AD7606C-18：八通道18位數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的卓越之選

在電子工程師的日常工作中，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DAS）是至關(guān)重要的一環(huán)。今天，我們就來(lái)深入探討一款性能卓越的八通道18位數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)——AD7606C-18。

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產(chǎn)品概述

AD7606C-18是一款18位、同時(shí)采樣的模擬 - 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)，擁有八個(gè)通道。每個(gè)通道都配備了模擬輸入鉗位保護(hù)、可編程增益放大器（PGA）、低通濾波器（LPF）以及18位逐次逼近寄存器（SAR）模擬 - 數(shù)字轉(zhuǎn)換器（ADC）。此外，它還集成了靈活的數(shù)字濾波器、低漂移2.5V精密基準(zhǔn)源和基準(zhǔn)緩沖器，支持靈活的并行和串行接口。

通道特性

• 輸入范圍廣泛：支持雙極性單端（±12.5 V、±10 V、±6.25 V、±5 V、±2.5 V）、單極性單端（0 V 至 12.5 V、0 V 至 10 V、0 V 至 5 V）和雙極性差分（±20 V、±12.5 V、±10 V、±5 V）輸入電壓。
• 高輸入阻抗：模擬輸入阻抗（(R_{IN})）最小為1 MΩ，且不隨采樣頻率變化，無(wú)需在前端使用驅(qū)動(dòng)放大器，可直接連接到源或傳感器，簡(jiǎn)化了信號(hào)鏈設(shè)計(jì)，還能去除雙極性電源。
• 輸入鉗位保護(hù)：盡管采用單5V電源供電，但模擬輸入鉗位保護(hù)可承受高達(dá)±21 V的輸入過(guò)電壓。不過(guò)，在正常運(yùn)行時(shí)，不建議長(zhǎng)時(shí)間讓模擬輸入超出輸入范圍，以免影響雙極性零碼誤差性能。

性能參數(shù)

• 動(dòng)態(tài)性能出色：在不同輸入范圍和帶寬模式下，都能提供高信噪比（SNR）和低總諧波失真（THD）。例如，在±20 V雙極性差分范圍、低帶寬模式下，典型SNR可達(dá)93 dB；在±20 V雙極性差分范圍、過(guò)采樣32倍時(shí)，SNR可達(dá)102 dB。
• 精度高：總未調(diào)整誤差（TUE）最大為滿(mǎn)量程的0.05%（外部基準(zhǔn)），正滿(mǎn)量程（PFS）和負(fù)滿(mǎn)量程（NFS）誤差漂移典型值為±0.5 ppm/°C，基準(zhǔn)溫度系數(shù)典型值為±3 ppm/°C。

工作模式

硬件模式

在硬件模式下，AD7606C-18與AD7606、AD7606B、AD7608和AD7609向后兼容。其配置取決于RANGE、OSx或STBY引腳的邏輯電平，僅支持ADC讀取模式。

軟件模式

當(dāng)三個(gè)OSx引腳都連接到邏輯高電平時(shí)，進(jìn)入軟件模式。此時(shí)，可通過(guò)串行或并行接口訪(fǎng)問(wèn)相應(yīng)寄存器進(jìn)行配置，具有更多高級(jí)功能，如每通道可選的模擬輸入范圍、高帶寬模式（220 kHz）、過(guò)采樣比高達(dá)256、系統(tǒng)增益、相位和偏移校準(zhǔn)、模擬輸入開(kāi)路檢測(cè)、診斷功能以及更多的電源模式（包括自動(dòng)待機(jī)模式）。

系統(tǒng)校準(zhǔn)特性

相位校準(zhǔn)

在使用外部濾波器或傳感器時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致通道間相位不匹配。在軟件模式下，可通過(guò)寫(xiě)入相應(yīng)的CHx_PHASE寄存器（地址0x19至0x20），以1 μs的分辨率和最大255 μs的延遲，對(duì)單個(gè)通道的采樣時(shí)刻進(jìn)行延遲補(bǔ)償。

增益校準(zhǔn)

使用外部(R_{FILTER})會(huì)產(chǎn)生系統(tǒng)增益誤差。在軟件模式下，可通過(guò)向相應(yīng)寄存器（地址0x09至0x10）寫(xiě)入串聯(lián)電阻值，對(duì)每通道的增益誤差進(jìn)行補(bǔ)償，該寄存器可補(bǔ)償高達(dá)65 kΩ的串聯(lián)電阻，分辨率為1024 Ω。

