5V單電源8通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)電路設(shè)計
出處:電子市場 發(fā)布于:2014-11-29 11:12:53 | 5956 次閱讀
電路功能與優(yōu)勢:圖1所示電路是一款高度集成、16位、1 MSPS、多路復(fù)用、8通道、靈活的數(shù)字采集系統(tǒng)(DAS),集成可編程增益儀表放大器(PGIA),能夠處理全范圍工業(yè)級信號。+5 V單電源為電路供電,高效率、低紋波升壓轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生±15 V電壓,可處理±24.576 V的差分輸入信號(±2 LSB INL值、±0.5 LSB DNL典型值)。對于高應(yīng)用,這款緊湊、經(jīng)濟型電路可以提供高和低噪聲性能?;谥鸫伪平拇嫫鳎⊿AR)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)集成真正的高阻抗差分輸入緩沖器,因此無需額外緩沖;緩沖通常用來減少基于容性數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)的SAR模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)產(chǎn)生的反沖。此外,該電路具有高共模抑制,無需外部儀表放大器;而通常存在共模信號的應(yīng)用中需要用到儀表放大器。
ADAS3022是完整的16位、1 MSPS數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),集成如下器件:一個8通道、低泄漏多路復(fù)用器;一個具有高共模抑制的可編程增益儀表放大器級;一個精密低漂移4.096 V基準電壓源;一個基準電壓緩沖器;以及一個高性能、無延遲、16位SAR ADC.ADAS3022在每個轉(zhuǎn)換周期結(jié)束時降低功耗,因此,工作電流和功耗與吞吐率成線性比例關(guān)系,使其成為低采樣速率電池供電應(yīng)用的理想選擇。ADAS3022集成8路輸入和1路COM輸入;該COM輸入可配置為8路單端通道、參考同一基準電壓的8路通道、4路差分通道或單端和差分通道的不同組合。圖1所示電路中,經(jīng)AD8031運算放大器緩沖后的ADR434低噪聲基準電壓源提供參考電壓。AD8031能夠以快速恢復(fù)的方式驅(qū)動動態(tài)負載,因此非常適合用作參考緩沖器。
ADP1613是一款DC-DC升壓轉(zhuǎn)換器,集成電源開關(guān),在不影響ADAS3022性能的情況下為ADAS3022提供片內(nèi)輸入多路復(fù)用器以及可編程增益儀表放大器所需的±15 V高壓電源。本電路采用ADAS3022、ADP1613、ADR434和AD8031精密器件的組合,可同時提供高和低噪聲性能。
電路描述:首款單芯片上完整的DAS,能夠以1 MSPS的速率進行轉(zhuǎn)換,并接受±24.576 V的差分模擬輸入信號。該器件需使用高壓雙極性電源:±15 V(VDDH和VSSH)、+5 V(AVDD和DVDD)、以及+1.8 V至+5 V (VIO)。ADAS3022無需使用標準解決方案中的信號緩沖、電平轉(zhuǎn)換、放大、噪聲抑制以及其它模擬信號調(diào)理,簡化了精密16位、1 MSPS DAS的設(shè)計難題。此外,ADAS3022以更高的數(shù)據(jù)速率、更小的尺寸、更快的產(chǎn)品上市時間、以及更低的價格,提供更佳的時序和噪聲性能。
ADAS3022部集成PGIA,可設(shè)置增益為0.16、0.2、0.4、0.8、1.6、3.2和6.4,并且它能夠處理的全差分輸入范圍分別為±24.576 V、±20.48 V、±10.24 V、±5.12 V、±2.56 V、±1.28 V和±0.64 V.輸入范圍參考內(nèi)部4.096 V基準電壓源。相對于COM引腳上的輸入電壓,它可測量偽差分、單極性和雙極性的輸入范圍。圖1所示電路中,外部基準電壓由4.096 V ADR434提供。ADR434具有高、低功耗(工作電流為800 ?A)、低噪聲、±0.12%初始誤差以及出色的溫度穩(wěn)定性等特性。無論在具有高帶寬要求的電池供電系統(tǒng)中,還是元件密度高且要求較低功耗的高速系統(tǒng)中,用于緩沖外部基準電壓的AD8032低功耗運算放大器都是理想的選擇。ADAS3022數(shù)字接口由異步輸入(CNV、RESET、PD和BUSY)以及兼容SPI、FPGA或DSP用于回讀轉(zhuǎn)換結(jié)果回讀和編程配置寄存器的4線式串行接口(CS、SDO、SCK和DIN)組成。
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