標題: AD7685芯片 電流隔離、雙通道、16位、同步采樣、菊花鏈連接的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) [打印本頁]
作者: happy112    時間: 2016-6-19 13:52
標題: AD7685芯片 電流隔離、雙通道、16位、同步采樣、菊花鏈連接的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
實物圖：


本電路為高速、高精度、同步采樣模數(shù)轉換應用提供電流隔離。16位PulSAR ADC AD7685 是一款多功能器件，支持通過菊花鏈監(jiān)控多個通道�；谶\算放大器 AD8615的輸入電路對±10 V工業(yè)信號進行電平轉換、衰減和緩沖，以滿足ADC的輸入要求。這個靈活的電路包括一個精密基準電壓源ADR391 和兩個四通道數(shù)字隔離器ADuM1402 ，以便為常見的工業(yè)數(shù)據(jù)采集應用提供緊湊且具成本效益的解決方案。

電路原理圖：

AD7685是一款16位、電荷再分配、逐次逼近型(SAR)模數(shù)轉換器(ADC)，采用2.3 V至5.5 V單電源(VDD)供電。它內置一個低功耗、高速、16位無失碼、無流水線延遲的采樣ADC、一個內部轉換時鐘和一個多功能串行接口端口，還集成了一個低噪聲、寬帶寬、短孔徑延遲的采樣保持電路。在CNV上升沿，它對IN+與IN-之間的模擬輸入電壓差進行采樣，范圍從0 V至VREF�；鶞孰妷篤REF由外部提供，范圍從0.5 V至VDD。圖1所示電路采用4.5 V基準電壓。

AD7685的功耗與采樣速率成線性比例關系。VDD = 5 V且采樣速率為250 kSPS時，最大功耗為15 mW。AD7685采用10引腳MSOP封裝或10引腳QFN(LFCSP)封裝，工作溫度范圍為−40°C至+85°C。SPI兼容串行接口還能夠利用SDI輸入，將幾個ADC以菊花鏈形式連結到單條三線式總線上，或提供一個可選的繁忙(BUSY)指示功能。它采用獨立的VIO電源引腳，與1.8V、2.5V、3V或5V邏輯兼容。

完整的模擬信號鏈采用5 V單電源供電。低壓差2.5 V基準電壓源ADR391和U13軌到軌CMOS運算放大器AD8615，產生ADC所用的4.5 V基準電壓。4.5 V基準電壓在U13的輸出端提供0.5 V裕量，因此，在5 V電源的標稱變化范圍內，運算放大器始終保持在線性區(qū)域內工作。ADR391 2.5 V輸出由U13的噪聲增益(1 + R4/R5)放大。對于所選的R4和R5值，噪聲增益為1.8，因此基準電壓為1.8 × 2.5 V = 4.5 V。

U4和U14運算放大器AD8615提供0.225的信號增益（由R1與R2和R19與R20的比值設置），將20 V p-p的輸入信號幅度降至ADC輸入端的4.5 V p-p。對于0 V輸入，U4和U14的輸出端需要2.25 V偏移，這就要求U4和U14同相輸入端的共模電壓為1.84 V，該電壓由電阻分壓器R3-R6產生。

U4和U14輸出端的R-C網(wǎng)絡（33 Ω、2.7 nF）形成一個帶寬為1.8 MHz的單極點噪聲濾波器。

AD8615是一款CMOS軌到軌輸入和輸出、單電源放大器，具有極低失調電壓、寬信號帶寬以及低輸入電壓和電流噪聲等特性。該器件采用DigiTrim®專利調整技術，無需激光調整便可達到出色的精度。AD8615采用2.7 V至5 V單電源供電。

20 MHz以上的帶寬、低失調、低噪聲和低輸入偏置電流特性的結合，使該放大器適合各種應用。濾波器、積分器、光電二極管放大器和高阻抗傳感器等器件均可受益于這些特性組合。寬帶寬和低失真特性則有益于交流應用。在DigiTrim系列中，AD8615提供最高的輸出驅動能力，是音頻線路驅動器和其它低阻抗應用的理想選擇。

該器件的具體應用包括：便攜式和低功耗儀器儀表、便攜式設備的音頻放大、便攜式電話耳機、條形碼掃描器以及多極點濾波器。它還具有軌到軌輸入與輸出擺幅能力，因而設計人員可以在單電源系統(tǒng)中緩沖CMOS ADC、DAC、ASIC及其它寬輸出擺幅器件。

ADR391是一款微功耗、低壓差基準電壓源，可利用僅比輸出電壓高出300 mV的電源提供穩(wěn)定的輸出電壓。先進的設計無需外部電容，可進一步節(jié)省電路板空間、降低成本。ADR391精密基準電壓源具有低功耗、小尺寸和易于使用的特點，非常適合電池供電應用。該器件利用ADI公司的溫度漂移曲率校正專利技術，可在TSOT封裝中實現(xiàn)9 ppm/°C的低溫漂特性。

