21ic訊 高先生是國(guó)內(nèi)某電力二次設(shè)備制造商的硬件設(shè)計(jì)工程師，在去年底，他接到一個(gè)看似簡(jiǎn)單卻撓頭的項(xiàng)目 -- 負(fù)責(zé)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(hào)采集電路，重新設(shè)計(jì)16通道電力線監(jiān)測(cè)方案的信號(hào)電路板。這個(gè)任務(wù)似乎很簡(jiǎn)單 -- 不過(guò)就是器件替代而已，而且原有的方案有案可循。但對(duì)一個(gè)并無(wú)豐富設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的工程師來(lái)說(shuō)，要說(shuō)撓頭一點(diǎn)也不過(guò)分：系統(tǒng)需要采用兩個(gè) AD7606 器件以實(shí)現(xiàn)多通道同步采樣，確保器件之間的性能良好匹配是個(gè)具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)；良好的去耦對(duì)于電力線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)整體性能表現(xiàn)非常重要，如何實(shí)現(xiàn)恰當(dāng)?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(gè)問(wèn)題。復(fù)雜的走線和多層電路板設(shè)計(jì)如何實(shí)現(xiàn)優(yōu)化規(guī)劃？挑戰(zhàn)并不少！ 

 
AD7606實(shí)驗(yàn)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(jì)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(guó)內(nèi)工程師常遭遇的困擾之一 -- 模擬及混合信號(hào)電路設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)與越來(lái)越短的設(shè)計(jì)周期的矛盾。幸運(yùn)的是，高先生后來(lái)獲得了一份對(duì)他的設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)至關(guān)重要的技術(shù)資料 – ADI 公司實(shí)驗(yàn)室電路（Circuits from the Lab™） “基于16位8通道 DAS AD7606 的可擴(kuò)展多通道同步采樣數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的布局考慮”（ADI 實(shí)驗(yàn)室電路文檔編號(hào)：CN-0148)，在這份文檔中以大篇幅的文字以及包括詳細(xì)電路原理圖、PCB 布局布線圖、測(cè)試圖在內(nèi)的14幅圖片詳細(xì)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(zhǔn)電壓源用作系統(tǒng)基準(zhǔn)電壓，以及如何通過(guò)外部基準(zhǔn)電壓源提高 ADC 轉(zhuǎn)換的絕對(duì)精度等方面極為實(shí)用的設(shè)計(jì)信息。

利用實(shí)驗(yàn)室電路文檔提供的具有實(shí)用參考價(jià)值的設(shè)計(jì)建議，高先生用不到一周的時(shí)間就順利完成了電路板設(shè)計(jì)，并在后續(xù)的調(diào)試及測(cè)試中順利過(guò)關(guān)：該信號(hào)采集電路板實(shí)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(guò)采樣特性以及采納實(shí)驗(yàn)室電路所建議的為提高絕對(duì)精度而用外部小容差、低漂移基準(zhǔn)電壓源（采用了實(shí)驗(yàn)室電路中推薦的 ADR421 2.5V 基準(zhǔn)電壓源）作為系統(tǒng)基準(zhǔn)電壓源，最終的測(cè)試精度達(dá)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(shí)驗(yàn)室電路的設(shè)計(jì)方法，僅用4層（表層和底層為走線層，中間兩個(gè)內(nèi)層分別為地平面、電源平面）PCB 板就充分實(shí)現(xiàn)了 AD7606 的性能；僅用9個(gè)電容以及緊湊合理的電路布局就實(shí)現(xiàn)電路去耦設(shè)計(jì)…….

強(qiáng)化技術(shù)支持能力和學(xué)習(xí)價(jià)值
其實(shí)，很多設(shè)計(jì)工程師都有過(guò)上述案例中高先生相似的遭遇，而高先生幸運(yùn)的是他了解并成功地利用了來(lái)自 ADI 公司的特色技術(shù)服務(wù) -- 實(shí)驗(yàn)室電路。利用經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的、詳盡的電路設(shè)計(jì)建議，可以大大縮短設(shè)計(jì)進(jìn)程，并有效克服大多數(shù)工程師并不擅長(zhǎng)的模擬及混合信號(hào)電路設(shè)計(jì)。事實(shí)上，越來(lái)越多的工程師面臨工作責(zé)任越來(lái)越重、涉及的系統(tǒng)和工程專業(yè)越來(lái)越廣、產(chǎn)品上市壓力越來(lái)越大的困境，工程師們需要得到更好的幫助，而不是反復(fù)試驗(yàn)出錯(cuò)或未經(jīng)驗(yàn)證的建議。

