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用于±10 V輸入的完全隔離式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)解析

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資料介紹

　連接/參考器件
　　AD8606/精密、低噪聲、雙通道CMOS、軌到軌輸入/輸出運(yùn)算放大器
　　AD7091R/ 1 MSPS、超低功耗、12位ADC
　　ADuM5401/集成DC/DC 轉(zhuǎn)換器的四通道2.5 kV隔離器
　　12位、300 kSPS、單電源、完全隔離式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，用于±10 V輸入
　　電路評估板
　　CN0335電路評估板（EVAL-CN0335-PMDZ）
　　SDP/PMD轉(zhuǎn)接板（SDP-PMD-IB1Z）
　　系統(tǒng)演示平臺（EVAL-SDP-CB1Z）
　　電路功能與優(yōu)勢
　　圖1所示電路是只采用了三個有源器件的完全隔離式12位、300 kSPS數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
　　該系統(tǒng)采用3.3 V單電源供電，可處理±10 V輸入信號。室溫校準(zhǔn)后，在±10°C溫度變化范圍內(nèi)的總誤差不超過±0.1% FSR，是各種工業(yè)測量應(yīng)用的理想之選。
　　該電路的小巧尺寸使得該組合成為業(yè)界領(lǐng)先的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)解決方案，在這種系統(tǒng)中精度、速度、成本和尺寸極為關(guān)鍵。數(shù)據(jù)和電源相互隔離，因而該電路具有出色的高電壓耐受性，同時還能有效避免惡劣工業(yè)環(huán)境下常見的接地環(huán)路干擾問題。
　　用于±10 V輸入的完全隔離式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)解析

　　圖1.±10 V隔離式單電源數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（未顯示所有連接和去耦）
　　電路描述
　　該電路由一個輸入信號調(diào)理級、一個ADC級和一個輸出隔離級構(gòu)成?！?0 V輸入信號由U1A運(yùn)算放大器進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換和衰減，該運(yùn)算放大器是雙通道AD8606的一半。該運(yùn)算放大器的輸出為0.1 V至2.4 V，與ADC的輸入范圍相匹配（0 V至2.5 V），裕量為100 mV用于維持線性度。來自ADC的緩沖基準(zhǔn)電壓（VREF =2.5 V）用于生成所需失調(diào)?？梢孕薷?a target='_blank' class='arckwlink_none'>電阻值，以適應(yīng)本電路筆記后面部分所述的其他常用輸入范圍。
　　該電路設(shè)計(jì)支持單電源供電。AD8606的最小額定輸出電壓為50 mV（2.7 V電源）和290 mV（5 V電源），負(fù)載電流為10 mA，溫度范圍為-40°C至+125°C.在3.3 V電源、負(fù)載電流低于1 mA、溫度范圍更窄的情況下，保守估計(jì)最小輸出電壓為45 mV至60 mV.
　　考慮到器件的容差，最小輸出電壓（范圍下限）設(shè)為100 mV，以提供安全裕量。輸出范圍的上限設(shè)為2.4 V，以便為ADC輸入端的正擺幅提供100 mV的裕量。因此，輸入運(yùn)算放大器的標(biāo)稱輸出電壓范圍為0.1 V至2.4 V.