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文： Gartner研究总监金玮

Gartner预测，到2024年，全球开发人员数量将达到2870万人，比2020年增加320万人。其中大部分增加的人数会在中国，根据目前的趋势，2023年中国的开发人员增长率将在6%到8%之间。

应用编程接口（API）可用于支持应用程序之间的集成，提供现代化的多渠道用户体验，以及创建客户和合作伙伴生态系统。而如果没有足够的API标准和技能支撑，软件开发团队会很难设计出能够满足开发人员期望的API。欠佳的API设计会导致繁琐的开发人员体验，导致更少的消费者会采用API。因此，改进API设计应该是中国IT领导者的首要任务。

为了设计出符合消费者需求的高效、可靠API，IT领导者应确保其团队了解API用例，运用标准化的API设计实践，以完成API最佳性能设计并对团队进行培训（参见图1）。

图1：API设计四部曲

API用例识别和互动

要设计出色的API，软件开发团队必须清楚地了解它能为业务端和消费者所提供的价值。不同的企业机构和API消费者有不同的需求和期望。为了满足这些要求，软件开发团队必须确定API使用者是谁以及他们将如何使用API。

明确用途。IT领导者必须确保其团队清晰了解API的用途——简而言之，就是API消费者如何使用API的功能并与其服务交互。了解API的用途后，解决方案架构师才能够做出最适合API消费者需求的设计决策，比如符合业务用例和预期的功能。

创建并遵守API标准

随着时间的推移，IT团队将扩充API组合，以满足特定产品、服务和应用程序的需求。如果没有标准化和明确的API设计指南，API设计将多种多样，缺乏一致性。因此，API使用者必须花时间去学习每种方法，而且更容易出错。为了降低这种复杂性并提高开发人员的生产力，软件开发团队必须建立统一的API设计方法，以保持清晰的代码的部署逻辑和功能实现。以下三个方式将帮助IT领导者实现此目标。

• 选择正确的API类型

• 遵循标准化原则

• 持续的API治理

通过限制有效负载大小、启用可缓存性和使用异步请求模式来提高API性能

一个经过深思熟虑的API设计，还需要考虑性能。API的性能，在很大程度上取决于它对不同请求类型和请求数量波动的响应程度。例如，中国的电商市场在过去几年发展迅速，网购交易规模迅速扩大，网购用户数量同比增加了一倍。

自2020年新冠肺炎疫情席卷全球以来，线下消费向线上消费的大规模转变进一步刺激了中国电商行业的快速增长。显示用户的当前订单是一个典型的电商用例场景。应用程序可通过API获取订单的详细信息，但如果用户想在一个界面查看所有订单，API要返回的数据就会比以前多，后端也将产生更高的负载。IT领导者必须确保其团队考虑使用哪些模式来提高性能，将其纳入API指南。例如：

• 降低或限制有效负载的大小

• 启用缓存

• 使用异步请求/确认/投票

长期培训团队成员，以持续地设计优秀的API

在2022年Gartner3月热门话题调查中，43%的IT领导者将缺乏技能列为API战略面临的最大挑战之一。随着API技术的不断发展，它能够提供比以往更丰富、更复杂的功能。

所有IT团队成员都应积极参与有关API和开发的长期培训。只有当API使用者与设计者预期的场景一致时，API才会以最佳方式执行。在API设计、开发和使用的整个生命周期中，IT领导者必须安排持续的辅导教育，提高团队对API技术的掌握程度，确保API始终符合并有效满足业务需求。

关于Gartner

Gartner（纽约证券交易所代码：IT）为高管及其团队提供可执行的客观性洞察。我们的专业指导和各类工具可以帮助企业机构在关键优先事项上实现更快、更明智的决策以及更出色的业绩。欲了解更多信息，请访问http://www.gartner.com/cn。

