5V单电源8通道数据采集系统电路设计

电路功能与优势:图1所示电路是一款高度集成、16位、1 msps、多路复用、8通道、灵活的数字采集系统(das),集成可编程增益仪表放大器(pgia),能够处理全范围工业级信号。+5 v单电源为电路供电,高效率、低纹波升压转换器产生±15 v电压,可处理最高±24.576 v的差分输入信号(±2 lsb inl最大值、±0.5 lsb dnl典型值)。对于高精度应用,这款紧凑、经济型电路可以提供高精度和低噪声性能。基于逐次逼近寄存器(sar)的数据采集系统集成真正的高阻抗差分输入缓冲器,因此无需额外缓冲;缓冲通常用来减少基于容性数模转换器(dac)的sar模数转换器(adc)产生的反冲。此外,该电路具有高共模抑制,无需外部仪表放大器;而通常存在共模信号的应用中需要用到仪表放大器。
adas3022是完整的16位、1 msps数据采集系统,集成如下器件:一个8通道、低泄漏多路复用器;一个具有高共模抑制的可编程增益仪表放大器级;一个精密低漂移4.096 v基准电压源;一个基准电压缓冲器;以及一个高性能、无延迟、16位sar adc。adas3022在每个转换周期结束时降低功耗,因此,工作电流和功耗与吞吐率成线性比例关系,使其成为低采样速率电池供电应用的理想选择。adas3022集成8路输入和1路com输入;该com输入可配置为8路单端通道、参考同一基准电压的8路通道、4路差分通道或单端和差分通道的不同组合。图1所示电路中,经ad8031运算放大器缓冲后的adr434低噪声基准电压源提供参考电压。ad8031能够以快速恢复的方式驱动动态负载,因此非常适合用作参考缓冲器。
adp1613是一款dc-dc升压转换器,集成电源开关,在不影响adas3022性能的情况下为adas3022提供片内输入多路复用器以及可编程增益仪表放大器所需的±15 v高压电源。本电路采用adas3022、adp1613、adr434和ad8031精密器件的组合,可同时提供高精度和低噪声性能。
电路描述:首款单芯片上完整的das,能够以最高1 msps的速率进行转换,并接受最高±24.576 v的差分模拟输入信号。该器件需使用高压双极性电源:±15 v(vddh和vssh)、+5 v(avdd和dvdd)、以及+1.8 v至+5 v (vio)。adas3022无需使用标准解决方案中的信号缓冲、电平转换、放大、噪声抑制以及其它模拟信号调理,简化了精密16位、1 msps das的设计难题。此外,adas3022以更高的数据速率、更小的尺寸、更快的产品上市时间、以及更低的价格,提供更佳的时序和噪声性能。
adas3022部集成pgia,可设置增益为0.16、0.2、0.4、0.8、1.6、3.2和6.4,并且它能够处理的全差分输入范围分别为±24.576 v、±20.48 v、±10.24 v、±5.12 v、±2.56 v、±1.28 v和±0.64 v。输入范围参考内部4.096 v基准电压源。相对于com引脚上的输入电压,它可测量伪差分、单极性和双极性的输入范围。图1所示电路中,外部基准电压由4.096 v adr434提供。adr434具有高精度、低功耗(工作电流为800 a)、低噪声、±0.12%最大初始误差以及出色的温度稳定性等特性。无论在具有高带宽要求的电池供电系统中,还是元件密度高且要求较低功耗的高速系统中,用于缓冲外部基准电压的ad8032低功耗运算放大器都是理想的选择。adas3022数字接口由异步输入(cnv、reset、pd和busy)以及兼容spi、fpga或dsp用于回读转换结果回读和编程配置寄存器的4线式串行接口(cs、sdo、sck和din)组成。

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