低成本16位 250 kSPS 8通道隔離數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

　　電路功能與優(yōu)勢

　　圖1所示電路是高性價比、高度集成的16位、250 kSPS、8通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，可對±10 V工業(yè)級信號進行數(shù)字化轉(zhuǎn)換。該電路還可在測量電路與主機控制器之間提供2500 V rms隔離，整個電路采用隔離式PWM控制5 V單電源供電。

　　圖1. 16位、250 KSPS、8通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（原理示意圖：未顯示所有連接和去耦）

　　電路描述

　　此電路配合 16位、8通道、250 kSPS PulSAR ADC AD7689 和兩個低成本精密四通道運算放大器 AD8608 使用，在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)內(nèi)提供所有信號調(diào)理和數(shù)字化功能。另外僅需要AD8605運算放大器，用于緩沖AD7689的基準電壓。

　　AD8605 和AD8608分別是低成本單通道和四通道軌到軌輸入和輸出CMOS放大器。AD8608可對±10 V輸入信號進行反轉(zhuǎn)、電平轉(zhuǎn)換和衰減，以便匹配ADC的輸入范圍，當使用+4.096 V基準電壓源和+5 V單電源時，輸入范圍為0 V至+4.096 V。

　　AD8605用作外部基準電壓緩沖器，為電平轉(zhuǎn)換提供足夠的驅(qū)動能力。AD8605和AD8608具有極低的失調(diào)電壓、低輸入電壓和電流噪聲以及寬信號帶寬，因此適合各種應用。AD8608的低電流和電壓噪聲可確保電阻噪聲是高輸入阻抗輸出噪聲的主要因素。本電路中的輸入阻抗（等于R1）為50 kΩ。

　　16位、8通道、250 kSPS PulSAR ADC AD7689內(nèi)置多通道低功耗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)所需的所有元件。它包括一個16位SAR ADC、一個8通道低串擾多路復用器、一個低漂移基準電壓源和緩沖器、一個溫度傳感器、一個可選單極點濾波器和一個通道序列器。序列器可用于連續(xù)掃描通道，且不需要微控制器或FPGA來控制通道開關。AD7689采用20引腳、4 mm × 4 mm LFCSP小尺寸封裝，因此成本和印刷電路板（PCB）面積降至最低。工作溫度范圍為?40°C至+85°C。5 V電源、250 kSPS時的功耗為12.5 mW（典型值）。

　　ADuM3471為四通道數(shù)字隔離器，集成PWM控制器和變壓器驅(qū)動器用以驅(qū)動隔離式DC/DC轉(zhuǎn)換器。ADuM3471為電路提供5 V、2 W隔離電源，并在SPI接口隔離數(shù)字信號。