• 全球合作伙伴网络计划为客户拓宽了不同程度的设计支持渠道；

• 全球合作伙伴网络计划为客户提供基于艾迈斯欧司朗技术的整体解决方案；

• 合作伙伴可与专家直接互动，并由艾迈斯欧司朗为其提供培训材料和工具；

• 艾迈斯欧司朗推出新的网站栏目，为客户与合格的合作伙伴提供在线中心。

全球领先的光学解决方案供应商艾迈斯欧司朗（瑞士证券交易所股票代码：AMS）宣布推出全新全球合作伙伴网络计划，在加快客户产品上市时间并创造新的商机的同时，更帮助他们从最新的光学和传感器技术中获益。该全球合作伙伴网络计划由设计咨询公司、模块供应商和支持性元器件制造商组成。

该计划的合作伙伴的选择是依据其技术专长、解决方案以及与客户合作共同创新产品的经验。全球合作伙伴网络计划涵盖硬件、软件、工具、服务和专业知识，旨在帮助成员紧跟当前发展趋势，快速成长，且无需巨额投入。

艾迈斯欧司朗全球销售和市场营销执行副总裁Pierre Laboisse表示：“我们的产品在光学和传感器技术方面处于领先地位。全球合作伙伴网络计划将创造更大的客户价值。它将加强我们与合作伙伴生态系统的联系，为我们的共同客户提供全面的、全球性的专业知识与解决方案组合。无论客户内部是否拥有相应的设计经验或资源，都能利用艾迈斯欧司朗的技术快速推动项目。”

艾迈斯欧司朗合作伙伴网络计划旨在为客户提供多种选择，使客户获得最适合其业务模式的支持，将先进的光学和传感器系统集成到最终产品设计中。

它包括不同类型的合作伙伴，感兴趣的艾迈斯欧司朗客户可以采购合适的解决方案或服务：

• 模块和解决方案供应商——模块制造商，可执行完整功能（如机器人或脸部识别身份验证使用的深度测绘3D视觉）或实现完整应用解决方案（如用于户外或植物照明的全集成式LED灯具）。

• 独立设计公司——设计咨询公司，通过专门的设计概念、设计实施、生产、测试或供应链服务向客户提供关于艾迈斯欧司朗元器件使用的深厚专业知识。

• 配套产品制造商——提供配套解决方案的公司，配套解决方案与艾迈斯欧司朗产品组合结合使用，便于系统层面的技术集成，例如与艾迈斯欧司朗光学成像前端共同工作的图像处理器，或与配套LED模块结合使用的LED驱动级。

• 推荐适配的元器件制造商——艾迈斯欧司朗部分产品需要辅助元器件以实现其预期功能。推荐元器件是预先批准或预先测试的产品，可与艾迈斯欧司朗产品搭配使用，例如与艾迈斯欧司朗磁位置传感器一同使用的双极子磁铁，以及与艾迈斯欧司朗LED搭配的辅助光学器件。

目前，艾迈斯欧司朗全球合作伙伴网络计划已有40多家合作伙伴，为汽车、工业、消费和医疗应用提供先进的照明与传感解决方案。艾迈斯欧司朗欢迎新成员加入网络，为客户提供更多的专业知识和能力。

通过与艾迈斯欧司朗合作的正式框架，网络成员将获得诸多优势。包括：

• 与艾迈斯欧司朗专家直接交流，获得专业的培训材料和工具；

• 获得用于早期设计和测试的样品；

• 在销售资料、在线和社交媒体上相互宣传彼此的产品；

• 共同发现新的商机。

艾迈斯欧司朗全球合作伙伴网络现已面向客户开放。有关网络、资格要求以及不同地区/技术类型的合作伙伴清单的更多信息，请点击此处。

关于艾迈斯欧司朗

艾迈斯欧司朗集团（瑞士证券交易所股票代码：AMS）是光学解决方案的全球领导者。我们为光赋予智能，将热情注入创新，丰富人们的生活。这就是“传感即生活”的意义所在。

我们拥有超过110年的发展历史，以对未来科技的想象力为引，结合深厚的工程专业知识与强大的全球工业产能，长期深耕于传感与光学技术领域，持续推动创新。在消费电子、汽车、医疗健康与工业制造领域，我们致力于为客户提供具有竞争力的解决方案，在健康、安全与便捷方面，致力于提高生活质量，推动绿色环保。

