采用ADAS3023同步采样数据采集系统电路—电路精选（43）

ADAS3023是一款完整的16位逐次逼近型模数转换器数据采集系统。该器件能够以高达500 kSPS的速率同时对双通道进行采样、以250 kSPS的速率同时对四通道进行采样、以167 kSPS的速率同时对六通道进行采样，以及以125 kSPS的速率同时对八通道进行采样；采用ADI专利的iCMOS®高压工业工艺技术制造，ADP1613用于低成本SEPIC-uk拓扑，是ADAS3023在外部5 V电源供电情况下，为其提供20 mA时所需±15 V高压稳定电源以及最大值为3 mV的低输出纹波的理想选择。ADP1613尽可能地减少了外部元器件数目，并且具有超过86%的效率，因此它能满足ADAS3023的规格要求。集成8通道、低泄漏、采样保持、可编程增益仪表放大器级，具有高共模抑制特性，提供4个差分输入范围、一个精密低漂移4.096 V基准电压源和缓冲器，以及一个16位电荷再分配逐次逼近型寄存器模数转换器。使用±15 V电源时，ADAS3023能解析的差分输入范围高达±20.48 V，ADAS3023在各通道输入与公共参考之间使用差分输入结构，所有通道同时采样。显示了这些输入的等效电路。二极管为模拟输入和COM提供针对高压电源的ESD保护。应确保模拟输入信号不超过供电轨0.3 V以上，否则会造成二极管正偏，并开始传导电流。超出绝对最大额定值的电压可能导致ADAS3023永久性损坏。

电路原理

采集系统电路设计

ADP1613用于低成本SEPIC-uk拓扑，是ADAS3023在外部5 V电源供电情况下，为其提供20 mA时所需±15 V高压稳定电源以及最大值为3 mV的低输出纹波的理想选择。ADP1613尽可能地减少了外部元器件数目，并且具有超过86%的效率，因此它能满足ADAS3023的规格要求。如图为采集系统电路设计。

等效模拟输入电路设计

在各通道输入（IN0至IN7）与公共参考（COM）之间使用差分输入结构，所有通道同时采样。图39显示了这些输入的等效电路。二极管为模拟输入（IN0至IN7）和COM提供针对高压电源（VDDH和VSSH）的ESD保护。应确保模拟输入信号不超过供电轨0.3 V以上，否则会造成二极管正偏，并开始传导电流。超出绝对最大额定值的电压可能导致ADAS3023永久性损坏。

内部基准电压源设计

精确的内部基准电压源经过工厂调整，适合大部分应用。将CFG寄存器中的REFEN位置1（默认值）则使能内部基准电压源，并可在REF1和REF2引脚上产生4.096 V电压；该输出电压用作主要的系统基准电压。未经缓冲的2.5 V（典型值）带隙基准电压输出至REFIN引脚，需采用外部10 μF和0.1 μF电容的并联组合以降低输出端噪声。REFIN的电流输出有限，如果后接一个适当的缓冲器，如AD8031等，则它可以用作一个源。由于内部放大器使用固定增益，REFIN输出的负载过高会降低4.096 V系统的基准电压。内部基准电压输出经过调整后达到预期的4.096 V，初始精度为±8 mV。基准电压还经过温度补偿，典型温漂为±5 ppm/°C。使用内部基准电压源时，ADAS3023应按照图42所示进行去耦。REF1和REF2连接均短接在一起，并利用REFIN输出和RCAP内部调节电源上的适当去耦电容去耦。