AD7616:16位DAS 具有高精度、設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化和降低成本優(yōu)點(diǎn)（數(shù)據(jù)手冊(cè)和設(shè)計(jì)指南）

主要介紹了 Analog Devices 公司的 AD7616 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，這是一款用于智能電網(wǎng)配電設(shè)備的解決方案，具有高精度、設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化和成本降低等優(yōu)點(diǎn)，具體內(nèi)容如下：
*附件：AD7616 數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf
*附件：AD7616 用戶(hù)手冊(cè).pdf

1. 應(yīng)用領(lǐng)域
   • 電力線監(jiān)測(cè) ：可用于監(jiān)測(cè)電力系統(tǒng)中的電壓、電流等參數(shù)，幫助實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行和故障診斷。
   • 低壓 DTU 和 FTU 的繼電保護(hù) ：為低壓配電終端單元（DTU）和饋線終端單元（FTU）提供精確的電流和電壓采樣，確保繼電保護(hù)系統(tǒng)的快速響應(yīng)和可靠性，防止電力設(shè)備損壞和故障擴(kuò)大。
   • 多相電機(jī)控制 ：能夠同時(shí)采集多相電機(jī)的電流和電壓信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的精確監(jiān)測(cè)和控制，提高電機(jī)的效率和性能，同時(shí)有助于診斷電機(jī)故障。
   • 儀器儀表和控制系統(tǒng) ：作為數(shù)據(jù)采集前端，為各類(lèi)儀器儀表和控制系統(tǒng)提供高精度的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換，滿(mǎn)足工業(yè)自動(dòng)化、實(shí)驗(yàn)室測(cè)試等領(lǐng)域?qū)?shù)據(jù)采集的嚴(yán)格要求。
   • 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) ：廣泛應(yīng)用于各種需要對(duì)多路模擬信號(hào)進(jìn)行快速、精確采集的場(chǎng)合，如工業(yè)過(guò)程控制、環(huán)境監(jiān)測(cè)、能源管理等。
2. 產(chǎn)品特點(diǎn)
   • 高精度測(cè)量 ：片上 ADC 具有 90dB 的信噪比（SNR），可輕松實(shí)現(xiàn) 0.2 級(jí)測(cè)量精度，通過(guò)片上過(guò)采樣模式可實(shí)現(xiàn)更高的 92dB SNR 性能。
   • 高度集成設(shè)計(jì) ：16 位數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，支持 16 通道雙同步采樣，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)設(shè)計(jì)，減少了相移問(wèn)題。
   • 多種輸入信號(hào)范圍兼容 ：可接受 ±10V、±5V、±2.5V 的輸入信號(hào)，適應(yīng)不同應(yīng)用場(chǎng)景。
   • 高阻抗輸入緩沖 ：模擬前端具有 1MΩ 高阻抗、極低漂移的輸入緩沖，無(wú)需外部保護(hù)電路和信號(hào)調(diào)理 IC，降低系統(tǒng)成本。
   • 單電源供電 ：僅需 5V 電源，簡(jiǎn)化了電源設(shè)計(jì)。
   • 豐富的功能特性 ：包括模擬輸入鉗位保護(hù)、靈活的數(shù)字濾波器、2.5V 參考和參考緩沖、高速串行和并行接口、可選 CRC 錯(cuò)誤檢查、硬件 / 軟件配置、片上自檢測(cè)功能等。
3. 產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)
   • 簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì) ：16 通道雙同步采樣輸入方案簡(jiǎn)化了系統(tǒng)設(shè)計(jì)，減少了相移問(wèn)題，單 5V 電源供應(yīng)也降低了電源設(shè)計(jì)復(fù)雜度。
   • 降低系統(tǒng)成本 ：高度集成，無(wú)需外部保護(hù)電路和信號(hào)調(diào)理 IC，減少了物料清單（BOM）成本。
     。

產(chǎn)品描述

AD7616是一款16位DAS，支持對(duì)16個(gè)通道進(jìn)行雙路同步采樣。AD7616采用5 V單電源供電，可以處理±10 V、±5 V和±2.5 V真雙極性輸入信號(hào)，同時(shí)每對(duì)通道均能以高達(dá)1 MSPS的吞吐速率和90.5 dB SNR采樣。利用片內(nèi)過(guò)采樣模式可實(shí)現(xiàn)更高的SNR性能（過(guò)采樣率(OSR)為2時(shí)，SNR為92 dB）。