我们在全球范围拥有约2.3万名员工，专注于传感、照明和可视化领域的创新，使旅程更安全、医疗诊断更准确、沟通更便捷。我们致力于开发突破性的应用创新技术，目前已授予和已申请专利超过15,000项。

集团总部位于奥地利Premstaetten/格拉茨，联合总部位于德国慕尼黑。2021年，集团总收入超过50亿欧元。ams-OSRAM AG在瑞士证券交易所上市（ISIN: AT0000A18XM4）。

ams是ams-OSRAM AG的注册商标。此外，我们的许多产品和服务是艾迈斯欧司朗集团的注册或归档商标。本文提及的所有其他公司或产品名称可能是其各自所有者的商标或注册商标。

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如需获得更多资讯，请访问：https://ams-osram.com/zh

康泰瑞影（ContextVision）是一家专注于影像质量的医疗技术软件公司。康泰瑞影将于2022年北美放射学会（RSNA）年会上重点推出其全面影像增强解决方案套装，立志改善患者诊断。

康泰瑞影提供针对超声、X光以及核磁共振的解决方案。专注于影像增强软件核心业务，旨在提供前所未有的高质量影像。作为全球市场的领导者，康泰瑞影与各大医疗影像设备制造商（OEM）合作，在世界范围内其解决方案已安装至超35万个系统。凭借卓越的成像质量，康泰瑞影技术帮助实现更快速、更准确的诊断。

今年8月，Gerald Pötzsch先生加入公司出任CEO，成为康泰瑞影新的掌舵人。此次强势回归RSNA年会，康泰瑞影将展出其在超声及X光等领域影像增强方面的持续创新，帮助全球OEM合作伙伴实现强劲增长。

“非常激动可以加入康泰瑞影，正如大家所见，人们越来越需要更高的影像质量，且这已成为医疗行业必不可少的需求，特别是影像质量与有效、高效和个性化医疗的关系愈加密切，并且有助于改善每个患者的诊断，”康泰瑞影 CEO Gerald Pötzsch先生表示，“影像质量不仅仅是我们的核心业务。更是每家设备制造商为患者提供最佳诊断的必经之路。在康泰瑞影，我们的目标是与合作伙伴开展紧密、创新合作，开发出满足患者特定需求、以患者为中心的解决方案。我们相信这是为合作伙伴赋能，同时，最终，实现可靠诊断的最佳途径。”

Pötzsch先生还分享了促成康泰瑞影成功的更多关键因素。

• 针对超声波、X光和核磁共振前所未有的影像增强解决方案。

• 在医学领域超35年的影像应用软件开发经验。

• 持续的研发投入，保证及时、富有成效的升级路径。

• 牢固的客户关系，为客户提供密切的支持，确保长期的成功合作。

• 尖端技术，助力医学影像供应商为医院和临床医师提供卓越的影像。

康泰瑞影主要提供以下解决方案：

• Rivent™ 系列超声影像增强软件，为2D/3D/4D超声系统提供卓越的影像增强，包括手持设备的解决方案。

• AI赋能Altumira™ 系列X光影像增强软件，提供卓越、稳健的影像质量，同时适用于人类和动物应用，帮助静态和动态成像领域的X光设备制造商轻松满足多样的影像质量偏好。

康泰瑞影将在3楼北厅B区7308展位展出其解决方案。您还有机会在11月30日（星期三）中午12点，在Innovation Theatre（创新剧院）与Gerald Pötzsch先生会面。欲了解更多信息，请访问https://www.contextvision.com/。

康泰瑞影是一家专门从事图像分析和人工智能的医疗技术软件公司。作为图像增强领域的全球市场领导者，康泰瑞影是全球领先的医疗影像设备制造商的软件合作伙伴。我们的尖端技术帮助临床医生准确解读医学图像，这是更好地诊断和治疗的重要基础。

