电缆两端的电感应良好匹配,以避免产生差分模式噪声,自谐振频率应至少达到10 MHz,避免对ADI公司新一代振动测量系统的实时突发模式产生干扰。注意,电源和数据耦合解决方案必须添加到不需要直流数据内容的数据线路中,例如MOSI或MISO到RS-485的扩展件。
推荐的解决方案和性能取舍
基于所提出的设计考量,以下组件为稳健的有线工业振动测量解决方案提供了最佳路径。
u ADcmXL3021,宽带宽、低噪声、三轴振动传感器
u ADuM5401/ADuM5402,四通道、2.5 kV隔离器,采用集成DC/DC转换器
u ADM3066E,50 Mbps半双工RS-485收发器
u ADM4168E,30 Mbps双通道RS-422收发器
u LTC2858-1,20 Mbps全双工RS-485收发器
u ADP7104,20 V、500 mA、低噪声CMOS LDO稳压器
推荐解决方案
ADcmXL3021 MEMS加速度计对于这三种解决方案都是通用的。这个加速度计具备超低噪声密度(25 µg/√Hz),支持出色的分辨率。ADcmXL3021也具备宽带宽(从直流一直到10 kHz,5%平坦度),可以跟踪许多机器平台上的关键振动特征。ADcmXL3021为客户提供一个经过机械优化的铝封装,可以在广泛的频率范围内提供与集成MEMS传感器的稳定耦合。这就保证了可以可靠提取和调理从受测设备获得的振动特征。
ADcmXL3021可以提供SPI输出,可以直接与RS-485/RS-422器件连接,也可以通过微处理器和/或iCoupler信号和功率隔离与RS-485/RS-422器件连接,如图1所示。为了实时监测工业设备上的振动特征,ADcmXL3021提供实时流传输模式,其工作速率约为12 Mbps SPI。
为了将实时流传输SPI模式连接到RS-485总线,必须选择数据速率出色的组件。
ADM3066E/ADM4168E/LTC2858-1 RS-485/RS-422收发器均以20 Mbps及以上的数据速率运行。
对于图1所示的选项1和选项2(可以经由SPI直接与RS-485连接),ADM3066E和ADM4168E提供一个可靠的接口,在从机振动传感器节点实现SPI 3接收、1发射(3+1)配置。SPI CS接收信号使用ADM3066E、SPI CLK和MOSI实现,MISO信号使用ADM4168E实现。在实时流传输模式下运行时,ADcmXL3021向主微控制器发送一个中断信号,以在新数据突发可以捕获时进行标记。中断信号(/BUSY)也可以使用ADM4168E传输给主机。