輸入箝位保護(hù)電路可以耐受高達(dá)±21 V的電壓。無(wú)論以何種采樣頻率工作，AD7616的模擬輸入阻抗均為1 Mù。它采用單電源工作方式，具有片內(nèi)濾波和高輸入阻抗，因此無(wú)需驅(qū)動(dòng)運(yùn)算放大器和外部雙極性電源。

該器件均內(nèi)置模擬輸入箝位保護(hù)、一個(gè)雙路16位電荷再分配SAR模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)、一個(gè)靈活的數(shù)字濾波器、2.5 V基準(zhǔn)電壓源和基準(zhǔn)電壓緩沖器以及高速串行和并行接口。

AD7616兼容串行外設(shè)接口(SPI)/QSPI?/DSP/MICROWIRE

應(yīng)用

• 電力線路監(jiān)控
• 保護(hù)繼電器
• 多相電機(jī)控制
• 儀器儀表和控制系統(tǒng)
• 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS)

特性

• 16通道、雙路、同步采樣輸入
• 可獨(dú)立選擇的通道輸入范圍
  • 真雙極性：±10 V、±5 V、±2.5 V
• 5 V單模擬電源，VDRIVE電源電壓：2.3 V至3.6 V
• 完全集成的數(shù)據(jù)采集解決方案
  • 模擬輸入箝位保護(hù)
  • 具有1 MΩ模擬輸入阻抗的輸入緩沖器
  • 一階抗混疊模擬濾波器
  • 片內(nèi)精密基準(zhǔn)電壓及基準(zhǔn)電壓緩沖器
  • 雙通道16位逐次逼近型寄存器(SAR)ADC
  • 吞吐速率：2 × 1 MSPS
  • 通過(guò)數(shù)字濾波器提供過(guò)采樣功能
  • 靈活的序列器，支持突發(fā)模式
• 靈活的并行/串行接口
  • SPI/QSPI/MICROWIRE/DSP兼容
  • 可選循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC)錯(cuò)誤檢查
• 硬件/軟件配置
• 性能
  • 信噪比(SNR)：92 dB（500 kSPS、2倍過(guò)采樣）
  • 信噪比(SNR)：90.5 dB (1 MSPS)
  • 總諧波失真(THD)：?103 dB
  • ±1 LSB INL（典型值），±0.99 LSB DNL（最大值）
  • 模擬輸入通道提供8 kV ESD額定值
• 片內(nèi)自檢測(cè)功能
• 80引腳LQFP封裝

數(shù)據(jù)手冊(cè)

• AD7616: 16-Channel DAS with 16-Bit, Bipolar Input, Dual Simultaneous Sampling ADC Data Sheet (Rev.0)

用戶(hù)手冊(cè)

• UG-1012: Evaluating the AD7616/AD7616-P 16-Channel DAS with 16-Bit, Bipolar Input, Dual Simultaneous Sampling ADC (Rev.B)

應(yīng)用筆記

• AN-1416：配置AD7616用于高動(dòng)態(tài)范圍應(yīng)用的設(shè)置示例 (Rev.0)
• AN-1409: 利用AD7616靈活的可編程序列器和突發(fā)模式實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)同步采樣 (Rev.0)

產(chǎn)品亮點(diǎn)

• AD7616 Data Acquisition System

器件驅(qū)動(dòng)器

• [AD7616 GitHub no-OS Driver Source Code]
• [AD7606 GitHub Linux Driver Source Code (SPI)]

評(píng)估板

EVAL-AD7616SDZ/EVAL-AD7616-PSDZ是一款單一的全功能評(píng)估板，專(zhuān)為輕松評(píng)估AD7616和AD7616-P模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)的全部特性而設(shè)計(jì)。該評(píng)估板可通過(guò)120路高速系統(tǒng)演示平臺(tái)(SDP-B)連接器(J10)由EVAL-SDP-CB1Z控制。EVAL-SDP-CB1Z SDP-B板可通過(guò)PC的USB端口并使用評(píng)估板軟件來(lái)控制評(píng)估板；評(píng)估板軟件可從AD7616和AD7616-P產(chǎn)品頁(yè)面下載。
設(shè)計(jì)文件 ：*附件：EVAL-AD7616SDZ-Schematics.zip
評(píng)估軟件 ：AD7616 Evaluation Software

• AD7616和AD7616-P的全功能評(píng)估板
• 板載電源
• 獨(dú)立工作能力
• 兼容SDP-B控制器板
• PC軟件用于控制和數(shù)據(jù)分析
  

審核編輯 黃宇