公司成立于1983年，总部位于瑞典，并在美国、日本、中国和韩国设有本地代表处。康泰瑞影在奥斯陆证券交易所上市，股票代码为COV。

作者：ADI系统应用工程师Maithil Pachchigar和ADI产品应用工程师John Neeko Garlitos

精密数据采集子系统通常由高性能的分立式线性信号链模块组成，用于测量和保护、调节和获取，或者合成和驱动。硬件设计人员在开发这些数据采集信号链时，一般需要高输入阻抗，以直接连接多种传感器。在这种情况下，通常需要利用可编程增益使电路适应不同的输入信号幅度——单极性或双极性和单端或差分信号，具有可变共模电压。大多数PGIA传统上由单端输出组成，该输出不能直接全速驱动基于全差分、高精度SAR架构的ADC，需要至少一个信号调理或驱动级放大器。随着人们越来越注重通过系统软件和应用来提供与众不同的系统解决方案，整个行业不断迅速发展变化。但是，受紧张的研发预算和上市时间限制，用于构建模拟电路并制作原型来验证其功能的时间也越来越少。这样就增加了硬件开发资源的压力，需要进一步减少设计迭代。本文将介绍在设计分立式宽带全差分PGIA时要注意的关键事项，并展示PGIA在驱动高速信号链μModule^®数据采集解决方案时的精密性能。

PGIA设计描述

图1显示分立式宽带全差分PGIA简化电路的框图。有关此PGIA电路的关键规格和设计要求，请参见表1。

图1.简化的PGIA电路框图

表1.PGIA设计限制和关键规格

这个分立式PGIA使用以下部件构建：

►ADA4898-1低噪声高速放大器

►LT5400四通道匹配电阻网络，用作增益和反馈电阻，用于设置PGIA增益

►ADG1209低电容iCMOS™多路复用器，用于控制PGIA增益

►ADA4945-1宽带全差分放大器(FDA)

这款宽带PGIA电路选择使用上述分立式组件来满足表1中突出显示的PGIA规格，用于在驱动全差分高速信号链μModule数据采集解决方案（例如ADAQ23875和ADAQ23878）和以及ADC（例如LTC2387-16/LTC2387-18）时实现优化的交流和直流性能。

设计技巧和组件选择

这款宽带分立式PGIA解决方案能否驱动基于高速SAR架构的信号链μModule解决方案和实现优化性能，取决于放大器和FDA的关键规格（例如带宽、摆率、噪声和失真）。选择ADA4898-1和ADA4945-1是因为其增益带宽积(GBW)支持该信号链的总体带宽要求。只有驱动ADC（例如LTC2387-16/LTC2387-18）时，才需要使用ADA4945-1(FDA)。设置PGIA增益的标准取决于所选的放大器、反馈电阻和多路复用器，下面来详细讨论。

设置PGIA增益

• 选择增益和反馈电阻

放大器的增益电阻和反馈电阻应该精确匹配。LT5400四通道电阻网络提供0.2ppm/°C的匹配漂移和0.01%的电阻匹配，工作温度范围很宽，共模抑制比(CMRR)优于独立匹配电阻。FDA周围的增益电阻也需要精准匹配，以实现优化的CMRR性能。

LT5400电阻网络用于设置放大器的增益。增益计算如公式1至公式3所示。

使用LT5400时，通过设置R1=R4和R2=R3，增益为：

放大器的增益和FDA（固定增益为2）构成了PGIA的总增益，如表2所示。

LT5400系列提供多种电阻选项，如表2所示。可以使用单位增益配置的放大器来旁路ADG1209多路复用器，所以在本例中，总PGIA设置为2。

表2.LT5400电阻选项和等效增益

要将增益设置为高于20，需要在两个ADA4898-1放大器的反相输入端之间添加一个外部精密匹配的增益电阻(R_GAIN)，并使用LT5400-4作为反馈电阻来实现目标增益64和128，如图2所示。

