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具有故障保護(hù)功能的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
傳感系統(tǒng)，例如飛機(jī)中的傳感系統(tǒng)，必須經(jīng)得起各種故障條件從而避免元件和系統(tǒng)損壞，因為一次傳感器失效可能會導(dǎo)致災(zāi)難性事件的發(fā)生。由兩個n溝道MOSFET與一個p溝道MOSFET串聯(lián)組成的通道保護(hù)器，無論有沒有接通電源，都能保護(hù)傳感元件不受信號途徑上瞬態(tài)電壓的影響（圖1）。在正常工作期間，通道保護(hù)器起串聯(lián)電阻器的作用。如果輸入電壓超過電源電壓，三只MOSFET中就有一只關(guān)斷，將輸出箝位在電源電壓以內(nèi)，從而在過壓或電源失效情況下保護(hù)電路。不管有沒有接通電源，通道保護(hù)器都能工作，因此非常適用于那些無法保證正確上電順序的設(shè)備和熱插拔機(jī)架系統(tǒng)。圖2示出了一種輸入信號超過電源電壓的ADG465型通道保護(hù)器。該保護(hù)器能箝位輸出信號，從而保護(hù)通道保護(hù)器后面的傳感元件。圖1，通道保護(hù)器可防止傳感電路受瞬態(tài)電壓沖擊。
圖2，通道保護(hù)器將瞬態(tài)過壓箝位在安全電平內(nèi)。
當(dāng)出現(xiàn)某種故障時，通道保護(hù)器輸入端電壓就會超過一個由電源電壓減去MOSFET閾值電壓設(shè)定的電壓。如果發(fā)生正過壓，則這一電壓是VDD-VTN，其中VTN是NMOSFET的閾值電壓（典型值為1.5V）。如果發(fā)生負(fù)過壓，則這一電壓是VSS-VTP，其中VTP是PMOSFET的閾值電壓（典型值為-2V）。當(dāng)通道保護(hù)器的輸入超過上述兩個設(shè)定電壓中任何一個時，保護(hù)器都能將輸出箝位在這兩個電壓值以內(nèi)。NMOSFET和PMOSFET都具有雙向故障保護(hù)和過壓保護(hù)功能，所以它們的輸入和輸出端可以交換使用。圖3顯示出了正過壓情況下的設(shè)定電壓和MOSFET狀態(tài)。
圖3，在出現(xiàn)正過壓時，設(shè)定電壓和MOSFET的狀態(tài)如圖中所示。
圖4，在出現(xiàn)故障條件時，輸出負(fù)載將電流限制在VCLAMP/RL以下。
圖5，在本電路中，ADG466通道保護(hù)器保護(hù)測量儀表放大器的敏感輸入端，防止發(fā)生傳感器故障。
在出現(xiàn)故障期間，輸出負(fù)載將電流限制在VCLAMP/RL以下（圖4）。如果電源關(guān)斷，保護(hù)器就將故障電流限制在nA量級。圖5說明了如何使用ADG466通道保護(hù)器保護(hù)測量儀表放大器的敏感輸入端，防止出現(xiàn)傳感器故障。有些設(shè)備除了需要通道保護(hù)之外，還需要一個復(fù)用器。在這類設(shè)備中，你可以使用具有故障保護(hù)功能的ADG439F型4通道模擬復(fù)用器（圖6）。這些復(fù)用器均采用一種將n溝道MOSFET、p溝道MOSFET、n溝道MOSFET串接的方法。在出現(xiàn)故障時，復(fù)用器的輸入端或輸出端呈開路狀態(tài)，從而保護(hù)傳感器、信號源以及輸出電路。
圖6，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的一個復(fù)用器可保護(hù)信號源及輸出電路。
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