21ic訊 高先生是國內(nèi)某電力二次設(shè)備制造商的硬件設(shè)計工程師，在去年底，他接到一個看似簡單卻撓頭的項目 -- 負責用 ADI 公司新推出的16位8通道同步采樣 ADC 芯片 AD7606 替換之前采用的某款6通道 ADC 芯片的信號采集電路，重新設(shè)計16通道電力線監(jiān)測方案的信號電路板。這個任務(wù)似乎很簡單 -- 不過就是器件替代而已，而且原有的方案有案可循。但對一個并無豐富設(shè)計經(jīng)驗的工程師來說，要說撓頭一點也不過分：系統(tǒng)需要采用兩個 AD7606 器件以實現(xiàn)多通道同步采樣，確保器件之間的性能良好匹配是個具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)；良好的去耦對于電力線監(jiān)測系統(tǒng)整體性能表現(xiàn)非常重要，如何實現(xiàn)恰當?shù)娜ヱ钆渲靡越档?AD7606 的電源阻抗及其電源尖峰幅度？這似乎也是個問題。復雜的走線和多層電路板設(shè)計如何實現(xiàn)優(yōu)化規(guī)劃？挑戰(zhàn)并不少！
AD7606實驗室電路中給出了詳盡的頂層及底層去耦電容的布局建議
盡管 ADI 公司提供了豐富的設(shè)計資源和包括完整解決方案在內(nèi)的大量第三方技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)支持，但基于這樣或那樣的原因，很多公司/工程師還是喜歡自己搭建系統(tǒng)或子系統(tǒng)模塊。像高先生所遇到也是很多國內(nèi)工程師常遭遇的困擾之一 -- 模擬及混合信號電路設(shè)計挑戰(zhàn)與越來越短的設(shè)計周期的矛盾。幸運的是，高先生后來獲得了一份對他的設(shè)計來說至關(guān)重要的技術(shù)資料 – ADI 公司實驗室電路（Circuits from the Lab™） “基于16位8通道 DAS AD7606 的可擴展多通道同步采樣數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的布局考慮”（ADI 實驗室電路文檔編號：CN-0148)，在這份文檔中以大篇幅的文字以及包括詳細電路原理圖、PCB 布局布線圖、測試圖在內(nèi)的14幅圖片詳細介紹了16通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的雙路 AD7606 板電路布局布線建議、去耦電路配置、多通道系統(tǒng)的通道間匹配、利用內(nèi)部基準電壓源用作系統(tǒng)基準電壓，以及如何通過外部基準電壓源提高 ADC 轉(zhuǎn)換的絕對精度等方面極為實用的設(shè)計信息。
利用實驗室電路文檔提供的具有實用參考價值的設(shè)計建議，高先生用不到一周的時間就順利完成了電路板設(shè)計，并在后續(xù)的調(diào)試及測試中順利過關(guān)：該信號采集電路板實現(xiàn)了非常好的通道一致性；由于利用到芯片本身所具有的過采樣特性以及采納實驗室電路所建議的為提高絕對精度而用外部小容差、低漂移基準電壓源（采用了實驗室電路中推薦的 ADR421 2.5V 基準電壓源）作為系統(tǒng)基準電壓源，最終的測試精度達到19位，并且明顯降低了 AD7606 的峰峰值噪聲，提高了系統(tǒng)的信噪比；利用實驗室電路的設(shè)計方法，僅用4層（表層和底層為走線層，中間兩個內(nèi)層分別為地平面、電源平面）PCB 板就充分實現(xiàn)了 AD7606 的性能；僅用9個電容以及緊湊合理的電路布局就實現(xiàn)電路去耦設(shè)計…….