图2.多路复用器、LT5400和R_GAIN电阻设置PGIA增益

要计算R_GAIN值，请参考公式4至8。

要实现所需的增益，R_GAIN的值应为：

• 选择多路复用器

使用多路复用器，通过选择LT5400四通道电阻网络可控制该PGIA电路的多个增益。为这个宽带分立式PGIA设计选择多路复用器时，应考虑多路复用器的多个重要参数，例如导通电阻(R_ON)、导通电容(C_ON)和关断电容(C_OFF)。在这个宽带PGIA设计中，建议使用ADG1209多路复用器。在放大器的反馈路径中添加补偿电容(Cc)，会尽可能减小增益频响的高频尖峰（提高放大器的稳定性），并降低多路复用器导通/关断电容的影响。Cc与R_ON、反馈电阻和增益电阻会构成一个极点，该极点将会补偿反馈环路增益中寄生电容产生的零点的影响。应优化Cc值，以实现所需的闭环响应。当ADA4898-1电路中使用更高的反馈电阻值时，因为其高输入电容（ADA4898-1的输入共模电容为2.5pF，差模电容为3.2pF），在闭环增益的频响中会出现更高的尖峰。为了避免这个问题，在ADA4898-1中一个更高的反馈电阻需要并联一个反馈电容。如图2所示，此处选择了ADA4898-1数据手册中推荐的优化Cc值2.7pF。使用更小的Cc时，使增益频响的尖峰更高，但是如果使用的Cc过大，则会影响闭环增益的增益平坦度。

PGIA电源

图3显示用于评估该分立式宽带宽PGIA设计性能的评估板。

图3.分立式宽带宽PGIA评估板

由两个高速ADA4898-1放大器和一个ADG1209多路复用器构成的PGIA前端需要使用±15V电源来驱动，而ADA4945-1 FDA需要使用6V和2V电源轨来实现优化信号链性能。虽然此板需要使用台式电源，但是针对该PGIA电路，ADI更推荐LTpowerPlanner^®电源轨的树形结构设计，它同样展示了每个电源轨的负载电流，可参考图4。

图4.推荐的电源树

PGIA性能

• 带宽

图5显示在不同的增益设置下，闭环增益与频率的关系图。当PGIA增益从2增大到128，其带宽会降低，而其折合到输出端(RTO)的噪声会增大；因此，信噪比(SNR)会降低。

图5.带宽与频率的关系

• CMRR

图6显示在不同的PGIA增益设置下，CMRR与频率的关系图。

图6.CMRR与频率的关系

• 失真

Audio Precision^® (APX555)信号分析仪用于测试PGIA板（图4）的失真性能，通过对不同的增益设置施加不同的输入电压，将其输出设置为8.192V p-p。图7显示分立式宽带PGIA的总谐波失真(THD)与频率性能之间的关系。

图7.PGIA THD与频率的关系

• 关键规格汇总

表3列出了使用分立式PGIA评估板（图4）在测试台上测得的关键PGIA规格，例如带宽、摆率、漂移和失真。

表3.独立的PGIA的关键规格

驱动信号链的PGIA μModule解决方案

图8显示选定的多路复用器作为两个低噪声、高速放大器ADA4898-1的增益输入端与LT5400精密电阻网络并联构成的宽带PGIA可以驱动有15MSPS采样速率的ADAQ23875信号链uModule。ADAQ23875包含内部全差分放大器；因此，应旁路宽带分立式PGIA评估板（图4）中的FDA模块。Audio Precision (APx555)信号源用于评估SNR和THD，在本例中，输入幅度设置为约-0.5dBFS。

图8.驱动ADAQ23875的分立式PGIA的简化信号链

完整信号链性能

• 噪声

有关完整信号链（图8）在特定输入范围或增益设置下的动态范围和折合到输入端(RTI)的噪声，请参考表4。

表4.PGIA驱动ADAQ23875时的动态范围和RTI噪声

使用ADA4898-1放大器时，驱动ADAQ23875的分立式PGIA的SNR性能与频率的关系图如图9所示。PGIA增益增大时，整个动态范围或SNR会降低，这是由于单个电阻、放大器和μModule解决方案本身的噪声引起的。