在與全球的客戶接觸過(guò)程中，ADI 公司技術(shù)支持工程師經(jīng)常感受到設(shè)計(jì)工程師所面臨的類似困惑與挑戰(zhàn)。為此，ADI 從2008年開(kāi)始開(kāi)始推出“實(shí)驗(yàn)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(jiàn)、需求反饋，然后集合 ADI 內(nèi)部專家的技術(shù)能力和經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)出客戶需要的實(shí)用電路，并以詳盡的文字和圖片介紹電路設(shè)計(jì)的思路、設(shè)計(jì)方法、設(shè)計(jì)建議以及測(cè)試結(jié)果，以“實(shí)驗(yàn)室電路”文檔的形式解決工程師實(shí)際應(yīng)用中的具體設(shè)計(jì)問(wèn)題。Circuits from the Lab™實(shí)驗(yàn)室電路是經(jīng)過(guò)測(cè)試的參考電路，有助于加速設(shè)計(jì)，同時(shí)簡(jiǎn)化系統(tǒng)集成，幫助并解決工程師相關(guān)設(shè)計(jì)中的挑戰(zhàn)。

此前的“實(shí)驗(yàn)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(lái)，ADI 聽(tīng)取了很多客戶的意見(jiàn)反饋，對(duì)于部分工程師來(lái)說(shuō)，單獨(dú)的文檔遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，因此在新版的實(shí)驗(yàn)室電路中除了在以往電路中提供了電路的設(shè)計(jì)原理，使用的產(chǎn)品信息及測(cè)試數(shù)據(jù)外，還增加了實(shí)際的硬件平臺(tái)包括原理圖，布線圖，材料清單（BOM）以及軟件，驅(qū)動(dòng)程序等信息。使工程師們更容易地進(jìn)行測(cè)試、評(píng)估、集成，并縮短設(shè)計(jì)周期。

1. 超越參考設(shè)計(jì)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(jì)是中國(guó)工程師利用率最高的設(shè)計(jì)信息資源（69%），而 ADI 實(shí)驗(yàn)電路在參考設(shè)計(jì)的理念基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了超越。與典型參考設(shè)計(jì)相似，ADI 公司提供的實(shí)驗(yàn)室電路都經(jīng)過(guò)全面測(cè)試，并配有完備的文檔，每個(gè)電路的設(shè)計(jì)和構(gòu)建都嚴(yán)格遵循標(biāo)準(zhǔn)工程規(guī)范，電路的功能和性能都在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中以室溫條件進(jìn)行了測(cè)試和檢驗(yàn)。但是，與參考設(shè)計(jì)不同的是，實(shí)驗(yàn)室電路主要針對(duì)子系統(tǒng)層次的集成。作為一種體積更小的模塊化設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)室電路可當(dāng)作構(gòu)建模塊集成到更大的系統(tǒng)之中。實(shí)驗(yàn)室電路不是獨(dú)立系統(tǒng)，因此，其應(yīng)用范圍比專用參考設(shè)計(jì)更廣。另外，參考設(shè)計(jì)可能成本高昂，但實(shí)驗(yàn)室電路的文檔和設(shè)計(jì)文件都是免費(fèi)提供的，有些甚至提供低成本的評(píng)估硬件。

2. 全面、詳盡的設(shè)計(jì)資料
ADI 實(shí)驗(yàn)室電路內(nèi)容全面，容易理解，有助于快速實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成。為保證可靠、可重復(fù)的電路性能，實(shí)驗(yàn)室電路在測(cè)試數(shù)據(jù)、設(shè)計(jì)考慮和權(quán)衡因素、設(shè)計(jì)原則方面都進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明。并且，越來(lái)越多的電路還提供原理圖、PCB （Gerber）布局文件、器件驅(qū)動(dòng)和評(píng)估硬件。最新一代實(shí)驗(yàn)室電路還包括設(shè)計(jì)和集成文件，如原理圖、物料清單（BOM）、布局文件、器件驅(qū)動(dòng)程序（若適用），并且還提供低成本的評(píng)估硬件。