強化技術(shù)支持能力和學習價值
其實，很多設(shè)計工程師都有過上述案例中高先生相似的遭遇，而高先生幸運的是他了解并成功地利用了來自 ADI 公司的特色技術(shù)服務(wù) -- 實驗室電路。利用經(jīng)過驗證的、詳盡的電路設(shè)計建議，可以大大縮短設(shè)計進程，并有效克服大多數(shù)工程師并不擅長的模擬及混合信號電路設(shè)計。事實上，越來越多的工程師面臨工作責任越來越重、涉及的系統(tǒng)和工程專業(yè)越來越廣、產(chǎn)品上市壓力越來越大的困境，工程師們需要得到更好的幫助，而不是反復試驗出錯或未經(jīng)驗證的建議。
在與全球的客戶接觸過程中，ADI 公司技術(shù)支持工程師經(jīng)常感受到設(shè)計工程師所面臨的類似困惑與挑戰(zhàn)。為此，ADI 從2008年開始開始推出“實驗室電路（Circuits from the Lab™）”概念：根據(jù)不同區(qū)域搜集的資源、客戶的意見、需求反饋，然后集合 ADI 內(nèi)部專家的技術(shù)能力和經(jīng)驗設(shè)計出客戶需要的實用電路，并以詳盡的文字和圖片介紹電路設(shè)計的思路、設(shè)計方法、設(shè)計建議以及測試結(jié)果，以“實驗室電路”文檔的形式解決工程師實際應(yīng)用中的具體設(shè)計問題。Circuits from the Lab™實驗室電路是經(jīng)過測試的參考電路，有助于加速設(shè)計，同時簡化系統(tǒng)集成，幫助并解決工程師相關(guān)設(shè)計中的挑戰(zhàn)。
此前的“實驗室電路”基本是以應(yīng)用筆記的文檔形式提交給工程師。近年來，ADI 聽取了很多客戶的意見反饋，對于部分工程師來說，單獨的文檔遠遠不夠，因此在新版的實驗室電路中除了在以往電路中提供了電路的設(shè)計原理，使用的產(chǎn)品信息及測試數(shù)據(jù)外，還增加了實際的硬件平臺包括原理圖，布線圖，材料清單（BOM）以及軟件，驅(qū)動程序等信息。使工程師們更容易地進行測試、評估、集成，并縮短設(shè)計周期。
1. 超越參考設(shè)計的技術(shù)支持理念
ADI 公司2010年度全球品牌研究顯示，參考設(shè)計是中國工程師利用率最高的設(shè)計信息資源（69%），而 ADI 實驗電路在參考設(shè)計的理念基礎(chǔ)上實現(xiàn)了超越。與典型參考設(shè)計相似，ADI 公司提供的實驗室電路都經(jīng)過全面測試，并配有完備的文檔，每個電路的設(shè)計和構(gòu)建都嚴格遵循標準工程規(guī)范，電路的功能和性能都在實驗室環(huán)境中以室溫條件進行了測試和檢驗。但是，與參考設(shè)計不同的是，實驗室電路主要針對子系統(tǒng)層次的集成。作為一種體積更小的模塊化設(shè)計，實驗室電路可當作構(gòu)建模塊集成到更大的系統(tǒng)之中。實驗室電路不是獨立系統(tǒng)，因此，其應(yīng)用范圍比專用參考設(shè)計更廣。另外，參考設(shè)計可能成本高昂，但實驗室電路的文檔和設(shè)計文件都是免費提供的，有些甚至提供低成本的評估硬件。
2. 全面、詳盡的設(shè)計資料
ADI 實驗室電路內(nèi)容全面，容易理解，有助于快速實現(xiàn)系統(tǒng)集成。為保證可靠、可重復的電路性能，實驗室電路在測試數(shù)據(jù)、設(shè)計考慮和權(quán)衡因素、設(shè)計原則方面都進行了詳細說明。并且，越來越多的電路還提供原理圖、PCB （Gerber）布局文件、器件驅(qū)動和評估硬件。最新一代實驗室電路還包括設(shè)計和集成文件，如原理圖、物料清單（BOM）、布局文件、器件驅(qū)動程序（若適用），并且還提供低成本的評估硬件。
