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新型AD變換器AD73360及其應(yīng)用

隨著計算機應(yīng)用的廣泛和深入,技術(shù)上對連接數(shù)字世界和物理世界的橋梁—A／D變換器,即模擬前端提出了越來越高的要求。特別是單片式DSP（Digital Signal Processor—數(shù)字信號處理器）在控制領(lǐng)域的推廣應(yīng)用,更是要求有簡潔高效的A／D變換器與之相配套。美國AD公司于不久前推出的AD73360型 A／D變換器就是符合這樣要求的模擬前端芯片。???

　　AD73360具有六個模擬量輸入通道,每個通道可以輸出長度為十六位的數(shù)字量。這六個通道可同時采樣,并且無須CPU干預(yù),從而有效地減少了由于采樣時間不同而產(chǎn)生的相位誤差。各個通道的采樣速率可以方便地利用控制字在8kHz、16kHz、32kHz和64kHz中進行設(shè)定。每個通道可以允許從直流到 4kHz的模擬信號通過。由于各個通道都有內(nèi)置的反混迭濾波器,所以對其輸入端反混迭濾波器的要求大為降低,而僅需要簡單的一階RC濾波器即可。???

　　AD73360在級聯(lián)使用時,最多可將八個級聯(lián)在一起。因此,模擬量輸入通道的最大數(shù)目可方便地擴展到四十八路。這給模擬量輸入通道數(shù)目的擴展工作帶來了極大的方便。???

　　AD73360使用六線工業(yè)標準同步串行接口與CPU接口。由于接口信號線的數(shù)目只有六條,所以這樣不僅節(jié)約了印制板的面積,而且也有效地減小了電磁干擾,從而使得系統(tǒng)運行更加穩(wěn)定。由于現(xiàn)代的單片式DSP（例如TMS320F206）都支持六線工業(yè)標準同步串行接口,所以AD73360與DSP連接組成的測控系統(tǒng)極其簡潔高效。　　

　　AD73360特別適合于要求同時采樣的工業(yè)控制應(yīng)用。它不僅適合于大信號應(yīng)用,也適合于小信號應(yīng)用。由于AD73360有內(nèi)置的程控可變增益放大器,所以對小信號應(yīng)用尤其簡潔高效。???

　　由于單片AD73360具有六個同時采樣的模擬量輸入通道,所以特別適合于三相制電力運行參數(shù)測控類應(yīng)用（三個相電壓和三個相電流同時采樣）系統(tǒng)。本文的應(yīng)用實例就是筆者已設(shè)計成功的三相制電力運行參數(shù)測控應(yīng)用系統(tǒng)的實例。

　　2 　引腳功能　

　　AD73360有兩種封裝形式,一種是R－28,另一種是SU－44。通常R－28封裝的AD73360比較常見,所以此處以R－28封裝為例介紹其引腳定義。R－28為28腳表面貼裝式封裝,其引腳號碼、各引腳上的信號名稱及其性質(zhì)如表1所列?！?

　　AD73360的電源和地線共占用六條引腳：其AVDD1和AVDD2為模擬電源,AGND1和AGND2為模擬地。DVDD為數(shù)字電源,DGND為數(shù)字地。其中,模擬電源和數(shù)字電源既可為5V,也可為3．3V。???

　　模擬量輸入共占用十二條引腳,其中六條正輸入端標記為VINP1～VINP6,六條負輸入端標記為VINN1～6?！　?

　　REFOUT是帶緩沖的基準電源輸出端。使用5V電源時,其額定值為2．5V;使用3．3V電源時,其額定值為1．25V。　　

　　REFCAP為片上基準電源的濾波電容器接入端。要求電容容量為0．1μF,并應(yīng)跨接在此引腳與AGND2引腳之間。?

　　MCLK是主時鐘輸入端。MCLK信號由外接的16．384MHz石英晶體振蕩器來驅(qū)動,當MCLK進入AD73360之后,首先被分頻生成DMCLK（稱之為內(nèi)部主時鐘）,然后再將DMCLK分頻生成SCLK。???

　　SCLK是串行時鐘輸出端?？勺鳛锳D73360的輸出來傳送到DSP同步串行接口的時鐘輸入,同時可用來控制二者之間的信息傳送速率。???

　　SDO是AD73360的串行數(shù)據(jù)輸出端。此引腳上的數(shù)據(jù)輸出同步于SCLK的正沿。最高有效位（MSB）在先,最低有效位（LSB）在后。當SE處于低電平時,無數(shù)據(jù)輸出,為三態(tài)。???