ADuM1402是一款采用ADI公司iCoupler®技術的四通道數(shù)字隔離器。該隔離器件將高速CMOS與單芯片空芯變壓器技術融為一體，具有優(yōu)于光耦合器等替代器件的出色性能特征。

iCoupler 器件不用LED和光電二極管，因而不存在一般與光耦合器相關的設計困難。簡單的iCoupler數(shù)字接口和穩(wěn)定的性能特征，可消除光耦合器通常具有的電流傳輸比不確定、非線性傳遞函數(shù)以及溫度和使用壽命影響等問題。

這些iCoupler產品不需要外部驅動器和其它分立器件。此外，在信號數(shù)據(jù)速率相當?shù)那闆r下，iCoupler器件的功耗只有光耦合器的1/10至1/6。

ADuM1402隔離器提供四個獨立的隔離通道，支持2/2方向和最高達90 Mbps（C級）的多種數(shù)據(jù)速率（請參考數(shù)據(jù)手冊“訂購指南”部分）。所有型號均可采用2.7 V至5.5 V電源電壓工作，與低壓系統(tǒng)兼容，并且能夠跨越隔離柵實現(xiàn)電壓轉換功能。此外，ADuM1402具有低脈沖寬度失真（小于2 ns）和嚴格的通道間匹配（小于2 ns）特性。與其它光耦合器不同，ADuM1402隔離器具有已取得專利的刷新特性，可確保不存在輸入邏輯轉換時及缺少一個電源條件下的直流正確性。

AD7685如何通過菊花鏈連接起來，以減少需要隔離的信號數(shù)量。注意，RSCLK和RFS分別是AD7685串行時鐘(SCK)和串行幀同步(CNV)的回讀結果，這些回讀信號相對于DATA信號的偏斜必須非常短。該偏斜為數(shù)字隔離器的通道間匹配傳播延遲(tPSKCD)，對于ADuM1402C小于2 ns。因此，串行接口能夠以數(shù)字隔離器的最大速度工作（ADuM1402C為90 Mbps），對應于90 MHz的最大串行時鐘頻率。如果延遲過長，它可能要受到數(shù)字隔離器傳播延遲級聯(lián)的限制。本電路中，對于250 kSPS的采樣頻率，TSCLK頻率為30 MHz。

將兩個相位相差90°的±10 V信號施加于EVAL-CN0194-SDPZ板的兩個通道（AIN1和AIN2），利用隨附的評估軟件獲得轉換結果。使用隨附的評估軟件還可以查看FFT數(shù)據(jù)，以及固定直流電平時的代碼直方圖。

該電路或任何高速電路的性能都高度依賴于適當?shù)腜CB布局，包括但不限于電源旁路、受控阻抗線路（如需要）、元件布局、信號布線以及電源層和接地層。



BOM表：
3
C1 C3 C20
10uF
6.3V


10.0%
0805
Taiyo Yuden
JMK212B7106KG-T
Digi-Key
587-2396-2-ND
CAPC2012X100N
7
C2  C4-6 C17-18 C21
0.1uF
16V


5.0%
0603
Kemet
C0603C104J4RACTU
Digi-Key
399-1097-2-ND
CAPC1608X55N
6
C7-8  C10-11 C13-14
1.0uF
16V


10.0%
0603
TDK
C1608X7R1C105K
Digi-Key
445-1604-2-ND
CAPC1608X55N
2
C9  C12
4.7uF
10V


10.0%
0805
Taiyo  Yuden
LMK212B7475KG-T
Digi-Key
587-1442-2-ND
CAPC2012X100N
3
C15-16  C19
470pF
50V


5.0%
0603
TDK
C1608C0G1H471J
Digi-Key
445-1289-2-ND
CAPC1608X55N
1
C22
100pF
50V


5.0%
0603
TDK
C1608C0G1H101J
Digi-Key
445-1281-2-ND
CAPC1608X55N
2
C23-24
2700pF
50V


5.0%
0603
Murata
GRM1885C1H272JA01D
Digi-Key
490-3283-2-ND
CAPC1608X55N
2
D1  D5
SBR2U30P1-7
400mV
2A


PowerDI  123
Diodes  Inc
SBR2U30P1-7
Digi-Key
SBR2U30P1DITR-ND
POWERDI123
2
D2  D6
SMBJ5342B-TP
6.8V
1A


DO-214AA,  SMB
Micro  Commericial
SMBJ5342B-TP
Digi-Key
SMBJ5342B-TPMSTR-ND
DIOM5436X241N
3
D3-4  D7
SML-LX15GC
2.2V
20mA