ADAQ23878的高精度性能与高采样速率相结合，可降低噪声并支持过采样，以实现极低的RMS噪声并在宽带内检测小幅度信号。换句话说，对快速瞬变和小信号电平进行数字化处理时，15MSPS的采样速率大大放宽了抗混叠滤波器要求并充分提高了带宽。过采样是指以比两倍信号带宽（满足奈奎斯特标准所必需）快得多的速度进行采样。例如，对ADAQ23875进行4倍过采样可额外提供1位分辨率，或增加6dB的动态范围，换言之，由于此过采样而实现的动态范围改进定义为：ΔDR = 10 × log10 (OSR)，单位dB。ADAQ23875的典型动态范围在15MSPS时为91dB，对于4.096V基准电压源，其输入对地短路。例如，当ADAQ23875进行256倍过采样时，这对应于29.297kHz的信号带宽和接近111dB的动态范围（对于不同的增益选项），因此可以精确检测出μV级别的小信号。为了适应所执行的测量，可以应用额外的过采样来权衡噪声和带宽。

图9.使用PGIA驱动ADAQ23875时，SNR与频率的关系。

• 失真

图10和图11显示使用分立式PGIA驱动ADAQ23875时，信号链（高达100kHz，从100kHz至1MHz）的THD性能。由于ADA4898-1的带宽和摆率开始下降，THD会随着PGIA增益和输入信号频率增大而逐渐下降。图11还显示了使用PGIA驱动ADAQ23875，以及使用LTC6373和ADA945-1的组合在15MSPS采样率下驱动LTC2387-16时，两个信号链的THD性能比较。

图10.使用PGIA驱动ADAQ23875时，THD与频率的关系。

图11.PGIA驱动ADAQ23875以及LTC6373 + ADA4945-1驱动LTC2387-16时，THD信号链的性能比较。

图12.驱动ADAQ23875的PGIA (G=2)的INL图

图13.驱动ADAQ23875的PGIA (G = 2)的DNL图

• 积分非线性(INL)和差分非线性(DNL)

使用PGIA驱动ADAQ23875时，必须保持信号链的整体直流精度，这一点也很重要。图12和图13显示PGIA增益为2时，典型的INL和DNL性能。对于所有其他增益设置，INL和DNL一般都保持在±0.5LSB以内。

结论

本文介绍了使用ADA4898-1放大器、ADG1209多路复用器和LT5400精密匹配电阻构建分立式宽带宽PGIA的设计。该设计在几十毫伏到10V的单端/差分信号输入范围内，同时驱动16位15MSPS采样率的 ADAQ23875信号链μModule的解决方案可实现高精度测量。与使用市面上可用的单片式PGIA相比，完整的信号链可提供更好的整体精密性能。这款宽带宽信号链专为特定客户群定制，旨在构建用于自动化测试设备、电源监控和分析仪的测试仪表。

关于ADI公司

Analog Devices, Inc.(NASDAQ: ADI)在现代数字经济的中心发挥重要作用，凭借其种类丰富的模拟与混合信号、电源管理、RF、数字与传感技术，将现实世界的现象转化成有行动意义的洞察。ADI服务于全球12.5万家客户，在工业、通信、汽车与消费市场提供超过7.5万种产品。ADI公司总部位于马萨诸塞州威明顿市。更多信息请访问：http://www.analog.com/cn。

关于作者

Maithil Pachchigar是ADI公司麻萨诸塞州威明顿市工业和多市场事业部的系统应用工程师。自2010年加入ADI公司以来，他致力于仪器仪表、工业和医疗健康行业的精密信号链解决方案工作和客户支持。自2005年以来，Maithil一直在半导体行业工作，并已独立及合作发表多篇技术文章。Maithil获印度S.V.国家技术学院电子工程学学士学位、圣何塞州立大学的电气工程硕士学位，以及硅谷大学MBA学位。

John Neeko Garlitos是ADI公司的信号链μModule解决方案产品应用工程师。他从事信号链µModule开发和参考电路方面的工作。他于2017年开始在ADI菲律宾GT公司工作。他拥有菲律宾科技大学沙鄢分校电子工程理学士学位以及菲律宾迪里曼大学电子工程硕士学位。