AD7656的原理介紹及在繼電保護產品中的應用

3.2.2 AVCC(AGND)和DVCC(DGND)

AVCC和DVCC是AD7656的模擬電壓輸入端和數字電壓輸入端。AD7656作為6通道獨立的同步采樣數據轉換器,在轉換過程中需要足夠的電能量,所以對于AVcc的去耦在設計中就顯得十分重要,后面將有具體描述。在實際電路設計中,可以單獨提供±15V(或是±12V)電壓給VDD和VSS電壓輸入端,同時提供+5V給AVCC模擬電壓端,通過濾波器(小電阻或磁珠)把AVCC連接到DVCC,然后再通過濾波器供給CPU系統+5V電源;或在提供±15V采樣電壓時,將+15V電壓使用DC／DC得到+5V電壓,供給AVCC和DVCC輸入端使用,而CPU系統則采用單獨的+5V電源。

在AVcCCDVCC的連接設計上,由于DVCC會引來一些數字噪聲給AVCC,影響AD7656的采樣性能。所以在AVCC和DVCC之間需要放置一個兒歐姆的小電阻或是一個小磁珠。加入小電阻或是磁珠后,在DVCC產生噪聲的頻點上,小電阻或是磁珠可以看成是高阻狀態,能夠使正常的信號通過并濾除噪聲。

3.3 AD7656基準設計

AD7656具有10ppm的內部基準,對于一般的單芯片可以滿足設計需要。但是在多芯片產品設計中,由于不同芯片內部的基準提供的初始精度不同,所以溫度系數也會不同,為了得到更高的性能和可靠性,需要一個穩定可靠的基準。ADR421具有2.5V輸入、lppm／℃的溫度系數、初始精度可以達到0.04％,是一款在電力繼電保護系統中成功應用的電壓基準芯片。ADI最新推出了同ADR421管腳完傘兼容的ADR441產品,其具有1ppm／℃的溫度系數,0.04％的初始精度,而且僅僅1.21μV的p-p噪聲性能,也是十分適合電力繼電保護產品應用的電壓基準芯片。

3.4 AD7656的接地設計

3.4.1 單片AD7656接地方式

AD7656在單芯片設計時,接地需要采用系統單點接地方式。AD7656的AGND和DGND分別作為模擬電路和數字電路的平面地來處理。在AD7656的芯片下面進行接地處理。此時,AVCC和DVCC的電源采用不同的電源電路設計,如圖5所示。

3.4.2 多片AD7656接地方式

對于繼電保護產品需要采用多片AD7656使用的系統,其接地方式和單片系統有很大差別。多片系統設計上把AD7656的AGND和DGND作為統一的模擬地平面處理,而把同AD7656接口的CPU處理器的電源地作為數字地平面處理,采用系統單點接地方式時,需要在同多片AD7656距離接近的地方作為接地點。同時應注意,ACND和DGND是單獨通過各自的過孔連接到模擬地平面的,如圖6所示。