所有實驗室電路都包括電路筆記并提供測試數(shù)據(jù)，以幫助設(shè)計人員快速、準確地選擇器件。在開發(fā)實驗室電路的過程中，ADI 的工程師承擔了費時的元件選擇、設(shè)計、測試和調(diào)試工作，這為客戶節(jié)省了大量的設(shè)計工作，為客戶提供了一種低風險、即用型電路設(shè)計，可以輕松集成到終端系統(tǒng)之中。實驗室電路預(yù)測并解決在將設(shè)計變?yōu)閷嶋H產(chǎn)品時可能會遇到的具體問題，從而最大程度地縮短上市時間。
實驗室電路解決當今眾多常見的復雜設(shè)計問題，從精密和高速數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到 RF 和數(shù)字隔離技術(shù)，涵蓋面十分廣泛。實驗室電路適用于 ADI 眾多產(chǎn)品和技術(shù)，針對不同市場領(lǐng)域而設(shè)計，比如儀表儀器、過程控制、無線通信及其它許多領(lǐng)域。這些電路可以在諸如下列應(yīng)用中為工程師提供指導：如何針對低噪聲、低功耗、易于集成等要求設(shè)計精密電子秤；如何實現(xiàn)全隔離輸入/輸出可編程邏輯控制器（PLC）模塊；如何設(shè)計低功耗、長距離 ISM 無線測量節(jié)點等等。另外，還有針對諸如以下任務(wù)的通用型電路：單端-差分信號轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)可編程電流源，以及利用單芯片輕松實現(xiàn) USB 隔離等。
3.工程師技術(shù)進階的好幫手
實驗室電路提供的設(shè)計建議并不僅僅局限于一個方面，可以擴展到很多應(yīng)用場合，可以幫助工程師獲得的更多的設(shè)計知識和使用經(jīng)驗。尤其對大部分中國工程師而言，他們普遍很年輕、缺乏豐富的工程設(shè)計經(jīng)驗，而通常企業(yè)也沒有條件進行專門的培訓，工程師必須加強自我學習的過程。ADI 的實驗室電路是非常好的培訓資料，掌握這些實踐性很強的知識和經(jīng)驗，工程師可以在實際的項目設(shè)計中更加得心應(yīng)手。
實驗室電路的應(yīng)用筆記文檔中，大篇幅的內(nèi)容都是闡述電路設(shè)計的細節(jié)，具體到以下的設(shè)計關(guān)鍵信息：設(shè)計中如何規(guī)劃電路；如何選取器件參數(shù)值，為什么要這么選?。籔CB 布局布線的時候要考慮哪些問題；怎樣的電路設(shè)計才能達到最高的性能……而所有這些都是 ADI 技術(shù)專家從實際的電路應(yīng)用中獲得的實踐經(jīng)驗！所以，對于工程師的學習過程而言，通過 ADI 實驗室電路可以實現(xiàn)不斷積累經(jīng)驗的過程。
小結(jié)：
正如前文所述，參考設(shè)計是中國工程師利用率最高的設(shè)計信息資源（69%），同時 ADI 公司內(nèi)部的統(tǒng)計數(shù)據(jù)也顯示出一些有意思的信息：在 ADI 公司網(wǎng)站的實驗室電路相關(guān)的網(wǎng)頁瀏覽中，來自中國工程師的瀏覽量超過50%。2010年每個月的統(tǒng)計結(jié)果顯示，每個月的瀏覽數(shù)量處于不斷上升的過程，增加的幅度越來越大，ADI 實驗室電路正在成為越來越多的中國工程師的工程實踐和學習的好幫手。
從2008年開始推出實驗室電路以來，目前共有超過150篇實驗室電路資源。ADI 在實驗室電路上，未來將在每一個季度提供10到20個實驗室電路內(nèi)容。為滿足中國工程師的設(shè)計需求，ADI 對全部的實驗室電路均提供中文版本。
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