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          同時采樣ADC在DAS傳感器信號調(diào)理中的應(yīng)用及分析

          作者: 時間:2012-08-18 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

          引言

          許多高端工業(yè)應(yīng)用采用了高性能、多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(),用于處理高精度工業(yè)產(chǎn)生的實(shí)際信號,有些復(fù)雜系統(tǒng)需要使用高性能、多通道、同時,例如:MAX11046、MAX1320、MAX1308等。

          首先,我們考慮圖1所示一款高端三相電力線監(jiān)測系統(tǒng),這類工業(yè)應(yīng)用需要在高達(dá)90dB (取決于具體應(yīng)用)的動態(tài)范圍、64ksps典型率的條件下精確地同時采集多通道數(shù)據(jù)。為了獲得最高系統(tǒng)精度,必須正確處理來自(圖1中的CT、PT變壓器)的信號,以滿足輸入量程的要求,從而保證的性能指標(biāo)滿足不同國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

           基于MAX11046、MAX1320、MAX1308的DAS在電網(wǎng)監(jiān)控中的典型應(yīng)用 www.elecfans.com
          圖1. 基于MAX11046、MAX1320、MAX1308的在電網(wǎng)監(jiān)控中的典型應(yīng)用

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/185904.htm

          SAR 在工業(yè)DAS中的作用

          如圖1所示,MAX11046、MAX1320及MAX1308可同時測量三相及零相電壓和電流,每款A(yù)DC均采用逐次逼近寄存器(SAR)架構(gòu)。從其名稱即可看出,SAR ADC采用的是對半查找法則(逐次逼近)。MAX11046、MAX1320和MAX1308均提供高速轉(zhuǎn)換(8通道的每通道高達(dá)250ksps),支持瞬態(tài)信號監(jiān)測,并具有靈活的±10V、±5V或0至5V接口。表1列出了部分Maxim的SAR ADC產(chǎn)品的典型特性,如需了解詳細(xì)信息,請參考每款型號的數(shù)據(jù)資料。

          表1. 高性能、多通道SAR ADC產(chǎn)品的典型特性

          PartChannelsInput Range (V)Resolution (Bits)Speed (ksps, max)SINAD (dB)Input Impedance
          MAX13040 to 5
          MAX1308±51245671
          MAX1312±10Medium, (approx 2kΩ)
          MAX131680 to 5
          MAX1320±51425076.5
          MAX1324±10
          MAX11046±51625091.4Very high (in 10s of MΩ); mostly capacitive

          CT、PT ()變壓器的典型輸出為±10VP-P或±5VP-P。如表1所示,MAX130x和MAX132x系列ADC可支持這些范圍,MAX11046的輸入范圍只適用于±5V的變壓器常用輸入范圍。

          MAX130x和MAX132x系列ADC的輸入阻抗較低,在電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)中需要增加輸入緩沖器和低通濾波器(圖2),以保證12位至14位的精度。

          注:如需了解有關(guān)高階、連續(xù)時間低通濾波器的設(shè)計(jì)信息,請參考應(yīng)用筆記733:“A Filter Primer”和應(yīng)用筆記738:“Minimizing Component-Variation Sensitivity in Single Op Amp Filters”。Maxim還提供MAX9943/MAX9944或MAX4493/MAX4494/MAX4495等高精度運(yùn)算放大器,非常適合這些應(yīng)用。

          圖2. 采用MAX130x和MAX132x系列ADC構(gòu)建的電力線監(jiān)控系統(tǒng)板級框圖,圖中需要一個有源低通濾波器連接CT和PT變壓器。
          圖2. 采用MAX130x和MAX132x系列ADC構(gòu)建的電力線監(jiān)控系統(tǒng)板級框圖,圖中需要一個有源低通濾波器連接CT和PT變壓器。

          MAX11046提供可選擇的有源輸入緩沖器/低通濾波器,MAX11046具有非常高的輸入阻抗,可直接連接到特定傳感器(參見表1)。以CT、PT測量變壓器為代表的低阻傳感器(等效阻抗RTRANS在10Ω至100Ω量級),可以通過簡單的RC模擬前端(AFE)直接連接到MAX11046輸入端。如果測量信號頻帶內(nèi)的50Hz/60Hz混疊噪聲較低,由輸入RC電路構(gòu)成的低通濾波器即可滿足要求。

          圖3給出了一個簡單的高性價比解決方案,使得MAX11046能夠支持±5V或±10V輸入范圍。

          圖3. MAX11046在典型電網(wǎng)監(jiān)控應(yīng)用中的板級框圖,圖中通道1連接±5V變壓器,通道8連接±10V變壓器。
          圖3. MAX11046在典型電網(wǎng)監(jiān)控應(yīng)用中的板級框圖,圖中通道1連接±5V變壓器,通道8連接±10V變壓器。

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