所有實(shí)驗(yàn)室電路都包括電路筆記并提供測(cè)試數(shù)據(jù)，以幫助設(shè)計(jì)人員快速、準(zhǔn)確地選擇器件。在開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)室電路的過(guò)程中，ADI 的工程師承擔(dān)了費(fèi)時(shí)的元件選擇、設(shè)計(jì)、測(cè)試和調(diào)試工作，這為客戶節(jié)省了大量的設(shè)計(jì)工作，為客戶提供了一種低風(fēng)險(xiǎn)、即用型電路設(shè)計(jì)，可以輕松集成到終端系統(tǒng)之中。實(shí)驗(yàn)室電路預(yù)測(cè)并解決在將設(shè)計(jì)變?yōu)閷?shí)際產(chǎn)品時(shí)可能會(huì)遇到的具體問(wèn)題，從而最大程度地縮短上市時(shí)間。

實(shí)驗(yàn)室電路解決當(dāng)今眾多常見(jiàn)的復(fù)雜設(shè)計(jì)問(wèn)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(shí)驗(yàn)室電路適用于 ADI 眾多產(chǎn)品和技術(shù)，針對(duì)不同市場(chǎng)領(lǐng)域而設(shè)計(jì)，比如儀表儀器、過(guò)程控制、無(wú)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(dǎo)：如何針對(duì)低噪聲、低功耗、易于集成等要求設(shè)計(jì)精密電子秤；如何實(shí)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(jì)低功耗、長(zhǎng)距離 ISM 無(wú)線測(cè)量節(jié)點(diǎn)等等。另外，還有針對(duì)諸如以下任務(wù)的通用型電路：?jiǎn)味?差分信號(hào)轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)可編程電流源，以及利用單芯片輕松實(shí)現(xiàn) USB 隔離等。

3.工程師技術(shù)進(jìn)階的好幫手
實(shí)驗(yàn)室電路提供的設(shè)計(jì)建議并不僅僅局限于一個(gè)方面，可以擴(kuò)展到很多應(yīng)用場(chǎng)合，可以幫助工程師獲得的更多的設(shè)計(jì)知識(shí)和使用經(jīng)驗(yàn)。尤其對(duì)大部分中國(guó)工程師而言，他們普遍很年輕、缺乏豐富的工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，而通常企業(yè)也沒(méi)有條件進(jìn)行專門的培訓(xùn)，工程師必須加強(qiáng)自我學(xué)習(xí)的過(guò)程。ADI 的實(shí)驗(yàn)室電路是非常好的培訓(xùn)資料，掌握這些實(shí)踐性很強(qiáng)的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，工程師可以在實(shí)際的項(xiàng)目設(shè)計(jì)中更加得心應(yīng)手。

實(shí)驗(yàn)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(jì)的細(xì)節(jié)，具體到以下的設(shè)計(jì)關(guān)鍵信息：設(shè)計(jì)中如何規(guī)劃電路；如何選取器件參數(shù)值，為什么要這么選取；PCB 布局布線的時(shí)候要考慮哪些問(wèn)題；怎樣的電路設(shè)計(jì)才能達(dá)到最高的性能……而所有這些都是 ADI 技術(shù)專家從實(shí)際的電路應(yīng)用中獲得的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)！所以，對(duì)于工程師的學(xué)習(xí)過(guò)程而言，通過(guò) ADI 實(shí)驗(yàn)室電路可以實(shí)現(xiàn)不斷積累經(jīng)驗(yàn)的過(guò)程。

小結(jié)：
正如前文所述，參考設(shè)計(jì)是中國(guó)工程師利用率最高的設(shè)計(jì)信息資源（69%），同時(shí) ADI 公司內(nèi)部的統(tǒng)計(jì)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(shí)驗(yàn)室電路相關(guān)的網(wǎng)頁(yè)瀏覽中，來(lái)自中國(guó)工程師的瀏覽量超過(guò)50%。2010年每個(gè)月的統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，每個(gè)月的瀏覽數(shù)量處于不斷上升的過(guò)程，增加的幅度越來(lái)越大，ADI 實(shí)驗(yàn)室電路正在成為越來(lái)越多的中國(guó)工程師的工程實(shí)踐和學(xué)習(xí)的好幫手。

從2008年開(kāi)始推出實(shí)驗(yàn)室電路以來(lái)，目前共有超過(guò)150篇實(shí)驗(yàn)室電路資源。ADI 在實(shí)驗(yàn)室電路上，未來(lái)將在每一個(gè)季度提供10到20個(gè)實(shí)驗(yàn)室電路內(nèi)容。為滿足中國(guó)工程師的設(shè)計(jì)需求，ADI 對(duì)全部的實(shí)驗(yàn)室電路均提供中文版本。