AD7656的原理介紹及在繼電保護產(chǎn)品中的應(yīng)用

AD7656在轉(zhuǎn)換過程中,對于電容的要求比較嚴(yán)格,主要原因是模數(shù)轉(zhuǎn)換器在轉(zhuǎn)換過程中需要足夠的電能量保證其完整正確地把模擬信號轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號。由于AD7656有6個獨立通道的ADC,所以6個通道同步轉(zhuǎn)換的過程中,需要較多的瞬態(tài)電流從AVCC流入AD,因此需要較多的能量保證AVCC的電源電壓的供給,所以在設(shè)計上需要配置足夠的電容。不恰當(dāng)?shù)碾娙菰O(shè)計和電路板設(shè)計會對電路的整體性能造成很大的影響。通過實際的測試和試驗,推薦以下幾種設(shè)計方案。

3.5.1 方案一

圖7是推薦的可以得到最好性能的電容設(shè)計。主要的設(shè)計要求包括：

(1) VDD,VSS,Vdrive,DVCC,REFCAPA,REFCAPB,REFCAPC,REFIN／OUT管腳都需要一個100nF和10μF的去耦電容;

(2) 每個AVCC管腳需要配置一個100nF和一個10μF的去耦電容;

(3) 在AVCC的板級輸人端加入一個推薦為22μF以上的去耦電容;

(4) 設(shè)計單獨的AVCC電源平面。

3.5.2 方案二

通過一些試驗證明,方案一對于設(shè)計電路板的排布是一個十分艱巨的任務(wù),為了減少對于板級面積的壓力,設(shè)計了方案二。其基本可以達到方案一的效果,電路與方案一類似,設(shè)計差別為：

(1) 每個AVCC管腳需要配置一個10μF的去耦電容;

(2) 每個AVCC管腳需要單獨通過過孔連接到AVCC電源平面。

3.5.3 方案三

方案三是更加簡潔的設(shè)計方案,是在方案一基礎(chǔ)上建立的,具體差別為：

(1) 把6個ADC的AVCC電源管腳分成3組,每組放置一個100μF的去耦電容;

(2) 不需要較大的去耦電容放置在板級AVCC輸入端。

3.6 其他設(shè)計注意事項

3.6.1 復(fù)位問題

用AD7656進行產(chǎn)品設(shè)計的時候,要注意到一點：無論采取硬件模式或軟件模式,在AD7656上電后必須對其進行復(fù)位,復(fù)位脈沖一般在100ns以上。

3.6.2 Vdrive連接問題

Vdrive管腳主要用于控制總線上的電壓信號,一般與所用I／O總線的電壓一致,所以可以提供3.3V或是5V。

3.6.3 總線緩沖問題

在設(shè)計中建議加入一級緩沖,主要為了防止由于數(shù)字噪聲耦合到電源對A／D轉(zhuǎn)換產(chǎn)生影響,推薦設(shè)計使用ADI公司的ADG3308。ADG3308是一款A(yù)DI公司最新推出的用于總線電平轉(zhuǎn)換和隔離的芯片,能在1.2V～5.5V的電源系統(tǒng)中以40Mbps的速率傳輸數(shù)據(jù)。與其他解決方案不同,ADG3308不需要用DIR引腳選擇數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆较?它接受該器件中每一個具體通道執(zhí)行的自動檢測,從而允許同時讀和寫信號,設(shè)計上簡單方便。

總之,AD7656作為6通道、同步采樣的16bit AD轉(zhuǎn)換器產(chǎn)品,是專為針對電力繼電保護和電機控制設(shè)計量身定做的一款產(chǎn)品,同時也適用于電力故障錄波、負(fù)控終端等產(chǎn)品的設(shè)計和應(yīng)用。