用于±10 V輸入的單電源、完全隔離式數據采集系統(tǒng)

請注意，如果采用50 ppm/°C或100 ppm/°C電阻，則總漂移的最大來源是電阻漂移，有源元件產生的漂移可忽略。

表1.溫度漂移導致的誤差

兩點校準前后的測試數據

為了執(zhí)行兩點校準，先向輸入端施加-10 V的電流，并將ADC輸出代碼記為Code_1.然后，向輸入端施加+10 V的電流，再將ADC輸出代碼記為Code_2.增益系數通過下式計算：

現在，可通過下式計算與任何輸出代碼Code_x對應的輸入電壓：

通過比較使用元件標稱值計算得到的理想傳遞函數和未校準實際電路傳遞函數，可以得到校準前的誤差。實測電路所用電阻的容差為±1%.測試結果不包括溫度變化。

圖3中所示為環(huán)境溫度下校準前后的百分比誤差（FSR）測試結果。如圖所示，校準前的最大誤差約為0.23% FSR.校準后，誤差降至±0.03% FSR，大致相當于ADC的1 LSB誤差。

圖3.室溫校準前后的電路測試誤差

PCB布局考慮

在任何注重精度的電路中，必須仔細考慮電路板上的電源和接地回路布局。PCB應盡可能隔離數字部分和模擬部分。該系統(tǒng)的PCB采用簡單的雙層板堆疊而成，但采用4層板可以得到更好的EMS性能。有關布局和接地的信息，請參見MT-031指南；有關去耦技術的信息，請參見MT-101指南。AD8606的電源應當用10μF和0.1μF電容去耦，以適當抑制噪聲并減小紋波。這些電容應盡可能靠近相應器件，0.1μF電容應具有低ESR值。對于所有高頻去耦，建議使用陶瓷電容。電源走線應盡可能寬，以提供低阻抗路徑，并減小電源線路上的毛刺效應。

ADuM5401 isoPower集成式DC/DC轉換器要求在輸入和輸出電源引腳上進行電源旁路。請注意，引腳1與引腳2以及引腳15和引腳16之間需要低ESR旁路電容，這些電容應盡可能靠近芯片焊盤。為了抑制噪聲并降低紋波，至少需要并聯兩個電容。針對VDD1和VISO，推薦的電容值是0.1μF和10μF.較小的電容必須具有低ESR，建議使用陶瓷電容。低ESR電容末端到輸入電源引腳的走線總長不得超過2 mm.如果旁路電容的走線長度超過2 mm，可能會破壞數據?？紤]在引腳1與引腳8及引腳9與引腳16之間實現旁路，除非兩個公共地引腳靠近封裝連在一起。

高電壓能力

這款PCB依據2500 V基本絕緣規(guī)范而設計。不建議進行2500 V以上的高電壓測試。在高電壓下使用該評估板時必須謹慎，而且不得依賴該PCB來實現安全功能，因為它未經過高電位測試（也稱為高壓測試或耐壓絕緣測試），也未通過安全認證。

常見變化

經驗證，采用圖中所示的元件值，該電路能夠穩(wěn)定地工作，并具有良好的精度?？稍谠撆渲弥胁捎闷渌?a class="contentlabel" href="http://www.ex-cimer.com/news/listbylabel/label/運算放大器">運算放大器和其他ADC，以將±10V輸入電壓范圍轉換成數字輸出，用于本電路的各種其他應用中。

可依據“電路設計”部分的等式，針對±10 V輸入電壓范圍以外進行設計，如圖1所示。表2顯示針對某些標準電壓范圍計算電阻。

表2.標準電壓范圍元件值

在下限為零且上限高于基準電壓時，轉換不需增益（k = 1），并且可簡化電路。圖4顯示輸入范圍為0 V至10 V的一個例子。

圖4. 0 V至10 V隔離式單電源模數轉換（未顯示所有連接和去耦）

AD7091與AD7091R類似，但沒有基準電壓輸出，而且輸入范圍等于電源電壓。AD7091可與2.5 V ADR391基準電壓源配合使用。ADR391不需要緩沖，因此可在電路中使用一個AD8605.

ADR391是一款精密2.5 V帶隙基準電壓源，具有低功耗、高精度（溫度漂移為9 ppm/°C）等特性，采用微型TSOT封裝。

AD8608是AD8605的四通道版本，在需要額外的精密運算放大器時，可以替代AD8606.

AD8601、AD8602和AD8604分別為單通道、雙通道和四通道軌到軌、輸入和輸出、單電源放大器，具有超低失調電壓和寬信號帶寬等特性，可以替代AD8605、AD8606和AD8608.

AD7457是一款12位、100 kSPS、低功耗SAR ADC，在不需要300 kSPS吞吐速率的情況下，可以與ADR391基準電壓源相配合，用于代替AD7091R.