使用AD7606B构建高精度数据采集系统
<div class='showpostmsg'> 本帖最后由 nemo1991 于 2023-10-15 20:10 编辑<p cid="n59" mdtype="paragraph">ADI工业控制领域具备深厚的技术积累,数十年来不断推进包括自动化测试设备、科学和环境监测、工业传感和控制等多个领域的技术进步。在ADI众多产品线中,AD/DA是其最重要的产品线,本次我将要介绍的,是ADI近几年推出的一款明星产品:AD7606B。</p>
<h2 cid="n60" mdtype="heading">AD7606B核心性能指标</h2>
<p cid="n61" mdtype="paragraph">根据ADI官网说明:</p>
<p cid="n62" mdtype="paragraph">AD7606B 是一款 16 位同步采样模拟-数字数据采集系统 (DAS),具有 8 个通道,每个通道包含模拟输入钳位保护、可编程增益放大器 (PGA)、低通滤波器、16 位逐次逼近寄存器 (SAR) 和模数转换器 (ADC)。AD7606B 还包含灵活的数字滤波器、低漂移、2.5 V 精密基准电压源和基准电压缓冲器,用于驱动 ADC 以及灵活的并行和串行接口。</p>
<p cid="n63" mdtype="paragraph">AD7606B 采用 5 V 单电源供电,在所有通道以 800 kSPS 的吞吐量采样时,可提供 ±10 V、±5 V 和 ±2.5 V 的真正双极输入范围。输入钳位保护可承受高达 ±21 V 的电压。AD7606B 具有 5 MΩ 模拟输入阻抗,当输入信号断开并通过 10 kΩ 外部电阻器接地时,导致小于 20 LSB 的双极零代码。由于采用单电源供电、片内滤波和高输入阻抗,因此无需外部驱动运算放大器(这些放大器需要双极性电源)。对于吞吐率较低的应用,AD7606B 灵活数字滤波器可用于提高噪声性能。</p>
<ul cid="n64" data-mark="-" mdtype="list">
<li cid="n65" mdtype="list_item">
<p cid="n66" mdtype="paragraph">16位、800 kSPS ADC(所有通道)</p>
</li>
<li cid="n67" mdtype="list_item">
<p cid="n68" mdtype="paragraph">具有5 MΩ模拟输入阻抗的输入缓冲器</p>
</li>
<li cid="n69" mdtype="list_item">
<p cid="n70" mdtype="paragraph">与AD7606引脚兼容</p>
</li>
<li cid="n71" mdtype="list_item">
<p cid="n72" mdtype="paragraph">工作温度范围:−40°C至+125°C</p>
</li>
<li cid="n73" mdtype="list_item">
<p cid="n74" mdtype="paragraph">5 V单模拟电源,VDRIVE电源电压:1.71 V至3.6 V</p>
</li>
<li cid="n75" mdtype="list_item">
<p cid="n76" mdtype="paragraph">具有8 kV ESD的±21 V输入箝位保护</p>
</li>
<li cid="n77" mdtype="list_item">
<p cid="n78" mdtype="paragraph">在软件模式下可用的额外模式</p>
<ul cid="n79" data-mark="-" mdtype="list">
<li cid="n80" mdtype="list_item">
<p cid="n81" mdtype="paragraph">每通道可选模拟输入范围</p>
<ul cid="n82" data-mark="-" mdtype="list">
<li cid="n83" mdtype="list_item">
<p cid="n84" mdtype="paragraph">单端,双极性:±10 V、±5 V和±2.5 V</p>
</li>
</ul>
</li>
<li cid="n85" mdtype="list_item">
<p cid="n86" mdtype="paragraph">每通道系统相位、偏移和增益校准</p>
</li>
<li cid="n87" mdtype="list_item">
<p cid="n88" mdtype="paragraph">模拟输入开路检测特性</p>
</li>
<li cid="n89" mdtype="list_item">
<p cid="n90" mdtype="paragraph"><22 LSB开路码值误差(RPD = 10 kΩ)</p>
</li>
<li cid="n91" mdtype="list_item">
<p cid="n92" mdtype="paragraph">自诊断和监控特性</p>
</li>
<li cid="n93" mdtype="list_item">
<p cid="n94" mdtype="paragraph">有关读/写数据和寄存器的CRC差错校验</p>
</li>
</ul>
</li>
</ul>
<h2 cid="n95" mdtype="heading">AD7606B外围电路设计</h2>
