低成本 16 位 250kSPS 8 通道隔离数据采集系统

2017-08-18 84 0

电路功能与优势:图 1 所示电路是高性价比、高度集成的 16 位、250kSPS、8 通道数据采集系统,可对 ±10V 工业级信号进行数字化转换。该电路还可在测量电路与主机控制器之间提供 2500V rms 隔离,整个电路采用隔离式 PWM 控制的 5V 单电源供电。

低成本 16 位 250kSPS 8 通道隔离数据采集系统

图 1 16 位、250kSPS、8 通道数据采集系统(原理示意图:未显示所有连接和去耦)

低成本 16 位 250kSPS 8 通道隔离数据采集系统

电路描述:此电路配合 16 位、8 通道、250kSPS 的 PulSAR ADC AD7689 和两个低成本精密四通道运算放大器 AD8608 使用,在数据采集系统内提供所有信号调理和数字化功能;另外仅需要一只 AD8605 运算放大器,用于缓冲 AD7689 的基准电压。

AD8605 和 AD8608 分别是低成本单通道和四通道轨到轨输入和输出 CMOS 放大器。AD8608 可对 ±10V 输入信号进行反转、电平转换和衰减,以便匹配 ADC 的输入范围:当使用 +4.096V 基准电压源和 +5V 单电源时,输入范围为 0V 至 +4.096V。

AD8605 用作外部基准电压缓冲器,为电平转换提供足够的驱动能力。AD8605 和 AD8608 具有极低的失调电压、低输入电压和电流噪声以及宽信号带宽,因此适合各种应用。AD8608 的低电流和电压噪声可确保电阻噪声是高输入阻抗输出噪声的主要因素;本电路中的输入阻抗(等于 R1)为 50kΩ。

16 位、8 通道、250kSPS 的 PulSAR ADC AD7689 内置多通道低功耗数据采集系统所需的所有元件,包括一个 16 位 SAR ADC、一个 8 通道低串扰多路复用器、一个低漂移基准电压源和缓冲器、一个温度传感器、一个可选单极点滤波器和一个通道序列器;序列器可用于连续扫描通道,且不需要微控制器或 FPGA 来控制通道开关。AD7689 采用 20 引脚、4mm×4mm LFCSP 小尺寸封装,因此成本和印刷电路板(PCB)面积降至最低;工作温度范围为 -40℃ 至 +85℃,5V 电源、250kSPS 时的功耗为 12.5mW(典型值)。

ADuM3471 为四通道数字隔离器,集成 PWM 控制器和变压器驱动器,用以驱动隔离式 DC/DC 转换器。ADuM3471 为电路提供 5V、2W 隔离电源,并在 SPI 接口隔离数字信号。

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