A/D převodníky ADE9113/ADE9112/ADE9103

Obvody ADE9103, ADE9112 a ADE9113 od společnosti Analog Devices jsou přesné, analogově-digitální převodníky (ADC) Σ-Δ se simultánním vzorkováním pro aplikace stejnosměrného i vícefázového měření energie pomocí bočníku. Převodník ADE9113 spojuje zabezpečenou, certifikovanou signálovou a výkonovou galvanickou izolaci se třemi plně diferenciálními, 24bitovými A/D kanály Σ-Δ se simultánním vzorkováním. Převodník ADE9112 je vybaven dvěma plně diferenciálními A/D kanály Σ-Δ pro izolované aplikace vyžadující pouze jediný napěťový kanál. Obvod ADE9103 je neizolovaný, 3kanálový A/D převodník Σ-Δ pro použití v aplikacích, kde není vyžadována izolace, například měření nulového vodiče. Všechny A/D převodníky ADE9103, ADE9112 a ADE9113 obsahují proudový kanál s vysokým ziskem, který je ideální pro použití s proudovým snímačem v podobě bočníku. Pro dosaženi simultánního vzorkování a soudržných výstupů je též možné synchronizovat více převdníků ADE9103, ADE9112 a ADE9113.

A/D převodník s proudovým kanálem poskytuje odstup signál/šum (SNR) 86 dBFS při vzorkovací frekvenci 4 kSPS v šířce pásma signálu 1,65 kHz s typickým driftem zisku 13 ppm/°C, což umožňuje dosažení třídy přesnosti až 0,2. Napěťové A/D převodníky poskytují odstup signál/šum (SNR) 91 dBFS při stejné vzorkovací frekvenci a šířce pásma. Vysoký zisk v proudovém kanálu (IP a IM) pomáhá používání bočníků s nižším odporem, což se projevuje snížením tepelných ztrát. Nízký offsetový drift 2 nV/°C poskytuje výkon požadovaný pro stejnosměrná měření.

Převodníky ADE9103, ADE9112 a ADE9113 poskytují úsporu systémových nákladů a zvýšenou robustnost. Hlavní převodníky ADE9103, ADE9112 a ADE9113 ADC mohou řídit hodinové signály až tří dalších převodníků ADE9103, ADE9112 a ADE9113 ADC pomocí jediného krystalu. Obousměrné rozhraní sériového portu (SPI) podporuje funkci řetězení umožňující přístup ke všem registrům a zároveň snižuje požadovaný počet pinů mikrokontroléru. Pouzdro SOIC_W_FP s 28 vývody dovoluje kompaktnější uspořádání. Platnost datových přenosů zajišťuje obousměrná, cyklická kontrola redundance (CRC), přičemž pin IRQ upozorňuje systém na kritické chyby. Převodníky ADE9112 a ADE9113 vyhovují emisní normě CISPR 32 Class B na 2vrstvé desce plošných spojů (PCB) společně s vysokonapěťovým kondenzátorem a na 4vrstvé desce plošných spojů s vnitřním sešívacím kondenzátorem.

Vyhodnocovací souprava EVAL-ADE9113KTZ obsahuje dvě desky, které vzájemnou spoluprací (společně s deskou EVAL-SDP-CB1Z) provádějí vyhodnocování výkonu izolovaného A/D převodníku Σ-Δ ADE9113 v kontextu blízkém reálné implementaci 3fázového měřiče. Ačkoli lze tuto soupravu používat také k testování podobné funkčnosti převodníků ADE9103 a ADE9112 ADC, deska EVAL-ADE9113KTZ je osazena pouze převodníky ADE9113.

Vlastnosti a výhody

• 2 (ADE9112) nebo 3 (ADE9113) A/D převodníky Σ-Δ s izolovanými kanály, simultánním vzorkováním a integrovanými izolovanými DC/DC převodníky isoPower.
• 3kanálový (ADE9103) neizolovaný A/D převodník Σ-Δ se simultánním vzorkováním.
• Synchronizace více převodníků ADE9103/ADE9112/ADE9113.
• 4vodičové rozhraní SPI s obousměrným modulem CRC a funkcí řetězení.
• Registry jedinečných ID součástí se čtením přes rozhraní SPI
• Možnost taktování až 4 převodníků ADE9103/ADE9112/ADE9113 z jednoho krystalu nebo externích hodin.
• Hardwarový pin IRQ a registry pro detekci chyb a zajištění robustnosti
• Vzorkovací frekvence až 32 kSPS
• Odstup signál/šum (SNR) až 95 dB
• Rozsah analogového vstupního napětí ve špičkách pro proudový kanál: ±31,25 mV
• Rozsah analogového vstupního napětí se společnou zemí pro napěťové kanály: ±500 mV
• Referenční teplotní koeficient vnitřního napětí: typicky <13 ppm/°C
• Offsetový drift A/D převodníku: typicky <2 nV/°C
• Ideální pro střídavé i stejnosměrné měřicí systémy
• Jediný zdroj 3,3 V pro izolovaná a neizolovaná měření
• Kompaktní, široké těleso s 28 vývody, jemnější roztečí SOIC pouzdra a povrchovou vzdáleností 8,3 mm
• Teplotní rozsah: -40 °C až +125 °C.
• Shoda s emisní RF normou CISPR 32 Class B.
• Bezpečnostní a regulační schválení podle norem ADE9112 a ADE9113.
• Certifikátu o shodě s normou IEC 60747-17 ve stadiu přípravy.
• 5000 V RMS po dobu 1 minuty podle normy UL 1577 ve stadiu přípravy.
• IEC 61010-1 a IEC 62368-1 ve stadiu přípravy.