AD7656的原理介绍及在继电保护产品中的应用

实际设计中,可以采用几种方式得到VDD和VSS。一种方式是采用开关电源的方式来设计产生VDD和VSS;另一种是采用电荷泵的方式提供VDD和VSS;还有一种方式是使用DC-DC模块来提供VDD和VSS。由于AD7656对于VDD的纹波比较敏感,会直接影响采样得到的精度,所以,无论应用那种方式提供VDD和VSS,均要考虑较好的滤波系统。图4是一种采用美国ADI公司生产的ADP1611提供VDD和VSS的DC-DC方案设计。‘

本文引用地址： //m.amcfsurvey.com/article/185807.htm

3.2.2 AVCC(AGND)和DVCC(DGND)

AVCC和DVCC是AD7656的模拟电压输入端和数字电压输入端。AD7656作为6通道独立的同步采样数据转换器,在转换过程中需要足够的电能量,所以对于AVcc的去耦在设计中就显得十分重要,后面将有具体描述。在实际电路设计中,可以单独提供±15V(或是±12V)电压给VDD和VSS电压输入端,同时提供+5V给AVCC模拟电压端,通过滤波器(小电阻或磁珠)把AVCC连接到DVCC,然后再通过滤波器供给CPU系统+5V电源;或在提供±15V采样电压时,将+15V电压使用DC／DC得到+5V电压,供给AVCC和DVCC输入端使用,而CPU系统则采用单独的+5V电源。

在AVcCCDVCC的连接设计上,由于DVCC会引来一些数字噪声给AVCC,影响AD7656的采样性能。所以在AVCC和DVCC之间需要放置一个儿欧姆的小电阻或是一个小磁珠。加入小电阻或是磁珠后,在DVCC产生噪声的频点上,小电阻或是磁珠可以看成是高阻状态,能够使正常的信号通过并滤除噪声。

3.3 AD7656基准设计

AD7656具有10ppm的内部基准,对于一般的单芯片可以满足设计需要。但是在多芯片产品设计中,由于不同芯片内部的基准提供的初始精度不同,所以温度系数也会不同,为了得到更高的性能和可靠性,需要一个稳定可靠的基准。ADR421具有2.5V输入、lppm／℃的温度系数、初始精度可以达到0.04％,是一款在电力继电保护系统中成功应用的电压基准芯片。ADI最新推出了同ADR421管脚完伞兼容的ADR441产品,其具有1ppm／℃的温度系数,0.04％的初始精度,而且仅仅1.21μV的p-p噪声性能,也是十分适合电力继电保护产品应用的电压基准芯片。

3.4 AD7656的接地设计

3.4.1 单片AD7656接地方式

AD7656在单芯片设计时,接地需要采用系统单点接地方式。AD7656的AGND和DGND分别作为模拟电路和数字电路的平面地来处理。在AD7656的芯片下面进行接地处理。此时,AVCC和DVCC的电源采用不同的电源电路设计,如图5所示。

3.4.2 多片AD7656接地方式

对于继电保护产品需要采用多片AD7656使用的系统,其接地方式和单片系统有很大差别。多片系统设计上把AD7656的AGND和DGND作为统一的模拟地平面处理,而把同AD7656接口的CPU处理器的电源地作为数字地平面处理,采用系统单点接地方式时,需要在同多片AD7656距离接近的地方作为接地点。同时应注意,ACND和DGND是单独通过各自的过孔连接到模拟地平面的,如图6所示。