完整傳感器數(shù)據(jù)采集解決方案簡(jiǎn)化工業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　集成式解決方案簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　16位1 MSPS ADAS3022數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)IC采用專有高壓工業(yè)工藝技術(shù)iCMOS?制造，集成8通道、低泄漏多路復(fù)用器；高阻抗PGIA （具有高共模抑制）；高精度低漂移4.096 V基準(zhǔn)電壓源和緩沖器；16位逐次逼近型ADC。如圖3所示。

　　圖3. ADAS3022功能框圖。

　　這個(gè)完整傳感器數(shù)據(jù)采集解決方案占用的電路板空間僅為分立方案的三分之一，有助于工程師簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，同時(shí)減小高級(jí)工業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的尺寸，縮短產(chǎn)品面市時(shí)間，節(jié)省成本。它使得我們無需對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行緩沖、電平轉(zhuǎn)換、放大、衰減或其他調(diào)理，也消除了我們對(duì)共模抑制、噪聲和建立時(shí)間的擔(dān)憂，還解決了與設(shè)計(jì)高精度16位1 MSPS數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相關(guān)的諸多難題。它可在1 MSPS速率下（典型 SNR為91 dB）提供同類最佳的16位精度（典型INL為±0.6 LSB）、低失調(diào)電壓、低溫度漂移和優(yōu)化噪聲性能，如圖4所示。該器件的額定溫度范圍為–40°C至+85°C工業(yè)溫度范圍。

　　圖4. ADAS3022的INL和FFT性能。

　　PGIA具有很大的共模輸入范圍、真正的高阻抗輸入（>500 MΩ）和寬動(dòng)態(tài)范圍，這使得它能夠處理4 mA至20 mA的環(huán)路電流，精確測(cè)量小傳感器信號(hào)，抑制交流電力線、電機(jī)和其他來源的干擾（90 dB的最小CMR）。

　　輔助差分輸入通道可處理±4.096 V輸入信號(hào)。它旁路多路復(fù)用器和PGIA級(jí)，允許與16位SAR ADC直接接口。片內(nèi)溫度傳感器可以監(jiān)控本地溫度。

　　這種高集成度可以節(jié)省電路板空間，降低整體部件成本，使得ADAS3022非常適合空間受限的應(yīng)用，例如自動(dòng)測(cè)試設(shè)備、電力線監(jiān)控、工業(yè)自動(dòng)化、過程控制、病人監(jiān)護(hù)以及其他工業(yè)和儀表系統(tǒng)，它們都采用±10 V的工業(yè)信號(hào)電平工作。

　　圖5. 采用集成PGA的完整5 V、單電源、8通道數(shù)據(jù)采集解決方案。

　　圖5顯示完整的8通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DAS）。ADAS3022采用±15 V和+5 V模擬和數(shù)字電源，以及1.8V至5V邏輯I/O電源。高效率、低紋波DC-DC升壓轉(zhuǎn)換器 ADP1613使得DAS能夠采用5 V單電源工作。ADP1613使用 ADIsimPower?設(shè)計(jì)工具配置為單端初級(jí)原邊電感（SEPIC）拓?fù)洌峁┒嗦窂?fù)用器和PGIA所需的±15 V雙極性電源，而不會(huì)影響性能。

　　表1對(duì)ADAS3022和分立信號(hào)鏈的噪聲性能進(jìn)行了比較，并利用每個(gè)元件的輸入信號(hào)幅度、增益、等效噪聲帶寬（ENBW）和折合到輸入端的（RTI）噪聲，計(jì)算整個(gè)信號(hào)鏈的總噪聲。

　　表1. ADAS3022和分立信號(hào)鏈的噪聲性能