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TL7606 AD模块

制  造  商:

商品编号:AD7606

价       格:

¥1067.20(含16%增值税)

数       量:

说       明:

由广州创龙电子科技有限公司发货

芯片简介
AD7606是ADI公司的16位同步采样AD芯片,采样率高达200k。共有三个型号:AD7606/AD7606-6/AD7606-4,分别是8、6、4个采集通道。在电力线路测量和保护系统中,需要对多相输配电网络的大量电流和电压通道进行同步采样,AD7606是电力系统中最常用的AD采样芯片。


图 1

片上集成模拟输入箝位保护、二阶抗混叠滤波器、跟踪保持放大器、16位电荷再分配逐次逼近型ADC内核、数字滤波器、2.5V基准电压源及缓冲、高速串行和并行接口。AD7606采用5V单电源供电,不再需要正负双电源,并支持真正±10V或±5V的双极性信号输入。所有的通道均能以高达200kSPS的速率进行采样,同时输入端箝位保护电路可以承受最高达±16.5V的电压。传统的逐次逼近(SAR)型ADC,由于其采样电容的设计,模拟输入前端一般需要运算放大器(简称运放,Operation Amplifier)来实现内部采样电容的驱动。正因此电容的存在,其等效输入阻抗与采样频率相关,而且在一些高采样率的应用中,使得前端驱动运放的选择变得十分苛刻。


图 2

但在AD7606内部的信号调理电路中,已经包含了低噪声、高输入阻抗的信号调理电路,其等效输入阻抗完全独立于采样率且固定为1Mohm。同时输入端集成了具有40dB抗混叠抑制特性的滤波器,更是简化了前端设计,不再需要外部驱动和滤波电路。因此,二次互感器输出的信号无需再经过运放来缓冲就可以直接接入AD7606。
AD7606内部集成了2.5V带隙电压基准和基准缓冲电路,其温度系数典型值为±10ppm/℃。设计应用中,选用内置基准或外部基准,将取决于系统的要求。多片ADC的设计中,如果需求高绝对精度,则应采用高初始精度和低温度系数的外部基准,以消除不同器件内置基准之间的差异而带来的误差。推荐选用初始精度0.04%,温度系数3ppm/℃的ADR421B。如果需求多片ADC通道之间的数值匹配,可设置第一片AD7606工作在内置基准模式,其余AD7606为外部基准模式,然后通过第一片AD7606的内置基准输出供给其余AD7606。这样,在不加外部基准的情况下即可保证多个AD7606通道间数据的匹配性,但此时系统的绝对精度取决于内置基准的性能。



图 3

AD7606还提供了过采样和数字滤波功能。通过管脚OS[2:0]可以设置过采样倍数(OSR)为x2,x4,x8,x16,x32,x64。过采样打开后,内部的过采样控制电路和1阶Sinc数字滤波器会自动被使能,同时-3dB带宽也会相应的改变。
ADC一般需要模拟电源和数字电源。大多数的系统都会有5V数字电源,却不一定具有5V模拟电源。此时如果模拟电路和数字电路共用同一个5V电源,有害的数字噪声可能会耦合到模拟电路并降低ADC的性能,通常应该避免这样的设计。如果不可避免,需要将5V的数字电源进行很好的滤波后再供给模拟电路用。
2模块特点
TL7606 AD模块基于ADI AD7606,和广州创龙OMAP-L138/AM1808/ TMS320C6748开发板配套使用,用于并行采集多路AD数据,在电力行业应用广泛,以下为此模块的特点:
16bit,8路采样通道,支持串行和并行读取方式;
支持全部通道200K采样率并行采集和转换;
支持真正±10V或±5V的双极性信号输入;
工业级设计,稳定,精度高,低噪声、误差小;


