采用ADAS3023同步采樣數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)電路—電路精選（43）

ADAS3023是一款完整的16位逐次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。該器件能夠以高達(dá)500 kSPS的速率同時對雙通道進(jìn)行采樣、以250 kSPS的速率同時對四通道進(jìn)行采樣、以167 kSPS的速率同時對六通道進(jìn)行采樣，以及以125 kSPS的速率同時對八通道進(jìn)行采樣；采用ADI專利的iCMOS?高壓工業(yè)工藝技術(shù)制造，ADP1613用于低成本SEPIC-uk拓?fù)?，是ADAS3023在外部5 V電源供電情況下，為其提供20 mA時所需±15 V高壓穩(wěn)定電源以及最大值為3 mV的低輸出紋波的理想選擇。ADP1613盡可能地減少了外部元器件數(shù)目，并且具有超過86%的效率，因此它能滿足ADAS3023的規(guī)格要求。集成8通道、低泄漏、采樣保持、可編程增益儀表放大器級，具有高共模抑制特性，提供4個差分輸入范圍、一個精密低漂移4.096 V基準(zhǔn)電壓源和緩沖器，以及一個16位電荷再分配逐次逼近型寄存器模數(shù)轉(zhuǎn)換器。使用±15 V電源時，ADAS3023能解析的差分輸入范圍高達(dá)±20.48 V，ADAS3023在各通道輸入與公共參考之間使用差分輸入結(jié)構(gòu)，所有通道同時采樣。顯示了這些輸入的等效電路。二極管為模擬輸入和COM提供針對高壓電源的ESD保護(hù)。應(yīng)確保模擬輸入信號不超過供電軌0.3 V以上，否則會造成二極管正偏，并開始傳導(dǎo)電流。超出絕對最大額定值的電壓可能導(dǎo)致ADAS3023永久性損壞。

電路原理

采集系統(tǒng)電路設(shè)計

ADP1613用于低成本SEPIC-uk拓?fù)?，是ADAS3023在外部5 V電源供電情況下，為其提供20 mA時所需±15 V高壓穩(wěn)定電源以及最大值為3 mV的低輸出紋波的理想選擇。ADP1613盡可能地減少了外部元器件數(shù)目，并且具有超過86%的效率，因此它能滿足ADAS3023的規(guī)格要求。如圖為采集系統(tǒng)電路設(shè)計。

等效模擬輸入電路設(shè)計

在各通道輸入（IN0至IN7）與公共參考（COM）之間使用差分輸入結(jié)構(gòu)，所有通道同時采樣。圖39顯示了這些輸入的等效電路。二極管為模擬輸入（IN0至IN7）和COM提供針對高壓電源（VDDH和VSSH）的ESD保護(hù)。應(yīng)確保模擬輸入信號不超過供電軌0.3 V以上，否則會造成二極管正偏，并開始傳導(dǎo)電流。超出絕對最大額定值的電壓可能導(dǎo)致ADAS3023永久性損壞。

內(nèi)部基準(zhǔn)電壓源設(shè)計

精確的內(nèi)部基準(zhǔn)電壓源經(jīng)過工廠調(diào)整，適合大部分應(yīng)用。將CFG寄存器中的REFEN位置1（默認(rèn)值）則使能內(nèi)部基準(zhǔn)電壓源，并可在REF1和REF2引腳上產(chǎn)生4.096 V電壓；該輸出電壓用作主要的系統(tǒng)基準(zhǔn)電壓。未經(jīng)緩沖的2.5 V（典型值）帶隙基準(zhǔn)電壓輸出至REFIN引腳，需采用外部10 μF和0.1 μF電容的并聯(lián)組合以降低輸出端噪聲。REFIN的電流輸出有限，如果后接一個適當(dāng)?shù)木彌_器，如AD8031等，則它可以用作一個源。由于內(nèi)部放大器使用固定增益，REFIN輸出的負(fù)載過高會降低4.096 V系統(tǒng)的基準(zhǔn)電壓。內(nèi)部基準(zhǔn)電壓輸出經(jīng)過調(diào)整后達(dá)到預(yù)期的4.096 V，初始精度為±8 mV?；鶞?zhǔn)電壓還經(jīng)過溫度補(bǔ)償，典型溫漂為±5 ppm/°C。使用內(nèi)部基準(zhǔn)電壓源時，ADAS3023應(yīng)按照圖42所示進(jìn)行去耦。REF1和REF2連接均短接在一起，并利用REFIN輸出和RCAP內(nèi)部調(diào)節(jié)電源上的適當(dāng)去耦電容去耦。