圖 1

片上集成模擬輸入箝位保護(hù)、二階抗混疊濾波器、跟蹤保持放大器、16位電荷再分配逐次逼近型ADC內(nèi)核、數(shù)字濾波器、2.5V基準(zhǔn)電壓源及緩沖、高速串行和并行接口。AD7606采用5V單電源供電，不再需要正負(fù)雙電源，并支持真正±10V或±5V的雙極性信號輸入。所有的通道均能以高達(dá)200kSPS的速率進(jìn)行采樣，同時(shí)輸入端箝位保護(hù)電路可以承受最高達(dá)±16.5V的電壓。傳統(tǒng)的逐次逼近(SAR)型ADC，由于其采樣電容的設(shè)計(jì)，模擬輸入前端一般需要運(yùn)算放大器(簡稱運(yùn)放，Operation Amplifier)來實(shí)現(xiàn)內(nèi)部采樣電容的驅(qū)動。正因此電容的存在，其等效輸入阻抗與采樣頻率相關(guān)，而且在一些高采樣率的應(yīng)用中，使得前端驅(qū)動運(yùn)放的選擇變得十分苛刻。

圖 2

但在AD7606內(nèi)部的信號調(diào)理電路中，已經(jīng)包含了低噪聲、高輸入阻抗的信號調(diào)理電路，其等效輸入阻抗完全獨(dú)立于采樣率且固定為1Mohm。同時(shí)輸入端集成了具有40dB抗混疊抑制特性的濾波器，更是簡化了前端設(shè)計(jì)，不再需要外部驅(qū)動和濾波電路。因此，二次互感器輸出的信號無需再經(jīng)過運(yùn)放來緩沖就可以直接接入AD7606。

AD7606內(nèi)部集成了2.5V帶隙電壓基準(zhǔn)和基準(zhǔn)緩沖電路，其溫度系數(shù)典型值為±10ppm/℃。設(shè)計(jì)應(yīng)用中，選用內(nèi)置基準(zhǔn)或外部基準(zhǔn)，將取決于系統(tǒng)的要求。多片ADC的設(shè)計(jì)中，如果需求高絕對精度，則應(yīng)采用高初始精度和低溫度系數(shù)的外部基準(zhǔn)，以消除不同器件內(nèi)置基準(zhǔn)之間的差異而帶來的誤差。推薦選用初始精度0.04%，溫度系數(shù)3ppm/℃的ADR421B。如果需求多片ADC通道之間的數(shù)值匹配，可設(shè)置第一片AD7606工作在內(nèi)置基準(zhǔn)模式，其余AD7606為外部基準(zhǔn)模式，然后通過第一片AD7606的內(nèi)置基準(zhǔn)輸出供給其余AD7606。這樣，在不加外部基準(zhǔn)的情況下即可保證多個(gè)AD7606通道間數(shù)據(jù)的匹配性，但此時(shí)系統(tǒng)的絕對精度取決于內(nèi)置基準(zhǔn)的性能。

圖 3

AD7606還提供了過采樣和數(shù)字濾波功能。通過管腳OS[2:0]可以設(shè)置過采樣倍數(shù)(OSR)為x2,x4,x8,x16,x32,x64。過采樣打開后，內(nèi)部的過采樣控制電路和1階Sinc數(shù)字濾波器會自動被使能，同時(shí)-3dB帶寬也會相應(yīng)的改變。

ADC一般需要模擬電源和數(shù)字電源。大多數(shù)的系統(tǒng)都會有5V數(shù)字電源，卻不一定具有5V模擬電源。此時(shí)如果模擬電路和數(shù)字電路共用同一個(gè)5V電源，有害的數(shù)字噪聲可能會耦合到模擬電路并降低ADC的性能，通常應(yīng)該避免這樣的設(shè)計(jì)。如果不可避免，需要將5V的數(shù)字電源進(jìn)行很好的濾波后再供給模擬電路用。AD7606的去耦設(shè)計(jì)十分簡潔，僅需要9個(gè)電容，其中包括2個(gè)10uF，2個(gè)1uF，5個(gè)0.1uF。