新一代16位8通道同步采樣ADC-AD7606在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用

　　AD7606/AD7606-6/AD7606-4為16位同步采樣模數(shù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS)，分別有8、6、4個采集通道。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(nèi)核、數(shù)字濾波器、2.5V基準(zhǔn)電壓源及緩沖、高速串行和并行接口。AD7606采用5V單電源供電，不再需要正負(fù)雙電源，并支持真正±10V或±5V的雙極性信號輸。所有的通道均能以高達(dá)200 kSPS的速率進(jìn)行采樣，同時輸入端箝位保護電路可以承受最高達(dá)±16.5V的電壓。

　　傳統(tǒng)的逐次逼近(SAR)型ADC，由于其采樣電容的設(shè)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(xiàn)內(nèi)部采樣電容的驅(qū)動，如圖3所示。正因此電容的存在，其等效輸入阻抗與采樣頻率相關(guān)，而且在一些高采樣率的應(yīng)用中，使得前端驅(qū)動運放的選擇變得十分苛刻。

　　但在AD7606內(nèi)部的信號調(diào)理電路中，已經(jīng)包含了低噪聲、高輸入阻抗的信號調(diào)理電路，其等效輸入阻抗完全獨立于采樣率且固定為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(shè)計，不再需要外部驅(qū)動和濾波電路。因此，二次互感器輸出的信號無需再經(jīng)過運放來緩沖就可以直接接入AD7606。圖4是AD7606的典型設(shè)計。

　　AD7606內(nèi)部集成了2.5V帶隙電壓基準(zhǔn)和基準(zhǔn)緩沖電路，其溫度系數(shù)典型值為±10ppm/℃。設(shè)計應(yīng)用中，選用內(nèi)置基準(zhǔn)或外部基準(zhǔn)，將取決于系統(tǒng)的要求。多片ADC的設(shè)計中，如果需求高絕對精度，則應(yīng)采用高初始精度和低溫度系數(shù)的外部基準(zhǔn)，以消除不同器件內(nèi)置基準(zhǔn)之間的差異而帶來的誤差。推薦選用初始精度0.04%，溫度系數(shù)3ppm/℃的ADR421B。如果需求多片ADC通道之間的數(shù)值匹配，可設(shè)置第一片AD7606工作在內(nèi)置基準(zhǔn)模式，其余AD7606為外部基準(zhǔn)模式，然后通過第一片AD7606的內(nèi)置基準(zhǔn)輸出供給其余AD7606。這樣，在不加外部基準(zhǔn)的情況下即可保證多個AD7606通道間數(shù)據(jù)的匹配性，但此時系統(tǒng)的絕對精度取決于內(nèi)置基準(zhǔn)的性能。

　　AD7606的數(shù)字接口可以配置在并行或串行模式。數(shù)字接口的電平Vdrive為2.3V～5.25V，可以跟當(dāng)前任何主流的CPU/DSP連接。需要注意的是，當(dāng)配置AD7606工作在串行接口模式時，數(shù)據(jù)總線的DB[15:9]和DB[6:0]引腳需要做接地處理。

　　AD7606提供了過采樣和數(shù)字濾波功能。通過引腳OS[2:0]可以設(shè)置過采樣倍數(shù)(OSR)為x2, x4, x8, x16, x32, x64。過采樣打開后，內(nèi)部的過采樣控制電路和1階Sinc數(shù)字濾波器會自動被使能，同時-3dB帶寬也會相應(yīng)地改變。