iso功率器件可用于接受消隱信號,并利用它們來控制開關噪聲對高精度測量的負面影響,從而提高測量精度。
許多傳感器接口應用需要信號和電源隔離。運行模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)、提供傳感器偏置和運行數(shù)字信號隔離需要電源;但是,來自隔離電源的開關噪聲會影響高精度測量。例如,ADuM5201 iso功率耦合器在其諧振電路處于活動狀態(tài)時會產(chǎn)生360 MHz噪聲。如果該噪聲與ADC的采樣時間一致,則由于噪聲耦合到傳感器偏置、ADC電源或基準電壓源,測量會失去一些保真度。為了將干擾降至最低,數(shù)字系統(tǒng)中的常見做法是在時鐘邊沿之間啟動ADC轉(zhuǎn)換,以確保開關噪聲不會與電壓轉(zhuǎn)換相互作用。
.iso電源產(chǎn)品通過將大電流諧振振蕩器連接到內(nèi)部微變壓器來工作。電源耦合到次級,在那里進行整流和平滑。次級側(cè)通過創(chuàng)建PWM式信號來調(diào)節(jié)輸出電壓,該信號通過i耦合器數(shù)據(jù)通道發(fā)送回初級側(cè),根據(jù)次級側(cè)功率和電壓需求關閉和打開諧振器。ADI iso功率器件允許通過外部引腳直接控制諧振電路,從而允許由公共PWM信號控制多個iso功率器件。當ADC進行高保真轉(zhuǎn)換時,此功能可用于排除諧振電路噪聲。?
ADuM520x、ADuM620x、ADuM5000和ADuM6000能夠成為外部主控制器的從機。 允許此功能的控制線可用于接受禁用油箱電路的空白信號。使用兩條控制線:RC在和 RCSEL.
鋼筋混凝土SEL選擇儲罐控制電路的源,從次級側(cè)的調(diào)節(jié)電路派生的PWM信號或提供給RC的信號在.如果 RC在線綁低,RC效果SEL是在次級側(cè)控制器調(diào)節(jié)或強制關閉振蕩器之間進行選擇。
當振蕩器關閉時,輸出電壓以負載決定的速率下降(等效電阻R負荷) 和大容量電容的值 (C負荷) 在 V 上.ISO,給出一個 R負荷× C負荷電壓驟降的時間常數(shù)。當 RCSEL信號返回高電平,V.ISO由控制回路驅(qū)動回調(diào)節(jié)設定點。
圖1中的電路圍繞一個12位ADC構(gòu)建,帶有I的12位ADC2C數(shù)據(jù)接口并說明了該技術的重要特征。為簡單起見,該電路沒有使用旁路電容和上拉電阻等許多無源元件,但必須適當添加這些元件以獲得完整的原理圖。設備通過 I 與控制器通信2C接口;因此,使用ADuM1250來隔離數(shù)據(jù)通信。ADuM5201用于為ADC供電并隔離轉(zhuǎn)換啟動和忙音信號。
圖1.隔離式低噪聲ADC電路。
當 CONVST 信號變低時,轉(zhuǎn)換開始1= 40 ns(見圖 2)。在轉(zhuǎn)換過程中,BUSY 信號變?yōu)楦唠娖郊s 4 μs,表示數(shù)據(jù)尚未準備好傳輸。BUSY 線返回低電平,數(shù)據(jù)可以用 I 的 SCLK 線時鐘輸出2C總線。
圖2.系統(tǒng)時序圖。
ADuM5201的電源通過拉動RC進行消隱SEL引腳為低電平,帶有空白信號。功率振蕩器在活動時關閉大約需要 100 ns;因此,BLANK 信號應用與 t0> 100 ns,以確保輸出功率安靜。只要特定的ACD需要最高精度的轉(zhuǎn)換,它就可以被推遲。在本例中,電源一直保持到BUSY 信號恢復為低電平后。
BLANK 信號的影響如圖 3 所示,在施加 BLANK 信號之前可以清楚地看到諧振電路噪聲,之后大約 100 ns 關閉。
圖3.從空白脈沖到電源噪聲結(jié)束的延遲。
iso功率器件的整個消隱周期如圖4所示。該數(shù)據(jù)是用5 μs消隱脈沖、10 mA負載和C負荷= 10 μF。重要特性包括周期性諧振噪聲(速率約為600 kHz)、每個振蕩器突發(fā)之間的標準紋波以及消隱脈沖引起的輸出驟降。在本例中,5 μs BLANK 脈沖引起的輸出電壓驟降僅為 24 mV,僅為輸出中標準紋波的幾倍,對正在進行的 ADC 測量微不足道。isoPower 器件在大約 20 μs 內(nèi)恢復到其輸出設定值,系統(tǒng)已準備好進行下一次測量。這種方法非常靈活,只需調(diào)整C的值即可輕松適應許多時序要求負荷隨著負載和消隱時間的變化,將電壓驟降保持在所需水平,從而允許在ADC的精度極限下進行測量。
圖4.由于空白脈沖,在10 mA負載和24 mV電源驟降下完全工作。
審核編輯:郭婷
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