和提高可再生能源效率的示例。
智能电机控制
空调（图 1）是电网中的主要耗电设备。虽然具体的能效标准因地区而异，但所有设计都需要实施先进的电机控制和功率因数校正 (PFC) 算法，以达到目标额定值并满足功率因数规格…
工业系统设计师们通常会设计一种或两种标准化设备，从而使其产品具备特定的功能。例如，他们可能会使用一两种电源集成电路(IC)，通过5V适配器或单芯电池组等多种电源进行操作。也可能会使用通用运算放大器来放大或调节各种传感器发出的信号。标准化可以实现更多的设计重用，还能扩大人们实际使用的少数常用组件的容量，从而减少研发投入，在规模经济的作用下创造更大的价格优势。
当然，实现标准化需要解决的一大难题就是如何设计出足够灵活的设备来履行多种角色。对电源来说，要解决的是如何设计出既可供便携式应用的低静态电流(IQ)，又能够在输出纹波更重要时提供低噪声输出。这是一项难题，因为对电源来说，这两个目标本身就是相互冲突的。随着电子元件的尺寸不断缩小，尺寸也变得非常重要。但是，如此小的设备中能否承载足够的功能（专业IC引脚和空间）来匹配不同的应用呢？
有了iDCS-Control（即工业直接控制与省电模式的无缝衔接[iDCS]），当然能够实现这一目标…
此博文由Matthieu Chevrier与Lali Jayatilleke共同撰写
网络购物的发展带动了物流中心数量的增加，因而在物流中心处理许多繁重任务的轮式机器人的数量也随之增加。这些轮式机器人要应对的下一个挑战是最后一公里交付，以帮助减少市中心区繁忙街道的拥挤程度。与此同时，人类友好型机器人开始在实体店进行实时盘点，这使得超市能够减少每种产品的货架空间，并增加给定时间内可以携带的库存量。轮式机器人甚至可以进军宾馆，提供从入住到客房服务的接待服务。
对于这些轮式机器人来说，这并不完全是高难度的工作，他们很快就会把披萨或咖啡送到你的工作场所或校园宿舍。随着餐厅向“全栈式食品配送服务”转变，一家公司可以负责所有的客户交互管理、烹饪和物流。所以很快就需要轮式机器人来配送食物。
图1：轮式机器人配送披萨的示例
随着一些人认为是“伪装机器人”的轮式机器人的出现，让我们来看看目前业界使用的整个机器人组合…
欢迎回到“如何选择合适的工业以太网标准”的第二部分，这个博客系列主要针对那些已经决定在他们的系统中利用工业以太网优势的工程师们。这个系列将涵盖数个常见的工业以太网通信协议，以帮助你为应用选择最佳的标准。你也可以阅读上一篇关于Sercos III的博文。
在这一部分中，我将详细介绍EtherCAT、它的终端应用，以及它的工作方式。
德国倍福自动化公司 (Beckoff Automation) 发明了EtherCAT。自从2003年以来，它一直处于EtherCAT技术组 (ETG) 框架之下，而EtherCAT技术组是一个由大约2600家成员公司组成的工业现场总线组织。
EtherCAT常见于工厂自动化、半导体工具、包装机器人技术以及其它应用领域。我最喜欢的一个非工业应用示例就是迪斯尼内的水舞水幕秀，其中由EtherCAT来控制灯光显示。
在技术层面，EtherCAT是如图1中显示的主从网络架构。EtherCAT从器件具有2个以太网连接器…
摘要：营养不良、洁净饮用水匮乏、能源短缺、交通和居住环境以及教育资源供应不足等挑战促进了智能城市的发展。智能科技的应用将帮助人们实现智能交通、智能住宅与楼宇、可代替能源以及互联生活，从而为我们的生活提供最大的便利，并为下一代创造一个更美好的世界。想了解TI为智能城市提供哪些解决方案？点击此处了解更多。
智能城市是过去几年间多项举措相互融合、不断发展所演变出来的概念。如果我们看一看不断增长的城市人口和与之相关的可用资源，那么我们当前以及下一代的生活质量确实让人为之担忧。在全球范围内，有很多生活必需品都存在短缺现象，例如营养不良、洁净饮用水匮乏、能源短缺、交通和居住环境以及教育资源供应不足等。针对所有这些问题的解决方案都集中在了智能城市的发展方面。建设智能城市是一项全新举措，需要对现有的大都市进行全面的改革，或者在重要的城市周围建设新城镇，为生活提供最大的便利。几乎所有的发达国家和大多数发展中国家都在其拥有巨大人口数量的城市中研发智能科技…
