基于DAS AD7606的可擴(kuò)展多通道同步采樣數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS)的布局

　　在電力線路測(cè)量和保護(hù)系統(tǒng)中，需要對(duì)多相輸配電網(wǎng)絡(luò)的大量電流和電壓通道進(jìn)行同步采樣。這些應(yīng)用中，通道數(shù)量從6個(gè)到64個(gè)以上不等。AD76068通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS)集成16位雙極性同步采樣SAR ADC和片內(nèi)過(guò)壓保護(hù)功能，可大大簡(jiǎn)化信號(hào)調(diào)理電路，并減少器件數(shù)量、電路板面積和測(cè)量保護(hù)板的成本。高集成度使得每個(gè)AD7606只需9個(gè)低值陶瓷去耦電容就能工作。

　　在測(cè)量和保護(hù)系統(tǒng)中，為了保持多相電力線網(wǎng)絡(luò)的電流和電壓通道之間的相位信息，必須具備同步采樣能力。AD7606具有寬動(dòng)態(tài)范圍，是捕獲欠壓/欠流和過(guò)壓/過(guò)流狀況的理想器件。輸入電壓范圍可以通過(guò)引腳編程設(shè)置為±5 V或±10 V。

　　此電路筆記詳細(xì)介紹針對(duì)采用多個(gè)AD7606器件應(yīng)用而推薦的印刷電路板(PCB)布局。該布局在通道間匹配和器件間匹配方面進(jìn)行了優(yōu)化，有助于簡(jiǎn)化高通道數(shù)系統(tǒng)的校準(zhǔn)程序。當(dāng)通道間匹配非常重要時(shí)，此電路可以使用2.5 V內(nèi)部基準(zhǔn)電壓源AD7606；而對(duì)于要求出色絕對(duì)精度的高通道數(shù)應(yīng)用，此電路可以使用外部精密基準(zhǔn)電壓源ADR421，它具有高精度（B級(jí)：最大值±1 mV）、低漂移（B級(jí)：最大值3 ppm/°C）、低噪聲（典型值1.75 μV p-p，0.1 Hz至10 Hz）等特性。低噪聲及出色的穩(wěn)定性和精度特性使得ADR421非常適合高精度轉(zhuǎn)換應(yīng)用。這兩個(gè)器件相結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)業(yè)界前所未有的集成度、通道密度和精度。

　　電路描述

　　AD7606是一款集成式8通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，片內(nèi)集成輸入放大器、過(guò)壓保護(hù)電路、二階模擬抗混疊濾波器、模擬多路復(fù)用器、16位200 kSPS SAR ADC和一個(gè)數(shù)字濾波器。圖1所示電路包括兩個(gè)AD7606器件，可以配置為使用2.5 V內(nèi)部基準(zhǔn)電壓源或2.5 V外部基準(zhǔn)電壓源ADR421。如果REF SELECT引腳接邏輯高電平，則選擇內(nèi)部基準(zhǔn)電壓源。如果REF SELECT引腳接邏輯低電平，則選擇外部基準(zhǔn)電壓源。

　　電源要求如下：AVCC = 5 V, VDRIVE = 2.3 V至5 V（取決于外部邏輯接口要求）。

　　本電路筆記描述一個(gè)評(píng)估板的布局和性能，其中內(nèi)置兩個(gè)AD7606，構(gòu)成一個(gè)16通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

　　為實(shí)現(xiàn)良好的通道間匹配和器件間匹配，模擬輸入通道和器件去耦的對(duì)稱布局非常重要。所示數(shù)據(jù)支持利用圖1所示16通道ADC實(shí)現(xiàn)的匹配性能。

　　圖1. 采用兩個(gè)AD7606 8通道DAS的16通道、16位數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（原理示意圖，未顯示所有連接。對(duì)于通道間和器件間匹配測(cè)試，器件之間的具體連接參見(jiàn)正文）