偏移校準(zhǔn)

傳感器的潛在偏移或(R_{FILTER})對(duì)的不匹配可能導(dǎo)致系統(tǒng)偏移。在軟件模式下，可通過(guò)CHx_OFFSET寄存器（地址0x11至0x18）自動(dòng)對(duì)ADC代碼進(jìn)行最多512 LSB的加減操作，分辨率為4 LSB。

模擬輸入開(kāi)路檢測(cè)

在軟件模式下，AD7606C-18具備模擬輸入開(kāi)路檢測(cè)功能。需在電路中放置(R_{PD})（推薦值為20 kΩ），該功能可在手動(dòng)模式或自動(dòng)模式下運(yùn)行。手動(dòng)模式通過(guò)寫(xiě)入0x01到OPEN_DETECT_QUEUE（地址0x2C）啟用，自動(dòng)模式則通過(guò)寫(xiě)入大于0x01的值啟用。

數(shù)字接口

AD7606C-18提供并行和高速串行兩種接口選項(xiàng)，通過(guò)PAR/SER SEL引腳選擇所需的接口模式。

并行接口

在并行接口模式下，將PAR/SER SEL引腳置低。RD引腳的下降沿用于讀取輸出轉(zhuǎn)換結(jié)果寄存器中的數(shù)據(jù)，由于ADC數(shù)據(jù)為18位，需要兩個(gè)并行幀來(lái)輸出數(shù)據(jù)。在軟件模式下，還支持帶CRC和狀態(tài)頭的讀取模式。

串行接口

將PAR/SER SEL引腳置高可選擇串行接口。在軟件模式下，可根據(jù)CONFIG寄存器的配置，使用1、2、4或8條(Doutx)線(xiàn)讀取數(shù)據(jù)。同樣，在軟件模式下也支持帶CRC和狀態(tài)頭的讀取模式。

診斷功能

在軟件模式下，AD7606C-18具備多種診斷功能，包括復(fù)位檢測(cè)、數(shù)字錯(cuò)誤檢測(cè)和模擬輸入開(kāi)路檢測(cè)。如果檢測(cè)到錯(cuò)誤，狀態(tài)頭中的相應(yīng)標(biāo)志會(huì)置位，指向錯(cuò)誤所在的寄存器。

復(fù)位檢測(cè)

狀態(tài)寄存器（地址0x01，位7）中的RESET_DETECT位在施加部分或完全復(fù)位脈沖時(shí)置位，可用于檢測(cè)意外的設(shè)備復(fù)位、RESET引腳的大毛刺或電源電壓下降。

數(shù)字錯(cuò)誤檢測(cè)

狀態(tài)寄存器和狀態(tài)頭中的DIGITAL_ERROR位在以下監(jiān)測(cè)器觸發(fā)時(shí)置位：內(nèi)存映射CRC、只讀存儲(chǔ)器（ROM）CRC、數(shù)字接口CRC、SPI無(wú)效讀寫(xiě)、BUSY信號(hào)持續(xù)高電平。通過(guò)DIGITAL_DIAG_ERR地址（地址0x22）中的相應(yīng)位可確定觸發(fā)的監(jiān)測(cè)器。

接口CRC校驗(yàn)

AD7606C-18具備CRC校驗(yàn)?zāi)Ｊ?，可提高接口的魯棒性，檢測(cè)數(shù)據(jù)傳輸中的錯(cuò)誤。在ADC讀取模式（串行和并行）和寄存器模式（串行）中均可用。

應(yīng)用場(chǎng)景

AD7606C-18適用于多種應(yīng)用場(chǎng)景，如電力線(xiàn)監(jiān)測(cè)、保護(hù)繼電器、多相電機(jī)控制、儀器儀表和控制系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等。

總結(jié)

AD7606C-18以其高分辨率、寬輸入范圍、靈活的配置和強(qiáng)大的校準(zhǔn)及診斷功能，為電子工程師在數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域提供了一個(gè)可靠的解決方案。無(wú)論是在硬件模式還是軟件模式下，它都能滿(mǎn)足不同應(yīng)用的需求，幫助工程師們?cè)O(shè)計(jì)出更加高效、穩(wěn)定的系統(tǒng)。你在實(shí)際應(yīng)用中是否使用過(guò)類(lèi)似的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)呢？遇到過(guò)哪些挑戰(zhàn)和問(wèn)題？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見(jiàn)解。