模數轉換器（ADC）是思瑞浦（3PEAK）持續創新與耕耘的重點產品系列。思瑞浦（3PEAK）最新推出16位8通道同步采樣模數轉換器——TPAFE5160，內置高壓鉗位電路、可編程增益放大器、低通濾波器和ADC驅動器，以及高精度基準源，實現了完整的集成式低噪聲采樣鏈路。

TPAFE5160廣泛應用于繼電保護、配電自動化、工業自動化和控制、儲能、數字電源、自動化測試設備等領域。

TPAFE5160

產品特色

TPAFE5160內置16位8通道同步采樣ADC，每通道均可達350kSPS吞吐速率。

輸入范圍：±10V或±5V。

模擬輸入端阻抗達到1MΩ，且具有輸入鉗位保護，輸入耐壓可達±30V， 滿足工業、電力等復雜環境應用中的高耐壓需求。

內置2.5V電壓基準，典型溫漂10ppm/℃。

輸出接口通信可靈活選擇SPI或并口通信。

圖1. TPAFE5160內部框圖

TPAFE5160

產品關鍵指標

在電力繼電保護等應用中， 系統需要使用ADC芯片對電壓和電流進行同步采樣，以準確分析功率和諧波。以電力測量設備為例，在輸入信號滿擺幅的1/20甚至1/40的范圍內，均需達到千分之二的精度；且在-40~85℃的苛刻環境下均要滿足精度要求。這要求ADC的信噪比、線性度、諧波失真等各項關鍵指標都要達到相應水平，且在高低溫下都要有穩定表現。

TPAFE5160具備同步采樣、高速、低噪聲、高線性度等特點，滿足此類場合需求。TPAFE5160的部分關鍵指標和全溫表現如下：

01信噪比和諧波失真

信噪比和諧波失真，是ADC的關鍵動態參數，體現了噪聲水平和測量交流信號時的線性度。

TPAFE5160輸入信號SNR全溫范圍穩定在90dB左右，諧波失真則在-103dB以下。如下圖2所示（fin=1kHz sine wave）：

@-40℃

@25℃

@125℃

圖2.

02

積分非線性INL與差分非線性DNL

INL和DNL是ADC的關鍵直流參數，體現了測量直流信號的線性度水平。TPAFE5160的非線性誤差實測值小于1LSB(1LSB為輸入滿擺幅的十萬分之一點五)：

INL典型值正負0.7LSB，高低溫1LSB，如下圖3所示。

圖3.

DNL典型值正負0.5LSB，高低溫0.6LSB，如下圖4所示。

圖4.

03

電壓基準性能

TPAFE5160同時支持內部電壓基準和外部電壓基準工作方式，內部電壓基準典型溫漂性能為10ppm/℃。-40℃~125℃全溫漂性能如下圖5所示。

圖5.

04

輸出數據速率和接口

TPAFE5160轉換時間和采樣時間之和小于3uS，每通道ADC可支持350kSPS連續采樣。TPAFE5160支持并口輸出模式和SPI串口輸出模式。在串口模式下，DOUTA、DOUTB分別對應前后各4個通道ADC的轉換數據輸出。

05

ESD

TPAFE5160的ESD表現處于行業領先，可提高在應用中抗靜電干擾的能力。如下表1所示：

表1.

06

輸入口耐壓

ADC輸入耐壓最高可達±30V。應用中由于系統過壓、過流或者短路等各種場景可能會在輸入端引入高壓波動，TPAFE5160對此有更強的抵抗能力。如下圖6所示。

圖6.

TPAFE5160

典型應用場景

如下圖7為多路電壓/電流采集的典型應用框圖。TPAFE5160只需要單端5V供電，即可支持8路高達±10V的信號輸入，也可通過切換外置模擬開關，擴展支持更多路信號的采集。同時，思瑞浦（3PEAK）可為客戶提供完整的信號鏈解決方案，包括運算放大器、儀表放大器等各種通用和特殊放大器、模數轉換器、數模轉換器、接口芯片、數字隔離器、電源（線性電源LDO、開關電源 DC-DC）等產品。

圖7.

上電或者掉電過程中，若電源電壓低于最低工作電壓時，內部電路節點是不可控的狀態，具體的表現與外部電路有關，運放輸出可能會出現異常，如出現短時間的脈沖（Glitch）。在一些應用場景如過流保護、過壓保護，會采用運放做信號放大或者用做比較器；該Glitch可能會讓系統誤認為發生了過流或者過壓，從而引起誤動作。在電力監控、工業自動化、電梯等安全性要求高的應用，若發生誤動作，可能會產生嚴重后果。

350kSPS、16位8通道同步采樣ADC--TPAFE5160憑借高精度、高速、全溫穩定性、高耐壓的特性，能更好地滿足繼電保護、配電自動化、工業自動化和控制、儲能、數字電源、自動化測試設備等行業的應用需求。思瑞浦（3PEAK）將持續專注高性能ADC產品創新研發，為工業、電力等行業發展需求提供關鍵技術支持。

TPAFE5160

封裝與訂購

封裝與訂購信息

來源：3PEAK思瑞浦