完整傳感器數據采集解決方案簡化工業數據采集系統設計

　　集成式解決方案簡化數據采集系統設計

　　16位1 MSPS ADAS3022數據采集系統IC采用專有高壓工業工藝技術iCMOS?制造，集成8通道、低泄漏多路復用器；高阻抗PGIA （具有高共模抑制）；高精度低漂移4.096 V基準電壓源和緩沖器；16位逐次逼近型ADC。如圖3所示。

　　圖3. ADAS3022功能框圖。

　　這個完整傳感器數據采集解決方案占用的電路板空間僅為分立方案的三分之一，有助于工程師簡化設計，同時減小高級工業數據采集系統的尺寸，縮短產品面市時間，節省成本。它使得我們無需對輸入信號進行緩沖、電平轉換、放大、衰減或其他調理，也消除了我們對共模抑制、噪聲和建立時間的擔憂，還解決了與設計高精度16位1 MSPS數據采集系統相關的諸多難題。它可在1 MSPS速率下（典型 SNR為91 dB）提供同類最佳的16位精度（典型INL為±0.6 LSB）、低失調電壓、低溫度漂移和優化噪聲性能，如圖4所示。該器件的額定溫度范圍為–40°C至+85°C工業溫度范圍。

　　圖4. ADAS3022的INL和FFT性能。

　　PGIA具有很大的共模輸入范圍、真正的高阻抗輸入（>500 MΩ）和寬動態范圍，這使得它能夠處理4 mA至20 mA的環路電流，精確測量小傳感器信號，抑制交流電力線、電機和其他來源的干擾（90 dB的最小CMR）。

　　輔助差分輸入通道可處理±4.096 V輸入信號。它旁路多路復用器和PGIA級，允許與16位SAR ADC直接接口。片內溫度傳感器可以監控本地溫度。

　　這種高集成度可以節省電路板空間，降低整體部件成本，使得ADAS3022非常適合空間受限的應用，例如自動測試設備、電力線監控、工業自動化、過程控制、病人監護以及其他工業和儀表系統，它們都采用±10 V的工業信號電平工作。

　　圖5. 采用集成PGA的完整5 V、單電源、8通道數據采集解決方案。

　　圖5顯示完整的8通道數據采集系統（DAS）。ADAS3022采用±15 V和+5 V模擬和數字電源，以及1.8V至5V邏輯I/O電源。高效率、低紋波DC-DC升壓轉換器 ADP1613使得DAS能夠采用5 V單電源工作。ADP1613使用 ADIsimPower?設計工具配置為單端初級原邊電感（SEPIC）拓撲，提供多路復用器和PGIA所需的±15 V雙極性電源，而不會影響性能。

　　表1對ADAS3022和分立信號鏈的噪聲性能進行了比較，并利用每個元件的輸入信號幅度、增益、等效噪聲帶寬（ENBW）和折合到輸入端的（RTI）噪聲，計算整個信號鏈的總噪聲。

　　表1. ADAS3022和分立信號鏈的噪聲性能