图 4  AD7606模块实物图



图 5  侧面图

3机械尺寸图


图 6  AD7606模块机械尺寸图


4连接器引脚定义


图 7  J6连接器引脚定义


图 8 引脚信号说明


图 9  J2连接器引脚定义

备注:本模块可支持串行和并行模式,默认使用并行模式方式,需采用串行模式,请参考第下面的串/并模式设置小节。J6是和开发板底板J2连接器连接接口,J2是电压信号输入接口。在同时使用SPI和并口时,可用2个模块实现16路AD采样,此时采用两个TL7606模块连接TL138-EVM-A3开发板的的J3和J2接口。其中,连接J3的TL7606模块设置为串行模式,连接J2的TL7606模块设置为并行模块。
上层信号:V1、V2、V3、V4、V5、V6、V7、V8(按顺序从左到右);
下层信号:V1GND、V2GND、V3GND、V4GND、V5GND、V6GND、V7GND、V8GND(按顺序从左到右)。
5串/并模式设置
并口模式:
模块默认为并口模式,需连接到TL138-EVM-A3开发板的J2接口,模块用独立的5V适配器供电,严禁在此模式的模块连接至TL138-EVM-A3开发板的J3接口使用。
串行模式:
更改并口模式模块为SPI模式,需更改部分电阻跳线
R17 、R36 、R19 、R25、 R39、 R28 焊接0R电阻;
R9 焊接10K电阻 ;
FB4、 FB3、 FB6 焊接磁珠;
FB5 拆磁珠 ;
R14、 R18、 R38、 R20 、R23、 R26、 R40、 RN2、 RN3 、RN4 、RN5 、R41 、R21、 R24、 R27拆电阻。
在SPI模式下,需连接到TL138-EVM-A3开发板的J3接口,模块无需采用独立的5V适配器供电,严禁在此模式的模块连接至TL138-EVM-A3开发板的J2接口使用。
采用并口模式采样率可到达200K的采样率,采用SPI模式采样率只有100K左右。建议使用并口模式,这样才能真正发挥8通道AD7606的同步采样性能。
6输入电压范围设置
TL7606真正支持±10V或±5V的双极性信号输入。通过J1的跳帽设置输入电压的范围为±10V或±5V。接0设置范围为±5V,接1设置范围为±10V。电路图如下:


图 10  J1连接器引脚定义

7模块使用步骤
(1)连接开发板。
将TL7606模块插到开发板底板的J2接口,如下图所示。切勿连接到底板J3接口,否则会烧坏模块,同时检查是否左右偏移。

图 11

(2)接入电压信号和供电电源。
将需要采集的电压信号接到对应通道,另一端接到对应的地,例如接到V1和V1GND。同时使用5V 2A电源适配器给模块供电。如下图所示:


图 12

注意:输入电压不能超出已设置的电压范围,否则可能会损坏模块。此处为了测试方便,地只接了1个通道的地,8个通道的地内部是连通的,也将8个通道的输入端同时接到了同一个数字输入电源。
(3)启动系统。
使用已有AD7606模块驱动的内核文件启动系统。
(4)读取AD采样值。
登陆开发板后,运行如下命令读取8个通道的AD值:
Target# cat /sys/bus/iio/devices/iio\:device0/in_voltage*_raw
当接入3.3V的时候,8个通道的读数如下:

图 13

图 14

当接入4.8V的时候,8个通道的读数如下:

图 15



假如数值前面有负号,说明是负电压。读取单一通道的值的命令如下:
Target# cat /sys/bus/iio/devices/iio\:device0/in_voltage0_raw //(通道1)
需要读取其他通道修改“in_voltage0_raw”为“in_voltage[No.]_raw”,“[No].”为通道编号。
(5)计算方法。
当输入3.3V时,得到的值:
Value=32768*3.3/5=21627
当输入4.8V时,得到的值:
Value=32768*3.8/5=31457

可以将计算的数据和上面测试的数据对比,对比误差率。误差有很多方面的,一个是输入的数字电源不够稳定,一个是AD的精度问题。

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