　　SDOFS是AD73360的幀同步輸出端。高電平有效,其寬度為一個SCLK周期,該輸出同步于SCLK正沿,并出現(xiàn)在每個輸出字的最高有效位（MSB）之前。當SE處于低電平時,為三態(tài)。???

　　SDI是AD73360的串行數(shù)據(jù)輸入端。來自DSP的控制字經(jīng)此引腳進入AD73360。此引腳上的數(shù)據(jù)輸入同步于SCLK的負沿。最高有效位（MSB）在先,最低有效位（LSB）在后。當SE處于低電平時,此引腳無效。???

　　SDIFS是AD73360的幀同步輸入端。高電平有效,其寬度為一個SCLK周期,

同步于SCLK的負沿。出現(xiàn)于每個輸入字的最高有效位（MSB）之前。當SE處于低電平時,此引腳無效。??

　　RESET是AD73360的硬件復(fù)位輸入端。低電平有效,可復(fù)位AD73360內(nèi)部的所有電路,包括八個控制寄存器（CRA、CRB、CRC、CRE、CRD、CRE、CRF、CRG、CRH）和數(shù)字電路?！　?

　　SE 是同步串行接口（SPORT）開放輸入端。此引腳上的信號由DSP控制其為高電平或低電平。當SE為高電平時,AD73360正常工作;當SE為低電平時,AD73360被禁止,此時所有的輸出信號都進入三態(tài),所有的輸入信號都不起作用,同時AD73360將進入節(jié)電狀態(tài)?！　?

?????? 3 應(yīng)用電路?

?????? 3.1? 模擬輸入通道的電路設(shè)計

?????? 對于AD73360的六個模擬輸入通道來說,每一個都既可以配置成單端輸入,也可以配置成差動輸入。對于電力運行參數(shù)監(jiān)控應(yīng)用來說,為了提高系統(tǒng)的抗干擾能力,通常使用差動輸入。因為物理電力系統(tǒng)的工作頻率為50Hz,因此,可以把50Hz的交流信號直接耦合到AD73360的模擬輸入端。具體電路如圖1所示。圖中,REFOUT為AD73360所產(chǎn)生的基準輸出,用來偏置模擬輸入端的電平,可根據(jù)需要配置為1．5V或2．5V。C1和C2為50Hz 交流耦合電容器,其值可取0．1μF或更大。R1和C3、R2和C4共同構(gòu)成一階低通濾波器,主要起反混迭的作用。因為AD73360采用的是Σ－ ΔA／D轉(zhuǎn)換原理,具有優(yōu)良的內(nèi)置反混迭性能,所以不需要在模擬通道上再配置高階低通濾波器,而只用簡單的一階RC低通濾波器就足夠了。R3和R4的作用是把偏置電平引導(dǎo)到模擬輸入端。

　　3. 2? 與DSP的接口電路設(shè)計

由于AD73360和TMS320F206型DSP都支持工業(yè)標準的六線同步串行接口。所以二者之間的接口電路非常簡單。圖2是該接口的邏輯電路原理圖。圖中的四個幀同步信號連接成幀同步返回環(huán)方式,即讓AD73360的輸出幀同步信號SDOFS輸出到AD73360的輸入幀同步信號SDIFS,而讓 TMS320F206的發(fā)送幀同步信號FSX輸出到接收幀同步信號FSR。這樣,無論是發(fā)送幀同步信號還是接收幀同步信號,都被強制與SDOFS保持同步。AD73360的數(shù)據(jù)輸入信號SDI和數(shù)據(jù)輸出信號SDO分別與TMS320F206的數(shù)據(jù)發(fā)送信號DX和數(shù)據(jù)接收信號DR相連。TMS320F206的發(fā)送時鐘信號與CLKX的接收時鐘信號CLKR都取自AD73360的時鐘輸出信號SCLK。TMS320F206的標志輸出信號XF連接到AD73360的復(fù)位信號和激活信號SE。?

　　???