SOT-23-3
Lumex
SML-LX15GC-TR
Digi-Key
67-1685-2-ND
D_LED_LUMEX_SMD
2
F1-2
1210L035YR
6V
350mA  - Hold


1210
Littelfuse  Inc
1210L035YR
Digi-Key
F2997TR-ND
CAPC3225X94N
2
J1-2








CUI  Inc.
PJ-002A-SMT
Digi-Key
CP-002APJTR-ND
CON_BARREL_JACK_SMD
1
J3
FX8-120S-SV(21)





120-Pin  SMD
Hirose
FX8-120S-SV(21)
Digi-Key
H1219-ND
CON_120PIN_SMD
5
R1  R3-4 R19 R21
1.00K



1.0%
0603
Panasonic
ERJ-3EKF1001V
Digi-Key
P1.00KHTR-ND
RESC1608X50AN
2
R2  R20
4.42K



1.0%
0603
Panasonic
ERJ-3EKF4421V
Digi-Key
P4.42KHTR-ND
RESC1608X50AN
1
R5
1.24K



1.0%
0603
Panasonic
ERJ-3EKF1241V
Digi-Key
P1.24KHTR-ND
RESC1608X50AN
1
R6
2.80K



1.0%
0603
Panasonic
ERJ-3EKF2801V
Digi-Key
P2.80KHTR-ND
RESC1608X50AN
2
R7  R10
210K



1.0%
0603
Panasonic
ERJ-3EKF2103V
Digi-Key
P210KHTR-ND
RESC1608X50AN
2
R8  R11
64.9K



1.0%
0603
Panasonic
ERJ-3EKF6492V
Digi-Key
P64.9KHTR-ND
RESC1608X50AN
2
R9  R12
165



1.0%
0603
Panasonic
ERJ-3EKF1650V
Digi-Key
P165HTR-ND
RESC1608X50AN
1
R13
OPEN



1.0%
0603






RESC1608X50AN
2
R14-15
100K



1.0%
0603
Stackpole
RMCF0603FT100K
Digi-Key
RMCF0603FT100KTR-ND
RESC1608X50AN
1
R16
140K



1.0%
0603
Panasonic
ERJ-3EKF1403V
Digi-Key
P140KHTR-ND
RESC1608X50AN
1
R17
78.7K



1.0%
0603
Vishay/Dale
CRCW060378K7FKEA
Digi-Key
541-78.7KHTR-ND
RESC1608X50AN
1
R18
64.9



1.0%
0603
Stackpole
RMCF0603FT64R9
Digi-Key
RMCF0603FT64R9TR-ND
RESC1608X50AN
2
R22-23
33.0



1.0%
0603
Panasonic
ERJ-3EKF33R0V
Digi-Key
P33.0HTR-ND
RESC1608X50AN
2
U1  U12
AD7685





TSSOP-10
Analog  Devices
AD7685CRM



SOP50P490X110-10N
2
U2  U15
ADuM1402





SOIC-16
Analog  Devices
ADuM1402CRW



SOIC127P1030X265-16N
1
U3
ADR391





TSOT-23-5
Analog  Devices
ADR391BUJZ



SOT95P280X110-5N
3
U4  U13-14
AD8615





TSOT-23-5
Analog  Devices
AD8615AUJZ



SOT95P280X110-5N
2
U5  U9
BNX016






Murata
BNX016-01
Digi-Key
490-5055-ND
BNX016-01
3
U6-7  U10
ADP3336





TSSOP-8
Analog  Devices
ADP3336ARMZ



SOP65P490X94-8N
1
U8
24LC32A





TSSOP-8
Microchip
24LC32AT-I/MS
Digi-Key
24LC32AT-I/MS-ND
SOP65P490X94-8N
1
U11
SN74AHC1G32-Q1





TSOT-23-5
Texas  Instruments
SN74AHC1G32TDCKRQ1
Digi-Key
296-25282-2-ND
SOT65P210X110-5N
1
U16
74HC123
2V  - 6V
5.2mA


TSSOP-16
Texas  Instruments
CD74HC123PWR
Digi-Key
296-12780-2-ND
SOP65P640X120-16N


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電流隔離、雙通道、16位、同步采樣、菊花鏈連接的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng).zip

2.42 MB, 下載次數(shù): 47, 下載積分: 黑幣 -5

電流隔離、雙通道、16位、同步采樣、菊花鏈連接的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)電路筆記.pdf

1.51 MB, 下載次數(shù): 24, 下載積分: 黑幣 -5

作者: abel_liang    時間: 2017-9-7 16:36
好資料，51黑有你更精彩!!!
作者: abel_liang    時間: 2017-9-7 16:37
mark一下先！
作者: 15261868894    時間: 2018-5-28 17:49
原理圖怎么是空的呢




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