AD7606簡介

1   芯片簡介

       AD7606是ADI公司的16位同步採樣AD芯片,採樣率高達200k。共有三個型號:AD7606/AD7606-6/AD7606-4,分別是8、6、4個採集通道。在電力線路測量和保護系統中,需要對多相輸配電網絡的大量電流和電壓通道進行同步採樣,AD7606是電力系統中最常用的AD採樣芯片。


 

圖 1

 

       片上集成模擬輸入箝位保護、二階抗混疊濾波器、跟蹤保持放大器、16位電荷再分配逐次逼近型ADC內核、數字濾波器、2.5V基準電壓源及緩衝、高速串行和並行接口。AD7606採用5V單電源供電,不再需要正負雙電源,並支持真正±10V或±5V的雙極性信號輸入。所有的通道均能以高達200kSPS的速率進行採樣,同時輸入端箝位保護電路可以承受最高達±16.5V的電壓。傳統的逐次逼近(SAR)型ADC,由於其採樣電容的設計,模擬輸入前端一般需要運算放大器(簡稱運放,Operation Amplifier)來實現內部採樣電容的驅動。正因此電容的存在,其等效輸入阻抗與採樣頻率相關,而且在一些高採樣率的應用中,使得前端驅動運放的選擇變得十分苛刻。


 

圖 2

 

       但在AD7606內部的信號調理電路中,已經包含了低噪聲、高輸入阻抗的信號調理電路,其等效輸入阻抗完全獨立於採樣率且固定爲1Mohm。同時輸入端集成了具有40dB抗混疊抑制特性的濾波器,更是簡化了前端設計,不再需要外部驅動和濾波電路。因此,二次互感器輸出的信號無需再經過運放來緩衝就可以直接接入AD7606。

       AD7606內部集成了2.5V帶隙電壓基準和基準緩衝電路,其溫度係數典型值爲±10ppm/℃。設計應用中,選用內置基準或外部基準,將取決於系統的要求。多片ADC的設計中,如果需求高絕對精度,則應採用高初始精度和低溫度係數的外部基準,以消除不同器件內置基準之間的差異而帶來的誤差。推薦選用初始精度0.04%,溫度係數3ppm/℃的ADR421B。如果需求多片ADC通道之間的數值匹配,可設置第一片AD7606工作在內置基準模式,其餘AD7606爲外部基準模式,然後通過第一片AD7606的內置基準輸出供給其餘AD7606。這樣,在不加外部基準的情況下即可保證多個AD7606通道間數據的匹配性,但此時系統的絕對精度取決於內置基準的性能。


 

圖  3

 

       AD7606還提供了過採樣和數字濾波功能。通過管腳OS[2:0]可以設置過採樣倍數(OSR)爲x2,x4,x8,x16,x32,x64。過採樣打開後,內部的過採樣控制電路和1階Sinc數字濾波器會自動被使能,同時-3dB帶寬也會相應的改變。

       ADC一般需要模擬電源和數字電源。大多數的系統都會有5V數字電源,卻不一定具有5V模擬電源。此時如果模擬電路和數字電路共用同一個5V電源,有害的數字噪聲可能會耦合到模擬電路並降低ADC的性能,通常應該避免這樣的設計。如果不可避免,需要將5V的數字電源進行很好的濾波後再供給模擬電路用。AD7606的去耦設計十分簡潔,僅需要9個電容,其中包括2個10uF,2個1uF,5個0.1uF。

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