许多（如果不能说是绝大多数的话）机器由称为可编程逻辑控制器（PLC）的专用计算机控制。这一趋势的根源可追溯至20世纪60年代末，当时机器和装配生产线变得日益复杂，其相应的控制系统也是如此。当时的硬连线基于中继的控制系统不灵活，并且容易出错。维护起来更像是经历了一场噩梦。所需继电器和布线数量达到惊人的数目，这并未让工程师的生活变得更轻松。像继电器类的机械装置比精心设计的电子设备更容易磨损。为了优化其组装生产线的控制系统获得更好的可靠性和维护，通用汽车公司与百福订立合同，为基于不同硬接线继电器的控制系统设计了一种电子替代品。第一个PLC由此诞生。其被称作MODICON-084，并在今天被认为是所有PLC系统的始祖。得益于其灵活性、简易性和更好的成本结构，这一革命性的技术很快在全行业获得应用。
在随后的几年中，PLC外形尺寸变得越来越小，而编程变得更加容易。越来越多的PLC厂商出现，并为编程和功能设置订立了标准。今天，大型PLC系统的基础设施具有的功能和特性几乎可解决自动化和过程控制出现的所有问题…
如果您一直关注我的多协议工业以太网系列博文，您就会发现我是可编程实时单元和工业通信子系统(PRU-ICSS)（Sitara™处理器内的可编程接口）的铁粉。在本博文中，我想说一下PRU-ICSS的另一个应用，即帮助把您选择的数字位置编码器主接口集成入Sitara处理器内。
首先，让我们来看下包含位置编码器的系统层面方块图——见图1。诸如伺服驱动器等应用通常都配有集成了数字位置反馈编码器的电机。位置编码作为传感器，能够精准测量电机轴的角度（以度为单位）或线性轴（以微米为单位）的距离。
在该等系统中，位置编码器负责读取电机轴的角度，并通过数字位置编码器协议将信息提供给位置编码器主控装置。应用处理器的磁场定向控制(FOC)算法负责对角度进行进一步处理，包括电机相电流测量，以计算脉冲宽度调制(PWM)外设的新值。
…
作为一名工业自动化领域的从业人员，我目睹了工业4.0在一天内以不同的形式出现在我的身边：媒体覆盖、用户会议，以及其它与包括工程师和CEO在内的所有人的对话。不过，目前大多数与之相关的书籍和出版物使我更加困惑，而并没有告诉我其中的原因。在这篇博文中，我想要与你分享我对于工业4.0框架执行的一些真实想法—以及到底是什么原因使工业4.0的成功部署变得如此漫长。
谁需要用到工业4.0，它到底是何方神圣？
在制造业拥有竞争力需要对生产工艺的不断改进和提升。制造商可以使用信息技术 (IT) 来大幅提升效率和灵活性。对于产品生命周期透明且实时的了解可以帮助制造商构建工业4.0框架的骨干。在大数据云中运行分析有助于改进这一过程。
这个高级描述提出了一个关键问题：
对于来自生产车间的输入/输出 (IO) 数据的处理对于大数据分析来说太快了。图1显示了周期时间内的处理级…
摘要：在过去的10年中，智能城市取得了许多突破性的进展。虽然诸如以太网或Wi-Fi® 网络等典型基础设施实现了大部分系统与子系统之间的通信，然而随着物联网（IoT）的高速发展，各类系统的节点也随之持续增殖。为了支持那些具有更多不同子系统节点的系统，IoT网关逐渐成为智能城市的幕后推手。德州仪器 (TI) 可提供从低级节点到高级云服务器等涵盖整个 IoT 领域的半导体解决方案，以帮助客户通过不同的方式解决设计中所遇到的挑战。
无论是灵活的交通、高效的能源还是有效的水资源和废物管理，如今，智能城市所提供的各类系统改善了市民的福祉和工作生活效率。对于智能城市而言，虽然许多技术都是不可或缺的，然而实现智能城市最重要的一点是拥有高度互连的基础设施，以用于支持所安装系统中整体信息的共享和交换。
目前，大部分系统和子系统之间的通信都是采用诸如以太网或 Wi-Fi® 网络等典型基础设施来实现的，但是为了支持那些具有更多不同子系统节点的系统…
提到楼宇自动化，无线传感器网络（WSN）和物联网（IoT）在楼宇中的应用正变得越来越普遍。利用无线传感器网络可以为现有楼宇基础设施增加“智能”元素，无需担心在难以到达的区域进行额外布线和安装。
看着越来越多的传感器进入无线系统，我常常问自己，“在暖通空调、照明或楼宇安防系统中加装传感器的目的和理由是什么？”
四种重要趋势可帮助解答此问题：
本篇博客的第一部分将重温能源效率，这是在楼宇自动化系统加装传感器的一个重要趋势。
无论您是业主、房主还是租客，我们都关心节能和成本控制的问题。今天的楼宇使用大量的电网能源——然后浪费30%的电网能源1。通过创建一个使用传感器节点的智能楼宇，仅在必要时运行该楼宇的高功耗设备，从而节约能源、减少浪费，最重要的是可以为我们控制成本。
图1显示了一组商业楼…
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