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如何优化工业DAQ系统设计(2)

如何优化工业DAQ系统设计(2)

ADAS3022可经配置用于测量最多八个单端输入或四个差分对。 七种双极性输入范围可处理各种工业信号电平(±640 mV至±24.576 V),因此能够直接与大部分传感器接口相连。

+5 V单电源为电路供电,高效率、低纹波升压转换器产生±15 V电压,可处理最高±24.576 V的差分输入信号(±2 LSB INL最大值、±0.5 LSB DNL典型值)。 对于高精度应用,这款紧凑、经济型电路可以提供高精度和低噪声性能。 经低功耗运算放大器AD8031缓冲后的低噪声基准电压源ADR434提供基准电压。

这个完整传感器数据采集解决方案占用的电路板空间仅为分立方案的三分之一,并降低了一半的成本,有助于工程师简化设计,同时减小高级工业数据采集系统的尺寸,缩短产品面市时间,节省成本。 它使得我们无需对输入信号进行缓冲、电平转换、放大、衰减或其他调理,也消除了我们对共模抑制、噪声和建立时间的担忧,还解决了与设计高精度16位1 MSPS数据采集系统相关的诸多难题。

ADP1613配置为SEPIC转换器
ADP1613用作单端初级原边电感(SEPIC) Cuk转换器,是ADAS3022在外部5 V电源供电情况下,为其提供20 mA时所需±15 V高压电源以及最大值为3 mV的低输出纹波的理想选择。 本应用中,ADP1613的开关频率为1.3MHz。 如图3所示,ADP1613尽可能地减少了外部元器件数目,并且具有超过86%的效率,因此它能满足ADAS3022的规格要求。在该拓扑中使用低成本 ADP1613的最大优势,是它在两条供电轨之间的出色跟踪能力,同时使用现成的耦合电感可产生±15 V电压。 除此之外,还能通过ADIsimPower设计工具轻松快捷地完成设计制造。


图3. ADP1613的效率(POUT/PIN)与输出电流(IOUT)的关系



图2所示电路采用ADP161x SEPIC-Cuk可下载设计工具中的下列输入进行设计,ADIsimPower提供该设计工具。 利用ADIsimPower设计工具可进行完全定制设计,并通过单个控制器的低成本SEPIC-Cuk拓扑快速创建稳定的双路供电轨。

测试设置的功能框图如图4所示。ADP1613评估板由外部+5 V电源驱动,产生ADAS3022板所需的±15 V电压。 7 V直流壁式电源为EVAL-CED1Z板供电。 EVAL-CED1Z板上的稳压器提供ADAS3022板所需的5 V电源。 运行交流测试时,采用Audio Precision SYS-2702产生低失真输入信号。


图4. 测试设置功能框图



图5显示的是ADAS3022工作在1 MSPS,并对其中一个通道施加20 Vp-p、20kHz输入信号时的典型动态性能。 试验中,分别采用线性±15 V台式电源和ADP1613评估板的±15 V输出驱动ADAS3022, 未观察到有交流或直流性能的差异。


图5. 使用EVAL-CED1Z评估板和软件的ADAS3022 FFT输出



结论
下一代工业PLC模块需要高精度、可靠运行和功能灵活性,所有这些特性都必须通过外形小巧的低成本产品提供。 ADAS3022具有业界领先的集成度和性能,支持广泛的电压和电流输入,以便处理工业自动化和过程控制的各种传感器信号。 ADAS3022是PLC模拟输入模块和其他数据采集卡的理想之选,它使得工业制造商能够让他们的系统具有与众不同的特性,同时满足更加严苛的用户要求。
继承事业,薪火相传
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