AD7656的原理介紹及在繼電保護產品中的應用

AD7656在轉換過程中,對于電容的要求比較嚴格,主要原因是模數轉換器在轉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換成為數字信號。由于AD7656有6個獨立通道的ADC,所以6個通道同步轉換的過程中,需要較多的瞬態電流從AVCC流入AD,因此需要較多的能量保證AVCC的電源電壓的供給,所以在設計上需要配置足夠的電容。不恰當的電容設計和電路板設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計。主要的設計要求包括：

(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,方案一對于設計電路板的排布是一個十分艱巨的任務,為了減少對于板級面積的壓力,設計了方案二。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計方案,是在方案一基礎上建立的,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 其他設計注意事項

3.6.1 復位問題

用AD7656進行產品設計的時候,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位,復位脈沖一般在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

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

總之,AD7656作為6通道、同步采樣的16bit AD轉換器產品,是專為針對電力繼電保護和電機控制設計量身定做的一款產品,同時也適用于電力故障錄波、負控終端等產品的設計和應用。