　　?與并行接口相比,采用工業(yè)標準的六線同步串行接口的信號線的數(shù)目大為減少。這樣,不僅減少了印制板面積占用,而且也大大減少了電磁干擾,從而更加有利于系統(tǒng)的穩(wěn)定工作。因此,在保證滿足系統(tǒng)工作速度的前提下,變并行接口為串行接口已成為當今接口技術(shù)的發(fā)展方向。

　　4?程序設(shè)計

AD73360在程序數(shù)據(jù)模式下工作時,首先進入程序方式并向AD73360寫控制字,然后再切換到數(shù)據(jù)方式。在從AD73360讀數(shù)據(jù)后,系統(tǒng)將不再切換回程序方式。而在混合模式下,系統(tǒng)總是在程序方式和數(shù)據(jù)方式之間不斷地切換工作,以達到在從AD73360讀數(shù)據(jù)期間改變其配置的目的。

　　??? AD73360內(nèi)部共有八個控制寄存器,分別是CRA～CRH,他們所占用的地址為0～7,每個的長度為8位。AD73360的同步串行接口能夠識別長度為16位的來自DSP的控制字。在系統(tǒng)中僅接入一個AD73360的情況下,可按下列程序段來寫控制字到AD73360的各個控制寄存器：

????????將7fffh寫入AD73360后,就可以開始讀數(shù)據(jù)了。　

　　5? 結(jié)束語

?????? 以本文所介紹的原理為基礎(chǔ),筆者設(shè)計了由TMS320F206 DSP和一片AD73360所組成的電力變壓器運行參數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)經(jīng)實際測試,其電壓有效值、電流有效值和功率因數(shù)等主要參數(shù)均達到了0．5％。如果進一步采取一些技術(shù)措施,那么,達到0．3％也是有可能的。??&n

bsp;

　　由于本系統(tǒng)是在FFT算法的基礎(chǔ)上完成各項參數(shù)的計算,因此,可以很容易地實現(xiàn)實時諧波分析功能,且系統(tǒng)運行穩(wěn)定性和所能達到的精確度均優(yōu)于傳統(tǒng)的以微控制器為核心所構(gòu)成的系統(tǒng)。

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2018-11-19 09:32:51

請問ad73360幀同步信號頻率為什么與數(shù)據(jù)手冊不一樣

數(shù)據(jù)手冊的描述，ad73360上電復(fù)位后所有控制寄存器的值為0，工作在編程模式，串口時鐘頻率為2MHZ,SDOFS的頻率為采樣頻率，應(yīng)該是8KHZ，為什么用示波器測得SDOFS和SDIFS短接后

2018-08-24 11:38:58

請問有儲壓變換器電路圖嗎？

儲壓變換器電路圖

2019-10-23 03:45:12

請問有直流變換器電路圖嗎？

直流變換器電路圖

2019-09-30 09:11:15

請問有邏輯電平變換器電路圖嗎？

邏輯電平變換器電路圖

2019-10-10 09:11:31

諧振變換器的分類與區(qū)別

事先說明：其實本質(zhì)上是對他人論文的說明，本質(zhì)上是拾人牙慧，目錄LLC的意義所用參考論文諧振變換器的分類與區(qū)別串聯(lián)諧振 DC/DC 變換器并聯(lián)諧振 DC/DC 變換器串并聯(lián)諧振 DC/DC 變換器重點說明LLC的意義用諧振達到軟啟動的目的ZCS（零電流導(dǎo)通）與ZVS（零電壓導(dǎo)通）

2021-10-29 06:48:52

資料分享：LLC 諧振變換器的研究

摘要：高頻化、高功率密度和高效率，是 DC/DC 變換器的發(fā)展趨勢。傳統(tǒng)的硬開關(guān)變換器限制了開關(guān)頻率和功率密度的提高。移相全橋 PWM ZVS DC/DC 變換器可以實現(xiàn)主開關(guān)管的 ZVS，但滯后

2019-09-28 20:36:43

選擇最佳DC/DC變換器的要點及途徑

于后端調(diào)節(jié)器的功耗而下降。為達到最高的效率，電荷泵的輸出電壓應(yīng)當與后端調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)后的電壓盡可能接近。　　2. 安裝尺寸　?、匐姼惺紻C/DC變換器：雖然很多新型電感式DC/DC變換器都可以提供SOT封裝

2018-09-28 16:03:17

選擇最佳DC/DC變換器的要點及途徑

盡可能接近。　　2. 安裝尺寸　?、匐姼惺紻C/DC變換器：雖然很多新型電感式DC/DC變換器都可以提供SOT封裝，但它們通常仍然需要物理外形較大的外部電感器。而且電感式DC/DC變換器的電路布局自身也