<p cid="n96" mdtype="paragraph">AD7606B具备极高的集成度,仅需要5V单电源供电。同时内部集成了基准源,其温漂系数典型值为3ppm/°C,最大值为10ppm/°C,可以满足常规应用的需求;同时可以配置使用外部基准源。</p>
<p cid="n98" mdtype="paragraph">在软件模式下,AD7606B具备最大的配置灵活度,可以选择输入范围、每通道校准、过采样等功能,下图展示了软件模式下其典型的原理图设计。</p>
<div style="text-align: center;"></div>
<p cid="n100" mdtype="paragraph">需要注意的是,ADI建议在ADC输入前端放置串联电阻,以保护ADC。根据下图手册说明,AD7606B可以耐受的最大电压为±21 V,可以耐受的最大电流为10mA。例如用户实际使用中可能测量到的电压峰值为50V,则最低串联电阻为(50V-21V)/10mA = 2.9k。实际使用中,可以选中更大的阻值:尽管从模拟电路的角度来看,外部电阻的引入会引起测量误差,但配合AD7606B软件模式下所支持的增益校准,可以近乎消除外部电阻引入的误差。后文会再次介绍。</p>
<div style="text-align: center;"></div>
<p cid="n104" mdtype="paragraph">此外,外部电阻搭配电容使用,还可以构建为一个低通滤波器,可以作为系统的抗混叠滤波器使用。</p>
<h2 cid="n106" mdtype="heading">AD7606B软件设计</h2>
<p cid="n108" mdtype="paragraph">AD7606B采用16bit并行数据接口,可以轻松应对8通道800kSPS/16bit的采样数据,同时可以通过软件实现读写数据的CRC校验,具备完善的诊断和监控特性。</p>
<p cid="n110" mdtype="paragraph">AD7606B可以配合具备并行数据接口的ARM/DSP/FPGA使用,ADI也提供了参考代码。</p>
<h4 cid="n112" mdtype="heading"><span style="font-size:20px;">AD7606B校准功能说明</span></h4>
<p cid="n114" mdtype="paragraph">在外部电路设计部分,我们提到AD7606B可以在ADC模拟前端增加外部电阻以保护ADC端口,但该外部电阻会引入额外的采样误差。</p>
<p cid="n109" mdtype="paragraph">AD7606B具备系统增益校准功能,具体为通过向寄存器0x09~0x10写入外部电阻阻值,系统将自动校准采样结果。</p>
<p cid="n116" mdtype="paragraph">如图展示,以外部电阻为27k为例,如果不启用该校准方式,27k的外部电阻会引入高达170个LSB的误差;启用增益校准后,可以看到同一外部电阻下,引入的误差典型值仅为5LSB。</p>
<div style="text-align: center;"></div>
<p> </p>
</div><script> var loginstr = '<div class="locked">查看本帖全部内容,请<a href="javascript:;" style="color:#e60000" class="loginf">登录</a>或者<a href="https://bbs.eeworld.com.cn/member.php?mod=register_eeworld.php&action=wechat" style="color:#e60000" target="_blank">注册</a></div>';
if(parseInt(discuz_uid)==0){
(function($){
var postHeight = getTextHeight(400);
$(".showpostmsg").html($(".showpostmsg").html());
$(".showpostmsg").after(loginstr);
$(".showpostmsg").css({height:postHeight,overflow:"hidden"});
})(jQuery);
} </script><script type="text/javascript">(function(d,c){var a=d.createElement("script"),m=d.getElementsByTagName("script"),eewurl="//counter.eeworld.com.cn/pv/count/";a.src=eewurl+c;m.parentNode.insertBefore(a,m)})(document,523)</script> AD7606很精典的同步AD采集芯片,现在好像百十块钱一片,有些小贵。 fxyc87 发表于 2023-10-15 21:03
AD7606很精典的同步AD采集芯片,现在好像百十块钱一片,有些小贵。
<p>这是AD7606B,是AD7606的升级版<img height="48" src="https://bbs.eeworld.com.cn/static/editor/plugins/hkemoji/sticker/facebook/smile.gif" width="48" /></p>
页:
[1]