2014-06-05 15:15:32

AD73360中文資料pdf

AD73360是一個六通道模擬輸入前端處理器，適用于通用領(lǐng)域如工業(yè)電力計量或多通道模擬輸入。其特點是具有六個16位A/D轉(zhuǎn)換器，每個轉(zhuǎn)換器在聲頻信號帶寬內(nèi)的信噪比為70dB。

2008-04-08 13:52:06

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ad73360 pdf

The AD73360 is a six-input channel analog front-end processorfor general purpose applications

2008-04-08 13:53:26

新型AD變換器AD73360及其應(yīng)用

AD73360是美國AD司推出的新型AD變換器.文中介紹了AD73360的引腳功能,給出了AD73360的模擬輸入通道電路設(shè)計和接口電路設(shè)計實例,最后給出了AD73360的寫控制字程序.

2009-04-27 15:24:28

一種新型反激變換器的研究

本文基于NCP1205 芯片設(shè)計了一種新型準諧振反激變換器。在分析該變換器工作原理的基礎(chǔ)上，進行了電路設(shè)計和工作頻率計算。由實驗結(jié)果，新型反激變換器具有良好的負載調(diào)整

2009-05-30 14:42:50

新型ZVS 軟開關(guān)直流變換器的研究

新型ZVS 軟開關(guān)直流變換器的研究:摘要：綜述了幾種新型的零電壓（ZVS）DC/DC變換器，并分析了變換器的優(yōu)缺點，研究了一種新型MOSFET作為開關(guān)器件的三電平ZVS變換器，并分析了這種

2009-06-19 19:49:33

新型小功率DC-DC變換器的研制

新型小功率DC-DC變換器的研制摘要：介紹了以UC3573為核心構(gòu)成的電壓控制型脈寬調(diào)制(PWM)變換器，并對拓撲電路各個參數(shù)進行分析和計算。實驗結(jié)果表明：該變換器

2010-05-14 17:31:43

新型交錯并聯(lián)雙管正激軟開關(guān)變換器

新型交錯并聯(lián)雙管正激軟開關(guān)變換器 摘要：提出一種新型的交錯并聯(lián)雙管正激零電壓零電流軟開關(guān)脈寬調(diào)制(pulse width modulation，PWM) DC-DC 變換器。與傳統(tǒng)的交錯并聯(lián)雙

2010-06-10 17:18:31

新型電源變換器電路

新型電源變換器電路

2008-10-23 21:38:06

710

2kW新型推挽正激直流變換器的研制

2kW新型推挽正激直流變換器的研制 1 推挽

2009-06-30 19:08:34

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降壓型變換器的分叉及其混沌行為的研究

降壓型變換器的分叉及其混沌行為的研究 DC／DC變換器運行中產(chǎn)生大量的非線性現(xiàn)象，主要是功率器件開關(guān)引起的[1]。已有研究表明，在DC／DC開關(guān)變換器實際運行中，

2009-07-06 18:35:44

591

三電平DC/DC變換器的拓撲結(jié)構(gòu)及其滑?？刂品椒?/a>

三電平DC/DC變換器的拓撲結(jié)構(gòu)及其滑模控制方法摘要：首先闡述了三電平DC/DC變換器拓撲的推導(dǎo)過程，給出了6種非

2009-07-07 10:53:22

8580

新型反激變換器準諧振控制器ICE1QS01及其應(yīng)用電路與設(shè)計

新型反激變換器準諧振控制器ICE1QS01及其應(yīng)用電路與設(shè)計摘要：ICE1QS01是一種支持低功率待機和功率因數(shù)校正（PFC）的開關(guān)電源準諧

2009-07-11 10:04:08

1748

新型ZVZCT軟開關(guān)PWM變換器的研究

新型ZVZCT軟開關(guān)PWM變換器的研究摘要:提出一種新型的ZVZCT軟開關(guān)PWM變換器,主開關(guān)管電壓電流為互相錯開的梯形波(4個零、4個斜坡)，輔助管為零電流通斷，特

2009-07-25 10:37:45

756

一種新型的ZCS PWM半橋變換器

一種新型的 ZCS PWM 半橋變換器 闡述了零電流開關(guān)（ZCS）技術(shù)在半橋變換器電路中的應(yīng)用。從電路原理、各工作模態(tài)進行了分析，并給出了實驗結(jié)果

2009-10-29 17:37:10

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